O que é um bloco do Bitcoin? Tamanho, tempo e conteúdo

Ideias principais

• Um bloco é um conjunto de transações confirmadas, mais um cabeçalho que o liga ao bloco anterior. Encadeados, os blocos formam a blockchain (cadeia de blocos).
• Um novo bloco é adicionado a cada dez minutos, em média. Os blocos são encontrados por acaso, então os intervalos isolados variam muito.
• O cabeçalho guarda o hash do bloco anterior, um resumo das transações, um carimbo de data e hora, o alvo de dificuldade e um número que os mineradores variam. A primeira transação do bloco paga o minerador.
• A altura do bloco conta quantos blocos vêm antes de um determinado bloco. O bloco gênese tem altura 0.
• O espaço nos blocos é limitado a 4 milhões de unidades de peso desde 2017, então as transações competem por ele. Essa competição é o mercado de taxas.

O que é um bloco do Bitcoin?

Um bloco do Bitcoin é um conjunto de transações que um minerador verificou e empacotou, mais um pequeno cabeçalho que o liga ao bloco anterior. Quando a rede aceita o bloco, todas as transações dentro dele passam a contar como confirmadas.

Pense em um lote numerado e lacrado de pagamentos. O lacre traz a impressão digital do lote anterior, então os lotes só podem ser organizados em uma ordem. O que é blockchain? mostra como os elos dificultam a alteração dos blocos antigos, e Como funciona o Bitcoin? situa os blocos entre chaves, mineradores e nós.

O que há dentro de um bloco do Bitcoin?

Um bloco tem duas partes: um cabeçalho de 80 bytes e uma lista de transações. O cabeçalho é a parte que faz a ligação e carrega a prova de trabalho.

Campo do cabeçalho	O que guarda	Por que existe
Versão	Um número que pode sinalizar apoio a atualizações	Permite que os mineradores mostrem quais mudanças de regras apoiam
Hash do bloco anterior	A impressão digital do bloco anterior	Liga cada bloco ao anterior
Raiz de Merkle	Um único hash calculado a partir de todas as transações do bloco	Qualquer alteração em uma transação a modifica
Carimbo de data e hora	A hora que o minerador registrou no bloco	Um registro aproximado de quando, não um relógio preciso
Alvo de dificuldade	O alvo que o hash do bloco precisou vencer	Permite que todos os nós verifiquem o trabalho
Nonce	Um número que os mineradores mudam a cada tentativa	O que os mineradores variam durante a busca

A raiz de Merkle é construída aplicando o hash às transações em pares e, depois, aos resultados também em pares, até restar um único hash. Se você mudar um único caractere em uma transação, a raiz muda; assim, o cabeçalho se compromete com todas as transações sem listá-las.

O hash do próprio bloco não fica guardado nele. Ele é calculado aplicando o hash ao cabeçalho e precisa ficar abaixo do alvo. Quando o nonce sozinho se esgota, os mineradores variam outros detalhes, como parte da primeira transação. Hash rate e dificuldade de mineração do Bitcoin explicados mostra como funciona a busca.

Qual é a primeira transação de um bloco?

A primeira transação de todo bloco é a transação coinbase, que cria o bitcoin novo que paga o minerador. Ela não tem entradas de moedas anteriores. Sua saída paga o subsídio do bloco mais todas as taxas das demais transações do bloco a um endereço que o minerador escolhe.

O subsídio é a parte que é cortada a cada halving, como explica O que é o halving do Bitcoin?. Um minerador não pode reivindicar mais do que as regras permitem, porque os nós rejeitam um bloco que o faça.

Todas as outras transações são pagamentos comuns que o minerador escolheu entre as que aguardavam. Cada uma gasta saídas de transações anteriores e cria novas, como descreve o guia O que é um UTXO (saída de transação não gasta)?.

O que é a altura do bloco?

A altura do bloco é o número de blocos que vêm antes de um determinado bloco na cadeia. O bloco gênese, o primeiro, tem altura 0, o seguinte tem altura 1, e a contagem aumenta de um em um a cada novo bloco. O bloco gênese do Bitcoin conta a história do bloco 0.

A altura é como as pessoas e o protocolo apontam para um bloco. O subsídio cai pela metade em múltiplos de 210.000 e a dificuldade é recalculada a cada 2.016 blocos, ambos contados em altura, não em datas. A altura também dá um sentido simples às confirmações. Uma transação no bloco mais recente tem uma confirmação e, se mais cinco blocos chegarem por cima dela, passa a ter seis. Quanto tempo leva uma transação de Bitcoin? usa isso para explicar os tempos de espera.

Altura não é tempo. Ela sobe uma unidade por bloco, enquanto o carimbo de data e hora é apenas a declaração do minerador; por isso, a altura é a referência exata.

A cada quanto tempo um novo bloco é adicionado?

Um novo bloco é adicionado a cada dez minutos, em média, mas qualquer intervalo isolado pode ser muito mais curto ou muito mais longo.

Encontrar um bloco é como uma loteria em que as máquinas compram bilhetes em velocidade enorme. Cada tentativa tem uma chance minúscula de ganhar, e ninguém pode agendar o sorteio premiado. Assim, um bloco pode vir segundos depois de outro, e o seguinte pode levar uma hora. O que mantém a média de longo prazo perto de dez minutos é o ajuste de dificuldade, que torna o alvo mais difícil quando os blocos chegam rápido demais e mais fácil quando chegam devagar demais. A mineração de Bitcoin por dentro mostra quem está nessa corrida e por quê.

Qual é o tamanho de um bloco do Bitcoin?

Um bloco do Bitcoin é limitado a 4 milhões de unidades de peso, o que permite um tamanho de, no máximo, alguns megabytes. Esse limite veio com a atualização SegWit, em 2017. Antes disso, a regra era mais simples: um bloco podia conter no máximo 1 megabyte de dados.

O peso não é o mesmo que o tamanho bruto, porque os dados de assinatura são mais baratos de incluir do que os demais. Isso abriu espaço para mais transações em cada bloco.

Medida	O que conta
Tamanho	O número bruto de bytes do bloco
Peso	Cada byte conta quatro unidades, exceto os dados de assinatura (witness), que contam uma
Tamanho virtual (vbytes)	O peso dividido por quatro, a unidade em que as taxas são cotadas

Os blocos reais costumam ser menores que o teto, e o tamanho muda conforme a mistura de transações que eles contêm. Um dos motivos para haver um limite é manter acessível o custo de rodar um nó, para que mais pessoas possam verificar a cadeia por conta própria. O limite de tamanho também esteve no centro do debate sobre escalabilidade por trás da divisão de agosto de 2017 que criou o Bitcoin Cash, tema de Forks do Bitcoin explicados.

Por que o espaço limitado nos blocos cria um mercado de taxas?

O espaço limitado nos blocos cria um mercado de taxas porque os usuários competem por lugar em um bloco que chega a cada dez minutos, aproximadamente. Quando há mais transações esperando do que cabem, os mineradores preenchem o bloco com as que pagam mais por unidade de espaço, e as demais esperam por um bloco posterior.

Imagine uma van de entregas com um volume de carga fixo que sai mais ou menos a cada dez minutos. As encomendas são cobradas pelo espaço que ocupam, não pelo que há dentro. Uma transação funciona do mesmo jeito: sua taxa depende do tamanho em vbytes, não de quanto bitcoin ela movimenta. Quando a demanda está baixa, uma taxa pequena coloca a transação no próximo bloco; quando está alta, é preciso uma taxa maior.

As taxas também fazem parte do que os mineradores ganham, ao lado do subsídio. O que é a mempool do Bitcoin? explica a fila de espera e como os mineradores escolhem, e Taxas do Bitcoin explicadas mostra o que você paga e por quê.

O que são blocos órfãos e forks temporários?

Um bloco órfão (stale block) é um bloco válido que perdeu uma corrida e não permaneceu na cadeia. Isso acontece quando dois mineradores encontram um bloco quase no mesmo instante. Por um curto período, nós diferentes enxergam blocos mais recentes diferentes, o que é um fork (bifurcação) temporário.

Ele se resolve quando o próximo bloco é construído sobre um dos dois. Os nós seguem a cadeia com mais trabalho acumulado, então todos passam para esse ramo, e o outro bloco é descartado. As transações que apareceram apenas no bloco descartado voltam a esperar e, em geral, entram em um bloco posterior. O minerador do bloco órfão não recebe recompensa por ele.

Isso é rotina e diferente de uma disputa sobre as regras, tema de Forks do Bitcoin explicados. É também por isso que um pagamento coberto por vários blocos é mais seguro do que um que está em um único bloco.

Como você pode olhar um bloco por conta própria?

Você pode olhar um bloco em um explorador de blocos (block explorer), um site em que qualquer pessoa pode pesquisar a cadeia pública por altura, hash ou transação. Digite uma altura, como 0, para ver o bloco gênese. A página de um bloco lista a altura, o hash, a hora, o tamanho, o peso, o número de transações, a recompensa do minerador e a lista completa de pagamentos.

Um nó que você mesmo roda pode mostrar os mesmos dados a partir da sua própria cópia da cadeia, sem terceiros. O que é um nó Bitcoin? explica o que envolve rodar um. Nunca digite uma frase-semente (seed phrase) ou uma chave privada em um explorador. Quem pedir que você faça isso está tentando cometer um roubo.

Se você é novo em tudo isso, a trilha Comece aqui lista os guias principais em ordem.

Leia a seguir

• O que é blockchain (cadeia de blocos)? O livro-razão do Bitcoin explicado: como os blocos se ligam em um registro que revela qualquer adulteração.
• O bloco gênese do Bitcoin: o primeiro bloco e sua mensagem oculta: o bloco 0 e por que todos os outros levam de volta a ele.
• O que é a mempool do Bitcoin? Por que as transações esperam: onde as transações esperam antes de um minerador escolhê-las.
• Quanto tempo leva uma transação de Bitcoin? Confirmações e taxas: o que o tempo dos blocos significa para o seu pagamento.