Como funciona a blockchain do Bitcoin

Se você já leu o que é Bitcoin, sabe que a rede registra pagamentos sem um intermediário central. Este texto abre o capô: mostra como uma transação nasce, como entra em um bloco e por que, depois de algumas horas, desfazê-la se torna impraticável.

A referência técnica principal é o documento original de Satoshi Nakamoto (Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System) e a documentação para desenvolvedores mantida pelo projeto. Alguns detalhes mudaram desde o documento de origem, e eles são indicados ao longo do texto.

O que é a blockchain, em uma frase

A blockchain do Bitcoin é uma lista ordenada de blocos de transações, em que cada bloco aponta para o anterior por meio de uma impressão digital criptográfica. Todos os participantes completos da rede guardam uma cópia e conferem cada bloco antes de aceitá-lo.

Para entender por que isso funciona, é preciso começar pela peça menor: a transação.

Transações e UTXOs

O Bitcoin não registra contas com saldo. Ele registra saídas de transação. Cada saída diz um valor, em satoshis, e uma condição para gastá-lo, normalmente “quem provar o controle desta chave”.

Uma saída que ainda não foi usada se chama UTXO, sigla em inglês para saída de transação não gasta. A guia para desenvolvedores explica que cada saída fica à espera, como UTXO, até que uma entrada posterior a gaste (Developer Guide: Transactions). Uma saída só pode ser gasta uma vez.

A entrada de uma transação aponta para uma UTXO anterior, pelo identificador da transação e pela posição da saída, e traz a assinatura que cumpre a condição. O saldo que sua carteira mostra é a soma das UTXOs que suas chaves conseguem gastar.

Um exemplo ajuda. Imagine que você tem uma única UTXO de 0,5 BTC e quer pagar 0,2 BTC:

• A transação usa a UTXO de 0,5 BTC inteira como entrada.
• Cria uma saída de 0,2 BTC para quem recebe.
• Cria outra saída, de pouco menos de 0,3 BTC, de volta para um endereço seu. É o troco.
• A diferença entre o que entra e o que sai fica com o minerador como taxa.

O documento original descreve exatamente esse arranjo: entradas que combinam ou dividem valores e, normalmente, até duas saídas, uma para o pagamento e outra para o troco (Nakamoto, seção 9). A taxa é o que sobra quando a soma das saídas é menor que a das entradas (seção 6). Se você esquecer de criar a saída de troco, o valor inteiro restante vira taxa. As carteiras fazem essa conta por você, mas o mecanismo explica por que erros nesse ponto são definitivos.

Assinaturas: provar sem revelar

Para gastar uma UTXO, quem paga revela a chave pública e uma assinatura digital feita com a chave privada correspondente. A guia para desenvolvedores informa que o Bitcoin usa assinaturas ECDSA sobre a curva elíptica secp256k1 (Developer Guide: Transactions).

A assinatura prova que quem pagou controla a chave privada, sem mostrar a chave. Ela também cobre os dados da transação. Se alguém alterar o valor ou o destino no caminho, a assinatura deixa de valer e os nós rejeitam a transação.

Hashes: a impressão digital dos dados

Um hash é o resultado de uma função que transforma qualquer dado em um número de tamanho fixo. No Bitcoin, a função é a SHA-256, aplicada duas vezes seguidas nos cabeçalhos de bloco (Developer Reference: Block Chain).

Três propriedades importam aqui:

• O mesmo dado sempre gera o mesmo hash.
• Uma mudança mínima no dado gera um hash completamente diferente.
• Não há forma prática de achar um dado que produza um hash escolhido de antemão, a não ser por tentativa.

A primeira e a segunda permitem detectar qualquer alteração. A terceira é a base da prova de trabalho.

Por dentro de um bloco

Um bloco tem duas partes: a lista de transações e um cabeçalho de 80 bytes. Segundo a referência técnica, o cabeçalho tem seis campos (Developer Reference: Block Chain):

• versão, que indica as regras de validação seguidas;
• hash do cabeçalho do bloco anterior;
• raiz de Merkle, um resumo de todas as transações do bloco;
• horário, em que o minerador começou a calcular o hash;
• nBits, a forma compacta do alvo de dificuldade;
• nonce, um número que o minerador altera em busca de um hash válido.

A raiz de Merkle vem de uma árvore de hashes. Os hashes das transações são agrupados em pares e combinados repetidamente até sobrar um só (Developer Guide: Block Chain). Se uma única transação mudar, a raiz muda, e o cabeçalho também.

A primeira transação de todo bloco é especial. Chamada de coinbase, ela cria as moedas novas da recompensa e recolhe as taxas das demais transações. Suas saídas só podem ser gastas depois de pelo menos 100 blocos.

Como os blocos formam uma corrente

Como cada cabeçalho guarda o hash do anterior, os blocos ficam encadeados. A guia para desenvolvedores resume a consequência: uma transação não pode ser modificada sem modificar o bloco que a contém e todos os blocos seguintes (Developer Guide: Block Chain).

O caminho de uma alteração seria este: mudar uma transação muda a raiz de Merkle, que muda o hash do bloco, que deixa de bater com o que o bloco seguinte guardou. Para esconder a mudança, seria preciso refazer todos os blocos posteriores. É aí que entra o custo.

Prova de trabalho e ajuste de dificuldade

Um bloco só é válido se o hash do seu cabeçalho for igual ou menor que um alvo definido pela dificuldade. Como não dá para prever o hash, o minerador muda o nonce e outros dados e calcula de novo, bilhões de vezes, até acertar. Conferir o resultado, por outro lado, exige um único cálculo.

O documento original resume o efeito: depois que o esforço foi gasto, o bloco não pode ser alterado sem refazer o trabalho, e o mesmo vale para todos os blocos que vieram depois (Nakamoto, seção 4).

A dificuldade não é fixa. A cada 2.016 blocos, os nós recalculam o alvo com base no tempo que esses blocos levaram. O valor ideal é de 1.209.600 segundos, ou duas semanas (Developer Guide: Block Chain), o que corresponde à meta de um bloco a cada dez minutos definida no código do Bitcoin Core (chainparams.cpp). Se os blocos saem rápido demais, a dificuldade sobe; se saem devagar, cai. O ajuste em cada recálculo tem limite.

A mineração em si, com seu consumo de energia e sua economia, tem um artigo próprio nesta seção.

Nós: quem confere as regras

Um nó completo é, nas palavras do site do projeto, um programa que valida integralmente transações e blocos (Bitcoin.org, Running A Full Node). A maioria também repassa os dados recebidos para outros nós.

O ciclo de uma transação na rede é o seguinte:

1. Sua carteira assina a transação e a envia a um ou mais nós.
2. Cada nó confere a transação e, se for válida, a repassa aos vizinhos.
3. Enquanto não entra em um bloco, ela fica no mempool, a área de memória onde os nós guardam transações não confirmadas (Developer Guide: P2P Network).
4. Mineradores escolhem transações do mempool, em geral priorizando as que pagam mais taxa, e tentam fechar um bloco.
5. Quando alguém encontra a prova de trabalho, o bloco é transmitido. Os nós só o aceitam se todas as transações forem válidas e não estiverem já gastas (Nakamoto, seção 5).

Um nó novo precisa baixar e validar todos os blocos desde o início antes de conferir as transações recentes. A página do projeto, consultada em outubro de 2026, fala em cerca de 740 GB para a cadeia completa. Com a opção de poda, que descarta blocos antigos depois de validá-los, o uso de disco cai para cerca de 7 GB (Bitcoin.org, Running A Full Node).

Há também carteiras leves, que não validam tudo. Elas guardam só os cabeçalhos e pedem a nós completos a prova de que uma transação está em um bloco. O documento original chama isso de verificação simplificada de pagamentos e avisa que ela é mais vulnerável se um atacante dominar a rede (Nakamoto, seção 8).

Bifurcações e a cadeia válida

Às vezes, dois mineradores encontram blocos diferentes quase ao mesmo tempo. A rede fica dividida por alguns instantes: parte dos nós vê um bloco primeiro, parte vê o outro. Isso é uma bifurcação (fork) temporária.

O documento original diz que os nós consideram correta a cadeia mais longa (Nakamoto, seção 5). A documentação atual é mais precisa: os nós seguem a cadeia com mais dificuldade acumulada, isto é, com mais trabalho (Developer Guide: Block Chain). Quando o próximo bloco aparece sobre um dos ramos, o empate se desfaz. O bloco do outro ramo é abandonado, e suas transações voltam ao mempool para entrar em um bloco futuro.

Confirmações: quando um pagamento é seguro

Uma transação incluída no bloco mais recente tem uma confirmação. Cada bloco construído por cima soma mais uma.

A guia para desenvolvedores explica por que isso importa (Developer Guide: Payment Processing):

• Zero confirmações: a transação foi transmitida, mas não está em bloco nenhum. Não deve ser tratada como recebida sem análise de risco.
• Uma confirmação: o risco cai bastante, mas o bloco mais recente às vezes é substituído por acidente, como na bifurcação descrita acima.
• Seis confirmações: é o patamar recomendado para pagamentos de valor alto ou sujeitos a fraude.

O documento original calcula a chance de um atacante, com menos poder computacional que os mineradores honestos, reescrever o histórico para desfazer um pagamento. Essa chance cai exponencialmente a cada bloco que ele precisa alcançar (Nakamoto, seção 11). A segurança, portanto, depende de uma premissa: a maior parte do poder de mineração não pode estar coordenada para atacar a rede.

O mesmo trecho traz um limite importante. Mesmo um atacante com mais poder não consegue criar moedas do nada nem gastar fundos de terceiros, porque os nós rejeitariam blocos com transações inválidas. O que ele pode tentar é desfazer um pagamento que ele mesmo fez.

Tamanho dos blocos

Os blocos não podem crescer à vontade. Desde a atualização chamada SegWit, o limite é medido em “peso”, e a regra estabelece um peso máximo de 4.000.000 por bloco (BIP 141). A mesma proposta separou as assinaturas do cálculo do identificador da transação, o que corrigiu um problema técnico chamado maleabilidade.

O limite é uma das razões pelas quais as taxas sobem em períodos de muita demanda: o espaço em cada bloco é disputado. Soluções que processam pagamentos fora da cadeia principal são tema do artigo sobre camadas 1 e 2.

O que a blockchain não garante

Entender o mecanismo também ajuda a ver seus limites:

• Ela não sabe quem é você. Os endereços são públicos e sem nome. Isso não é anonimato: toda a movimentação fica visível para sempre.
• Ela não corrige erros. Uma transação válida enviada ao endereço errado é registrada e confirmada como qualquer outra. Não há estorno.
• Ela não protege suas chaves. A cadeia pode estar perfeitamente segura enquanto sua carteira é roubada por um golpe ou um aparelho infectado.
• Ela não diz nada sobre preço. O funcionamento técnico é independente da cotação, que pode oscilar fortemente.

O que levar deste texto

• O Bitcoin registra saídas não gastas (UTXOs), não saldos. Cada pagamento consome UTXOs antigas e cria novas, com troco e taxa.
• Hashes encadeiam os blocos e resumem as transações. Mudar o passado exige refazer a prova de trabalho de todos os blocos seguintes, e a dificuldade se ajusta a cada 2.016 blocos para manter a média de dez minutos.
• Nós independentes conferem todas as regras e seguem a cadeia com mais trabalho. Cada nova confirmação reduz a chance de reversão; seis é o patamar usual para valores altos.

Para a visão geral, incluindo carteiras, oferta limitada e riscos, volte ao guia O que é Bitcoin e como ele funciona.