O que é um bloco?

Um bloco é um pacote de dados usado por uma blockchain para agrupar novos registros. Normalmente, ele reúne transações ou outras atualizações e as informações de que os nós precisam para verificá-las. Com exceção do primeiro bloco, cada novo bloco também costuma trazer uma impressão digital do bloco anterior, chamada hash. Essas referências conectam os blocos em ordem.

O que um bloco contém

Em geral, um bloco reúne três tipos de informação:

1. Transações ou outras atualizações: os novos registros acrescentados à blockchain.
2. Uma ligação com o bloco anterior: geralmente, o hash do bloco anterior, que ajuda os nós a verificar a ordem dos blocos e a detectar alterações no histórico.
3. Dados necessários para verificar o bloco: por exemplo, resumos de transações ou do estado da rede, informações de tempo ou ordem e dados exigidos pelo mecanismo de consenso.

Esse é um modelo geral, não um formato único. Os campos, os limites de capacidade e as regras de validação variam entre redes.

Exemplo do Bitcoin: de acordo com a Referência para desenvolvedores do Bitcoin, um bloco de Bitcoin tem um cabeçalho de 80 bytes e uma lista de transações. O cabeçalho inclui versão, hash do cabeçalho anterior, raiz de Merkle, registro de data e hora, alvo de dificuldade e nonce. A raiz de Merkle funciona como uma impressão digital resumida das transações: se um dado protegido por ela mudar, a raiz também muda. Nos blocos com transações SegWit, a BIP-141 define um compromisso separado para os dados de testemunho (witness). Esse compromisso fica na transação coinbase e se conecta ao cabeçalho por meio da raiz de Merkle das transações.

A primeira transação de um bloco de Bitcoin é a transação coinbase, que reivindica o subsídio de bloco permitido e as taxas de transação. Um “bloco vazio” pode não conter transações comuns de usuários, mas ainda contém uma transação coinbase. O Guia para desenvolvedores do Bitcoin descreve essa estrutura.

Exemplo do Ethereum: um bloco do Ethereum com prova de participação contém informações da camada de consenso e uma carga de execução. Essa carga registra as transações e os resultados necessários para verificar sua execução. A documentação de blocos do Ethereum explica que o limite de gas do bloco restringe o uso total de gas, e não uma quantidade fixa de transações.

Raízes de Merkle, raízes de estado e hashes do bloco anterior são impressões digitais usadas para verificar dados; não são cópias de todos os dados originais. Para fazer uma verificação completa, o nó ainda precisa do conteúdo relevante do bloco ou das informações de estado.

Como um bloco entra no histórico da rede

Um novo bloco não passa a fazer parte do histórico aceito apenas porque foi anunciado. Normalmente, ele percorre estas etapas:

1. Um minerador ou validador reúne transações em um bloco candidato.
2. O candidato é enviado aos demais nós.
3. Os nós verificam se o bloco e suas transações seguem as regras do protocolo.
4. Se dois blocos válidos surgirem quase ao mesmo tempo, os nós aplicam as regras da rede para decidir em qual deles continuar.
5. À medida que chegam novos blocos ou votos de validadores, esse histórico tende a ficar mais difícil de alterar. Algumas redes também o marcam como finalizado.

Essas regras são métodos de decisão definidos pelo protocolo. Os nós do Bitcoin escolhem uma cadeia válida pelo trabalho acumulado, enquanto o Ethereum usa votos de confirmação dos validadores. Outras redes podem adotar métodos diferentes. Por isso, um bloco pode passar pela validação e, ainda assim, não entrar no histórico que a rede acaba seguindo.

Posição e identificação

A altura do bloco indica sua posição na blockchain, como o número de uma página. Dois blocos concorrentes podem ter a mesma altura, então a altura, sozinha, não identifica um bloco de forma única.

O hash do bloco é uma impressão digital calculada a partir dos dados do bloco e identifica um bloco específico. Alguns exploradores chamam a altura de “número do bloco”, mas esse número não mostra, por si só, se o bloco foi aceito ou finalizado. O primeiro bloco de uma blockchain é chamado bloco gênese e não tem um bloco anterior.

Estado das transações dentro dos blocos

Uma transação está incluída quando aparece em um bloco. Se a rede continuar acrescentando blocos depois dele, o número de confirmações dessa transação normalmente aumenta. A transação atinge a finalidade quando as regras da rede tratam essa parte do histórico como imutável em condições normais.

Às vezes, a rede pode passar a seguir outro histórico recente. Isso é chamado de reorganização da cadeia. As transações dos blocos substituídos podem voltar a aguardar inclusão, aparecer em outro bloco ou se tornar inválidas. O Ethereum também estabelece finalidade por meio de votos de validadores em pontos de controle. Portanto, “incluída”, “confirmada” e “finalizada” descrevem etapas diferentes.

Capacidade do bloco

Um bloco não comporta uma quantidade fixa de transações. As transações variam em tamanho e nas operações exigidas, assim como uma caixa do mesmo tamanho pode guardar quantidades diferentes de objetos com tamanhos distintos.

O Bitcoin mede a capacidade por meio do peso do bloco, conforme definido na BIP-141. O Ethereum usa um limite de gas por bloco para restringir o uso total de gas. Assim, dois blocos próximos de seus respectivos limites podem conter números diferentes de transações.

Tempo de bloco

O intervalo entre blocos depende da rede. Em sistemas de prova de trabalho, encontrar um bloco é um processo probabilístico, por isso o intervalo não é sempre igual. O Ethereum divide o tempo em períodos fixos chamados slots, mas um slot pode ficar vazio se o validador selecionado não conseguir propor um bloco. A documentação de blocos do Ethereum explica esse processo em mais detalhes.

Validação do bloco

Os nós verificam cada bloco por conta própria, em vez de aceitá-lo apenas porque ele foi transmitido. Entre outras coisas, conferem se o bloco aponta para um bloco anterior válido, se seu formato e suas transações seguem as regras e se os limites de capacidade e outros limites foram respeitados. As verificações exatas dependem da rede.

Se alguma verificação falhar, o nó ignora o bloco e continua processando outros blocos válidos. Uma ampla divulgação não transforma um bloco inválido em válido.

Perguntas frequentes

Bloco e blockchain são a mesma coisa?

Não. Um bloco é um pacote de dados. A blockchain é o registro formado quando os blocos são conectados de acordo com as regras da rede.

Bloco e recompensa de bloco são a mesma coisa?

Não. O bloco armazena transações e informações relacionadas. A recompensa de bloco é uma compensação que algumas redes concedem aos produtores de blocos conforme suas regras de protocolo.

Um “bloco vazio” está completamente vazio?

Não necessariamente. No Bitcoin, “bloco vazio” normalmente significa um bloco sem transações comuns de usuários, mas ele ainda contém uma transação coinbase.

Conceitos relacionados

Leia sobre blockchains, endereços de blockchain e taxas de gas, ou volte ao Glossário de cripto.

Fontes

• Bitcoin Developer Reference: block chain — campos do cabeçalho, compromissos de transações e estrutura serializada.
• BIP-141: Segregated Witness — dados de testemunho, compromissos de testemunho e peso do bloco.
• Bitcoin Developer Guide: block chain — validação, transações coinbase, seleção de cadeia e blocos concorrentes.
• Ethereum: blocks — campos do bloco, cargas de execução, limites de gas, slots e intervalos.
• Ethereum: proof-of-stake — propostas, votos dos validadores, escolha de ramificação e finalidade.