O que é o carimbo de data/hora na Blockchain?

Qual é o carimbo de data/hora da Blockchain?

Um carimbo de data/hora na cadeia de blocos é um registo que indica quando ocorreu uma transação ou evento específico, muitas vezes detalhando a data e a hora exatas. Estes carimbos de data e hora são fundamentais para a tecnologia blockchain, garantindo que as transações sejam registadas na sequência em que ocorreram. Esta gravação sequencial é vital para evitar gastos duplos e manter o registo consistente da blockchain. Além disso, quando combinados com técnicas criptográficas, os carimbos de data/hora reforçam a autenticidade e integridade dos dados. Qualquer alteração nos dados do bloco interromperia o seu carimbo de data e hora, tornando evidente qualquer violação. No mundo da blockchain descentralizada, onde não há nenhum órgão regulador central, os carimbos de data/hora oferecem um mecanismo confiável para validar transações, fomentando o consenso nos nós da rede sobre o estado atual da blockchain.

História e Conceito

O conceito de marcação de data e hora tem as suas raízes no ato físico de usar selos de borracha nos escritórios para marcar a data e a hora atuais nos documentos em papel, indicando quando foram recebidos. Esta prática era essencial para registar eventos como receber uma carta, visto nos carimbos postais, ou controlar as horas de trabalho nos cartões de tempo. Com a revolução digital, o timestamping evoluiu. Os sistemas de dados digitais começaram a anexar as informações de data e hora aos dados digitais. Por exemplo, os ficheiros informáticos começaram a ter carimbos de data/hora indicando a data da última modificação e as câmaras digitais começaram a incorporar carimbos de data/hora em fotos para registrar quando foram capturados.

A relevância dos carimbos de data/hora para a blockchain pode ser remontada ao trabalho de Stuart Haber e W. Scott Stornetta em 1991. Eles tinham como objetivo criar um sistema onde os carimbos de data e hora dos documentos não podiam ser alterados, garantindo a integridade dos dados. Esta ideia foi fundamental para o desenvolvimento da tecnologia blockchain. Quando o Satoshi Nakamoto apresentou a Bitcoin e a sua blockchain subjacente em 2008, o ledger descentralizado utilizou carimbos de data/hora para verificar e proteger transações. Neste sistema, os carimbos de data e hora desempenharam um papel fundamental para garantir a ordem cronológica das transações e a integridade geral dos dados da blockchain.

Com o tempo, a importância dos carimbos de data/hora na blockchain só cresceu. Eles servem como marcador confiável num ambiente descentralizado, ajudando a alcançar um consenso entre os nós de rede e garantindo que os dados permanecem consistentes e evidentes de falsificações. A evolução da data e hora de uma ferramenta simples de escritório para um componente crítico na tecnologia blockchain sublinha o seu significado para garantir a autenticidade e a confiabilidade dos dados.

Como funciona o Timestamp da Blockchain?

Os carimbos de data e hora da blockchain registam com segurança a hora de criação ou modificação dos dados, garantindo a integridade dos dados. Aproveitando as assinaturas digitais e as funções hash, estes carimbos de data e hora, especialmente em sistemas descentralizados como a Bitcoin, fornecem provas invioláveis da existência de dados num momento específico, tornando-os uma pedra angular da confiabilidade da blockchain.

Horários de Confiança

A carimbo data/hora confiável é o processo de gravar com segurança a hora de criação e modificação de um documento. Neste contexto, a segurança implica que, uma vez gravado um carimbo de data/hora, ninguém, incluindo o proprietário do documento, poderá alterá-lo, desde que a integridade do carimbo de data/hora permaneça intransigente. O objetivo principal é garantir a integridade dos dados e provar a existência de certos dados num momento específico no tempo.

Criação de um carimbo de data/hora

O processo de criação de um carimbo de data e hora está enraizado nas assinaturas digitais e nas funções hash. Inicialmente, um hash é calculado a partir dos dados, servindo como uma impressão digital única. Este hash é então enviado à Autoridade de Carimbo Horário (TSA). O TSA acrescenta um carimbo de data e hora ao hash, calcula o hash destes dados combinados e assina-o digitalmente usando a sua chave privada. Este hash assinado, juntamente com o carimbo de data e hora, é enviado de volta ao proprietário dos dados. Importante, o TSA nunca vê os dados originais, garantindo a confidencialidade.

Verificação do Timestamp

Para verificar um carimbo de data e hora, calcula-se o hash dos dados originais, acrescenta o carimbo de data e hora do TSA e calcula o hash desses dados combinados. A assinatura digital do TSA é descriptografada usando a chave pública do TSA, produzindo outro hash. Comparar esses dois hashes confirma a autenticidade do carimbo de data e hora e garante que não foi alterado.

Cronograma descentralizado com Blockchain

O aumento das criptomoedas como a Bitcoin introduziu um método descentralizado para o timestamping seguro. Os dados podem ser hashed e esse hash pode ser incorporado numa transação de blockchain como prova da existência dos dados num momento específico. Esta abordagem descentralizada é à prova de adulterações devido ao design da blockchain. Por exemplo, nas cadeias de blocos de prova de trabalho, a segurança vem do vasto esforço computacional dispendido após o envio do hash. Alterar um carimbo de data e hora exigiria recursos computacionais avassaladores e seria detectável numa blockchain bem mantida.

Carimbo de data/hora nas Blockchains

O processo de data e hora nas blockchains como a Bitcoin e Ethereum é parte integrante da função e integridade desses sistemas. Veja aqui um olhar detalhado de como funciona este processo:

Bitcoin

Na blockchain da Bitcoin, o carimbo de data/hora é crucial pois faz parte do mecanismo da “prova de trabalho” que impede os gastos duplos. Cada bloco da cadeia transporta um carimbo de data e hora, que é tratado como parte do cabeçalho do bloco. Este carimbo de data e hora marca a hora aproximada em que o bloco foi criado.

A hora indicada não é perfeitamente precisa para a segunda — não precisa de ser. A rede concorda com um intervalo de tempo aceitável e desde que o tempo do bloco esteja dentro desse intervalo, seja considerado válido. Este intervalo é determinado pelo tempo mediano dos 11 blocos anteriores, conhecido como o 'Tempo Passado Mediano. '

O carimbo de data/hora em si é estabelecido pelo mineiro que mina o bloco. É responsabilidade deles inserir o carimbo de data e hora e normalmente é a hora atual no seu fuso horário local. Este aspeto torna o sistema descentralizado, pois não há um único guarda-tempo autoritativo.

O carimbo de data/hora em cada bloco de Bitcoin representa a hora do Unix e desempenha um papel crucial além de apenas registar a hora que um bloco foi criado.

• Unix Time Representação: Cada bloco na blockchain Bitcoin contém um carimbo de data/hora que representa a hora do Unix (o número de segundos decorridos desde 1 de janeiro de 1970). Este carimbo de data/hora é crucial para a variação do hash do bloco e serve como recurso de segurança tornando a blockchain mais resistente à manipulação.
• Condições de Validade: Para que um carimbo de data e hora seja considerado válido, deve ser maior que o carimbo de data e hora mediano dos 11 blocos anteriores. No entanto, não deve exceder o tempo ajustado da rede em mais de 2 horas. O tempo ajustado da rede é derivado da mediana dos carimbos de data e hora retornados por todos os nós conectados a um nó específico.
• Cálculo do tempo de rede: Quando os nós se conectam, trocam carimbos de data/hora UTC, registando a diferença horária (desvio) da hora UTC local. A hora ajustada à rede é a UTC local mais a mediana desses deslocamentos. O sistema garante que a hora da rede nunca se desvia mais de 70 minutos da hora do sistema local, mantendo a consistência geral da rede.
• Imprecisão por Design: Curiosamente, bloquear os carimbos de data e hora na Bitcoin não são precisos precisamente e não têm de o ser. O sistema foi concebido para manter a funcionalidade e a segurança com o bloco de horas preciso dentro de uma ou duas horas.
• Future Proofing: A Bitcoin usa um inteiro não assinado para os seus carimbos de data/hora, atrasando assim o problema do “ano 2038” (uma limitação de sistemas de 32 bits que leva a problemas de representação de tempo) por mais 68 anos.

Ethereum

A blockchain da Ethereum funciona da mesma forma mas com algumas diferenças devido à sua capacidade para contratos inteligentes e à complexidade das transações que suporta. Como a Bitcoin, cada bloco tem um carimbo de data e hora e é utilizado para ajudar a proteger a blockchain e é crítico para certos tipos de contratos inteligentes, especialmente aqueles que dependem das condições de tempo.

A Ethereum também usa um mecanismo de prova de trabalho, embora tenha planos para mudar para prova de jogo (um tipo diferente de mecanismo de consenso). O carimbo de data e hora no Ethereum é definido pelo mineiro que cria o bloco e aplicam-se regras semelhantes sobre a precisão do tempo. No entanto, por causa dos contratos inteligentes, a precisão destes carimbos de data e hora é ainda mais crítica. Alguns contratos podem ser executados com base em determinadas horas, por isso é necessário um carimbo de data e hora correto e confiável para evitar fraudes ou erros na execução do contrato.

No Ethereum, o carimbo de data e hora de cada bloco desempenha um papel crítico na funcionalidade e segurança da rede.

• Unix Time Representação: Semelhante a Bitcoin, os blocos Ethereum contêm um campo para um carimbo de data e hora, que representa o momento em que o bloco foi extraído. Este carimbo e hora é um valor de 256 bits que indica o número de segundos decorridos desde 1 de janeiro de 1970, às 00:00:00 UTC (hora Unix).
• Papel na Blockchain: O carimbo de data e hora é fundamental na cadeia de blocos Ethereum pois ajuda a estabelecer a sequência de transações e blocos. Cada novo bloco adicionado à blockchain inclui uma referência ao carimbo de data e hora do bloco anterior, permitindo que toda a cadeia de blocos seja rastreada no tempo.
• Precisão e manipulação: É importante notar que o carimbo de data e hora num bloco Ethereum não é garantido como preciso. Os mineiros podem ligeiramente manipular o carimbo de data e hora, mas apenas dentro de uma determinada faixa do protocolo de hora da rede. Esta flexibilidade é permitida para acomodar as ligeiras variações no tempo mantidas por diferentes nós em todo o mundo, garantindo que os blocos ainda são produzidos em ordem.
• Medição de latência: Ao subtrair a hora atual do carimbo de data e hora de um bloco Ethereum, pode obter uma medida aproximada da latência entre a hora atual e a altura em que o bloco foi extraído. No entanto, este método tem as suas limitações devido aos atrasos na rede e ao potencial de manipulação do carimbo de data e hora pelos mineiros.
• Implicações de segurança: O prazo para manipulação de tempo é limitado para prevenir abusos em larga escala que podem comprometer a segurança da rede. Por exemplo, um carimbo de data e hora no futuro pode facilitar certos ataques de duplo gasto ou vantagens injustas de mineração.
• Interações Smart Contract: No contexto dos contratos inteligentes, o carimbo de data e hora (acessível através do bloco.marca de data e hora na Soliity) pode afetar a forma como os contratos funcionam, especialmente aqueles que dependem das condições de tempo. Os desenvolvedores precisam estar cientes da menor imprecisão nos carimbos de data/hora ao projetar funções de contrato dependentes do tempo.

Ataque de Warp Time

O Time Warp Attack é uma vulnerabilidade potencial na cadeia de blocos onde um mineiro manipula os carimbos de data e hora dos blocos que eles meus. Esta manipulação tem como objetivo enganar o algoritmo de ajuste de dificuldades da blockchain. Criptomoedas como a Bitcoin ajustam a sua dificuldade de mineração com base na taxa de geração de blocos, visando manter um tempo de geração de blocos consistente, tal como o objetivo de 10 minutos da Bitcoin. Ao alimentar carimbos temporais incorretos, o mineiro pode reduzir artificialmente a dificuldade da mineração, permitindo que minerem os blocos mais rapidamente e ganhem recompensas mais altas.

Este tipo de ataque pode ter efeitos prejudiciais na economia de uma criptomoeda. Um aumento da taxa de geração de blocos devido a um Time Warp Attack pode inflacionar a oferta da criptomoeda, potencialmente levando a uma diminuição do seu preço de mercado. No entanto, executar este ataque à Bitcoin é considerada improvável devido à sua grande dificuldade de mineração. Esta barreira elevada torna o ataque menos viável e diminui a sua probabilidade.

Embora a Bitcoin permaneça relativamente segura desse ataque, outras criptomoedas podem estar mais vulneráveis. Por exemplo, o Verge recalcula a sua dificuldade de mineração continuamente, ao contrário da Bitcoin, que se ajusta a cada duas semanas. Este ajuste contínuo pode proporcionar aos atacantes mais oportunidades de manipular a dificuldade. Além disso, usar vários algoritmos de mineração, como o Verge faz, pode abrir várias vias para o ataque.

Apesar dos riscos potenciais, a comunidade Bitcoin não priorizou a correção dessa vulnerabilidade. Uma das razões é que o ataque requer a maioria do hashrate de mineração e se um grupo ganhar esse controlo, outras preocupações mais prementes surgiriam para a Bitcoin. Alguns desenvolvedores propuseram soluções, mas não foram amplamente adotados devido a preocupações sobre causar um garfo na blockchain.

Casos de uso

Os carimbos de data e hora asseguram a autenticidade nos documentos digitais, a transparência nas transações financeiras, a rastreabilidade nas cadeias de abastecimento e a confiabilidade em sistemas descentralizados. Desempenham papéis cruciais, tais como:

Verificação de Documentos Digitais

Os carimbos de data/hora desempenham um papel crucial no domínio digital, especialmente no que diz respeito à verificação de documentos. Ao colocar a data e hora de um documento digital, pode-se provar a sua existência num momento específico. Isso é crucial para documentos legais, artigos de pesquisa, ou qualquer conteúdo em que a autenticidade e a originalidade importem. Por exemplo, em disputas de propriedade intelectual, um carimbo de data e hora pode servir como prova para estabelecer o criador de conteúdo original de uma peça, ajudar a resolver conflitos sobre direitos de patente ou reclamações de direitos de autor.

Transações Financeiras e Auditorias

No setor financeiro, os carimbos de data/hora são indispensáveis. Cada transação, seja uma negociação de ações, uma transferência bancária ou uma bolsa de criptomoedas, tem carimbo de data e hora. Isso garante a transparência e rastreabilidade, permitindo auditorias precisas e prevenção de atividades fraudulentas. Por exemplo, na negociação de alta frequência, em que as trocas são executadas em milissegundos, os carimbos temporais precisos são cruciais para manter a justiça e a ordem no mercado. Da mesma forma, para as transações bancárias, os carimbos de data/hora ajudam a reconciliar contas e a assegurar que os fundos são transferidos ou recebidos nas horas corretas.

Gestão da cadeia de abastecimento

Os carimbos de data e hora encontraram aplicações significativas na gestão da cadeia de abastecimento. À medida que os bens passam dos fabricantes para os consumidores, cada etapa da viagem pode ser carimbado no horário, da produção ao envio até à entrega final. Isso proporciona um registo transparente e rastreável, garantindo que os produtos genuínos cumprem os padrões de qualidade. Para bens perecíveis, como alimentos ou medicamentos, os carimbos de data e hora também podem indicar frescura ou validade, garantindo que os consumidores recebem produtos seguros e de qualidade.

Sistemas descentralizados e Blockchain

O surgimento de sistemas descentralizados, especialmente a blockchain, amplificou ainda mais a importância dos carimbos de data/hora. Na blockchain, todas as transações têm data e hora, garantindo a ordem cronológica dos eventos e evitando gastos duplos. Para além das transações financeiras, os carimbos temporais da blockchain são usados em várias aplicações, tais como verificar a integridade dos ficheiros de vídeo de câmaras de painel ou provar a originalidade de conteúdos criativos partilhados nas plataformas sociais. A natureza descentralizada e à prova de violação da blockchain torna os seus carimbos de data/hora altamente fiáveis, fomentando a confiança no sistema.

Casos de Aplicação Práticos para Timestamps

Alguns casos de aplicação realçam o potencial transformador do timestamping baseado em blockchain em vários setores, enfatizando o seu papel para garantir a integridade, transparência e confiabilidade dos dados.

Logística & Supply Chain

Os carimbos temporais com base no blockchain estão a transformar os setores da logística e da cadeia de abastecimento. Com a crescente procura pela origem dos produtos e a transparência dos processos de fabrico, estes carimbos de data/hora oferecem maior precisão, transparência e responsabilidade. Ao registar os eventos chave na cadeia de valor, os consumidores podem obter informações sobre fontes de produtos, métodos de fabrico e detalhes de transporte.

Permite rastrear vários atributos de produtos, como preço, localização, qualidade, certificação e cronogramas de entrega. Ao fomentar uma cadeia de abastecimento transparente e rastreável, a blockchain reduz as perdas, combate os produtos falsificados e reforça a conformidade. Cada fase de produção pode ser monitorizada desde o início de um produto até à sua entrega. Isso reduz as despesas administrativas e a papelada e reforça a visibilidade e a adesão às normas. Por exemplo, a Starbucks pode empregar uma cadeia de abastecimento descentralizada para monitorizar a produção de grãos de café. Os clientes podiam digitalizar um código QR na sua chávena de café para rastrear a sua origem, aumentando a transparência e a confiança. Com a blockchain, as possibilidades na gestão da cadeia de abastecimento são vastas, beneficiando vários setores ao garantir uma qualidade superior do produto. As empresas também podem integrar recursos avançados, como contratos inteligentes e oráculos descentralizados para otimizar o fluxo de dados e fazer ponte sobre a cadeia com dados off-chain.

Seguro

O setor segurador enfrenta desafios significativos devido a atividades fraudulentas que resultam em perdas financeiras substanciais. A data e hora da blockchain pode combater isso fornecendo um registo indiscutível de eventos de sinistros, tais como danos na propriedade ou acidentes veiculares. Ao proteger os dados na sua origem, os carimbos de data/hora da blockchain podem efetivamente reduzir e eliminar reclamações fraudulentas, garantindo que os casos genuínos são resolvidos.

Direitos de Autor em Propriedade & Intelectual

Nos domínios da propriedade intelectual e dos direitos de autor, provar a originalidade e a propriedade de um trabalho é primordial. Os carimbos temporais da blockchain oferecem uma história imutável, servindo como prova irrefutável das datas de criação de conteúdo. Isso é especialmente crucial quando surgem disputas sobre a propriedade de conteúdo ou em casos de violação, onde ter uma prova inegável da origem do conteúdo pode ser decisivo.

Direito & Jurídico

O setor jurídico trata dados sensíveis e valiosos que exigem a máxima segurança. Quer seja um certificado notarial, uma prova em tribunal ou documentos legais, estabelecer a sua autenticidade e continuidade é essencial. A tecnologia blockchain fornece um meio para garantir que a informação permanece à prova de violação, autêntica e intacta, resolvendo muitos desafios que o sistema jurídico enfrenta.

Conclusão

A capacidade de data e hora da Blockchain é um testemunho do potencial transformador da tecnologia em vários setores. Desde o seu papel fundamental para assegurar a sequência e autenticidade das transações até às suas aplicações mais amplas em cadeias de abastecimento, seguros, propriedade intelectual e o domínio jurídico, os carimbos de data/hora provaram ser indispensáveis. Não só asseguram a integridade dos dados como também promovem a transparência, a confiabilidade e a responsabilidade em sistemas descentralizados. À medida que o mundo digital continua a evoluir, o significado dos carimbos de data e hora da blockchain só vai crescer, solidificando a sua posição como pedra angular da validação e segurança de dados no nosso mundo cada vez mais interligado.