Na ciência da computação, uma rede peer-to-peer (P2P) consiste em um grupo de dispositivos que armazenam e compartilham arquivos de forma coletiva. Cada participante atua como um peer individual, e todos os nós têm poder igual e realizam as mesmas tarefas.
Na tecnologia financeira, o termo peer-to-peer normalmente se refere à troca de criptomoedas ou ativos digitais por meio de uma rede distribuída. Uma plataforma P2P permite que compradores e vendedores realizem transações sem a necessidade de intermediários. Em alguns casos, sites também podem fornecer um ambiente P2P que conecta credores e mutuários.
A arquitetura P2P pode ser adequada para vários casos de uso, mas se tornou especialmente popular na década de 1990, quando os primeiros programas de compartilhamento de arquivos foram criados. Hoje, as redes P2P estão no cerne da maioria das criptomoedas, representando uma grande parte da indústria de blockchain. No entanto, elas também são utilizadas em outras aplicações de computação distribuída, incluindo mecanismos de busca na web, plataformas de streaming, marketplaces online e o protocolo web InterPlanetary File System (IPFS).
Como funciona o P2P?
Essencialmente, um sistema P2P é mantido por uma rede distribuída de usuários. Geralmente, não há um administrador ou servidor central, pois cada nó possui uma cópia dos arquivos, atuando como cliente e servidor para outros nós. Assim, cada nó pode baixar arquivos de outros nós ou enviá-los. Isso é o que diferencia as redes P2P dos sistemas cliente-servidor mais tradicionais, nos quais os dispositivos clientes baixam arquivos de um servidor centralizado.
Nas redes P2P, os dispositivos conectados compartilham arquivos armazenados em seus discos rígidos. Usando aplicativos de software projetados para mediar o compartilhamento de dados, os usuários podem consultar outros dispositivos na rede para encontrar e baixar arquivos. Uma vez que um usuário tenha baixado um determinado arquivo, ele pode atuar como uma fonte desse arquivo.
Em outras palavras, quando um nó atua como cliente, ele baixa arquivos de outros nós da rede. Mas quando ele está trabalhando como servidor, é a fonte da qual outros nós podem baixar arquivos. Na prática, no entanto, ambas as funções podem ser executadas ao mesmo tempo (por exemplo, baixando o arquivo A e enviando o arquivo B).
Como cada nó armazena, transmite e recebe arquivos, as redes P2P tendem a ser mais rápidas e eficientes à medida que sua base de usuários aumenta. Além disso, sua arquitetura distribuída torna os sistemas P2P muito resistentes a ataques cibernéticos. Ao contrário dos modelos tradicionais, as redes P2P não possuem um único ponto de falha.
Podemos categorizar os sistemas peer-to-peer de acordo com sua arquitetura. Os três principais tipos são chamados de redes P2P não estruturadas, estruturadas e híbridas.
Redes P2P não estruturadas
As redes P2P não estruturadas não apresentam uma organização específica dos nós. Os participantes se comunicam aleatoriamente entre si. Esses sistemas são considerados robustos contra uma alta atividade de rotatividade (ou seja, vários nós entrando e saindo da rede com frequência).
Embora sejam mais fáceis de construir, as redes P2P não estruturadas podem exigir maior uso de CPU e memória, pois as consultas de pesquisa são enviadas para o maior número possível de peers. Isso tende a inundar a rede com consultas, principalmente se um pequeno número de nós estiver oferecendo o conteúdo desejado.
Redes P2P estruturadas
Em contraste, as redes P2P estruturadas apresentam uma arquitetura organizada, permitindo que os nós pesquisem eficientemente arquivos, mesmo que o conteúdo não esteja amplamente disponível. Na maioria dos casos, isso é alcançado por meio do uso de funções de hash que facilitam as consultas de banco de dados.
Embora as redes estruturadas possam ser mais eficientes, elas tendem a apresentar níveis mais altos de centralização e geralmente requerem maiores custos de configuração e manutenção. Além disso, as redes estruturadas são menos robustas quando confrontadas com altas taxas de rotatividade.
Redes P2P híbridas
As redes P2P híbridas combinam o modelo cliente-servidor convencional com alguns aspectos da arquitetura peer-to-peer. Por exemplo, seu design pode conter um servidor central que facilita a conexão entre os pares.
Em comparação com os outros dois tipos, os modelos híbridos tendem a apresentar um desempenho geral melhorado. Eles geralmente combinam algumas das principais vantagens de cada abordagem, alcançando graus significativos de eficiência e descentralização simultaneamente.
Distribuído vs. descentralizado
Embora a arquitetura P2P seja inerentemente distribuída, é importante observar que existem diferentes graus de descentralização. Nem todas as redes P2P são descentralizadas.
De fato, muitos sistemas dependem de uma autoridade central para guiar a atividade da rede, tornando-os um pouco centralizados. Por exemplo, alguns sistemas de compartilhamento de arquivos P2P permitem que os usuários pesquisem e baixem arquivos de outros usuários, mas não podem participar de outros processos, como gerenciar consultas de pesquisa.
Além disso, redes pequenas controladas por um número limitado de usuários com metas compartilhadas também podem ter um grau maior de centralização, apesar da falta de uma infraestrutura de rede centralizada.
O papel do P2P em blockchains
Nos estágios iniciais do Bitcoin, Satoshi Nakamoto definiu a criptomoeda como um “Sistema de Dinheiro Eletrônico Peer-to-Peer”. O Bitcoin foi criado como uma forma digital de dinheiro. Ele pode ser transferido de um usuário para outro por meio de uma rede P2P, que gerencia um livro-razão distribuído chamado blockchain.
Nesse contexto, a arquitetura P2P inerente à tecnologia blockchain é o que permite a transferência de bitcoin e outras criptomoedas em todo o mundo, sem a necessidade de intermediários ou qualquer servidor central. Além disso, qualquer pessoa pode configurar um nó Bitcoin se desejar participar do processo de verificação e validação dos blocos.
Portanto, não há bancos processando ou registrando transações na rede Bitcoin. Em vez disso, a blockchain atua como um registro digital que registra publicamente todas as atividades. Basicamente, cada nó possui uma cópia da blockchain e a compara com outros nós para garantir que os dados estejam corretos. A rede rejeita rapidamente qualquer atividade maliciosa ou imprecisão.
No contexto das blockchains de criptomoedas, os nós podem desempenhar uma variedade de funções diferentes. Por exemplo, os nós completos são aqueles que fornecem segurança à rede verificando transações em relação às regras de consenso do sistema.
Cada nó completo mantém uma cópia completa e atualizada da blockchain, permitindo que eles participem do trabalho coletivo de verificar o verdadeiro estado do livro-razão distribuído. No entanto, vale ressaltar que nem todos os nós completos de validação são mineradores.
Vantagens
A arquitetura peer-to-peer das blockchains oferece muitos benefícios. Um dos mais importantes é o fato de que as redes P2P oferecem maior segurança do que os arranjos cliente-servidor tradicionais. A distribuição das blockchains por um grande número de nós as torna praticamente imunes aos ataques de negação de serviço (DoS) que afligem numerosos sistemas.
Da mesma forma, porque a maioria dos nós deve estabelecer consenso antes que os dados sejam adicionados a uma blockchain, é quase impossível para um atacante alterar os dados. Isso é especialmente verdadeiro para grandes redes como a do Bitcoin. Blockchains menores são mais suscetíveis a ataques porque uma pessoa ou grupo pode eventualmente obter controle sobre a maioria dos nós (isso é conhecido como um ataque de 51%).
Como resultado, a rede distribuída peer-to-peer, combinada com o requisito de consenso da maioria, confere às blockchains um grau relativamente alto de resistência a atividades maliciosas. O modelo P2P é uma das razões pelas quais o Bitcoin (e outras blockchains) conseguiram alcançar a chamada tolerância a falhas bizantinas.
Além da segurança, o uso da arquitetura P2P nas blockchains de criptomoedas também as torna resistentes à censura por autoridades centrais. Ao contrário das contas bancárias tradicionais, as carteiras de criptomoedas não podem ser congeladas ou esvaziadas por governos. Essa resistência também se estende aos esforços de censura por plataformas privadas de processamento de pagamentos e conteúdo. Alguns criadores de conteúdo e comerciantes online adotaram pagamentos com criptomoedas como forma de evitar que seus pagamentos sejam bloqueados por terceiros.
Limitações
Apesar de suas muitas vantagens, o uso de redes P2P em blockchains também apresenta certas limitações.
Como os livros-razão distribuídos devem ser atualizados em cada nó em vez de em um servidor central, adicionar transações a uma blockchain requer uma enorme quantidade de poder computacional. Embora isso forneça maior segurança, reduz bastante a eficiência e é um dos principais obstáculos quando se trata de escalabilidade e adoção generalizada. No entanto, criptógrafos e desenvolvedores de blockchain estão investigando alternativas que podem ser usadas como soluções de escala. Exemplos proeminentes incluem a Lightning Network, Ethereum Plasma e o protocolo Mimblewimble.
Outra limitação potencial está relacionada a ataques que podem surgir durante eventos de hard fork. Como a maioria das blockchains são descentralizadas e de código aberto, grupos de nós são livres para copiar e modificar o código e se separar da cadeia principal para formar uma nova rede paralela. Hard forks são completamente normais e não representam uma ameaça por si mesmos. No entanto, se certos métodos de segurança não forem adotados corretamente, ambas as cadeias podem se tornar vulneráveis a ataques de replay.
Além disso, a natureza distribuída das redes P2P as torna relativamente difíceis de controlar e regular, não apenas no contexto das blockchains. Várias aplicações e empresas P2P se envolveram em atividades ilegais e violações de direitos autorais.
Considerações finais
A arquitetura peer-to-peer pode ser desenvolvida e usada de várias maneiras diferentes, e está no cerne das blockchains que tornam as criptomoedas possíveis. Ao distribuir os livros de transações em grandes redes de nós, a arquitetura P2P oferece segurança, descentralização e resistência à censura.
Além de sua utilidade na tecnologia blockchain, os sistemas P2P também podem ser usados em outras aplicações de computação distribuída, desde redes de compartilhamento de arquivos até plataformas de negociação de energia.
FAQs (Perguntas Frequentes)
1. O P2P é ilegal?
Não, o P2P em si não é ilegal. No entanto, o compartilhamento de conteúdo protegido por direitos autorais sem a devida autorização pode ser considerado ilegal em muitos países.
2. Quais são os riscos de segurança do P2P?
Os riscos de segurança do P2P incluem a possibilidade de compartilhamento de malware, vírus e arquivos falsificados. Os usuários devem estar cientes desses riscos e adotar medidas de segurança adequadas.
3. Como o P2P é usado em sistemas financeiros?
O P2P é usado em sistemas financeiros, como o Bitcoin, para permitir transações diretas entre indivíduos sem a necessidade de intermediários financeiros.
4. O P2P continuará a evoluir?
Sim, o P2P continuará a evoluir à medida que novas tecnologias emergem e os desafios atuais são superados.
5. Posso confiar na qualidade dos arquivos baixados via P2P?
A qualidade dos arquivos baixados via P2P pode variar. É importante adotar medidas de segurança e buscar fontes confiáveis ao compartilhar e baixar conteúdo.
Teste Agora! 
