Tipos de endereço Bitcoin

Desde o seu lançamento em 2009, a rede Bitcoin passou por significativas evoluções e aprimoramentos, sempre respeitando seus princípios fundamentais de escassez e descentralização.

Os formatos de endereços no Bitcoin desempenham um papel crucial no ecossistema da criptomoeda. Eles têm a função de permitir que as carteiras identifiquem os proprietários das chaves privadas responsáveis pela assinatura das transações na blockchain. No entanto, ao longo do tempo, esses formatos passaram por transformações significativas.

Os endereços em si são identificadores alfanuméricos que são gerados a partir das chaves públicas dos usuários. Eles funcionam como pontos de recepção para pagamentos em Bitcoin. É importante destacar que, embora todos cumpram essa função básica, nem todos os endereços Bitcoin são iguais.

Com o avanço da tecnologia e as lições aprendidas desde o início da rede Bitcoin, novos formatos de endereço foram introduzidos. Essas mudanças foram motivadas por preocupações de segurança, eficiência e usabilidade. À medida que a adoção da criptomoeda cresceu, tornou-se crucial abordar essas questões de maneira mais abrangente.

Neste artigo, exploraremos os principais tipos de endereço Bitcoin.

O que é um endereço bitcoin?

Um endereço Bitcoin é um código, uma sequência única de letras e números que representa o local onde os bitcoins são enviados e recebidos na blockchain.

Esses endereços são gerados a partir das chaves pública e privada, que também são códigos únicos e exclusivos. Pode-se compará-los a um número de conta bancária, mas no contexto da rede Bitcoin.

A chave privada desempenha o papel de assinar as transações de um endereço para outro e também de comprovar a propriedade daquela determinada pessoa sobre o endereço.

Visto que o endereço é um dado público, muitas carteiras optam por mudar o endereço a cada operação, visando segurança e privacidade. Isso significa que a cada transação, esse endereço é alterado, porém, a mesma chave privada será sempre usada para assinar a transação.

Pontos importantes sobre os endereços Bitcoin:

1. Anonimato

Apesar de todos os endereços Bitcoin e suas transações associadas serem públicos e visíveis na blockchain, eles não estão diretamente vinculados à identidade real de uma pessoa, a menos que essa informação seja revelada durante uma transação.

2. Uso único recomendado

Por razões de privacidade e segurança, é aconselhável utilizar um novo endereço Bitcoin para cada transação. Muitas carteiras realizam esse processo automaticamente para seus usuários.

3. Diferentes formatos

Ao longo dos anos, foram introduzidos diferentes formatos de endereço Bitcoin. Isso abrange endereços P2PKH (que começam com “1”), endereços P2SH (que começam com “3”) e endereços Bech32 (que começam com “bc1”).

4. QR Codes

Devido à natureza alfanumérica dos endereços, os códigos QR são frequentemente utilizados para facilitar a transferência.

5. Sem necessidade de permissão

Qualquer pessoa pode gerar um endereço Bitcoin sem necessitar de permissão ou registro em qualquer entidade central. Isso reforça o princípio descentralizado do Bitcoin.

Em resumo, um endereço Bitcoin é essencialmente um identificador que possibilita aos usuários enviar e receber bitcoins.

É crucial proteger as chaves privadas associadas a esses endereços, visto que quem obtiver acesso a elas terá a capacidade de gastar os fundos nelas contidos.

Formatos de endereços Bitcoin

Cada tipo de endereço Bitcoin corresponde a uma tecnologia específica e também a um período distinto na história do Bitcoin. Ao longo da existência da rede BTC, os tipos de endereços e os scripts das transações foram atualizados para garantir maior segurança e eficiência, ocupando menos espaço nos blocos e reduzindo as taxas.

Na imagem a seguir, é possível observar as ondas de adoção de cada tipo de endereço ao longo do tempo:

• A pequena onda em laranja escuro (próxima à onda inicial vermelha) representa o primeiro tipo de script de transação do Bitcoin, o P2PK. Esse tipo de assinatura facilita a extração da chave privada a partir da chave pública.
• Em 2011, a rede realizou uma atualização para o P2PKH, representado pela região laranja mais clara na imagem. Esse ainda é o tipo de endereço bitcoin mais comum até hoje. Nesse tipo de endereço, a rede começou a utilizar chaves públicas com hash. Isso dificulta a extração da chave privada a partir da chave pública através de força bruta e aumenta significativamente a segurança dos endereços.
• Em agosto de 2017, em meio às tensões da “guerra dos blocos“, foi implementado um soft fork na blockchain do Bitcoin que introduziu os endereços SegWit (e o Native SegWit), representado na imagem pela área verde.
• O Native SegWit é o componente azul do gráfico e vem crescendo em adoção nos últimos dois anos. Esse tipo de endereço torna as taxas ainda mais baixas. Entretanto, por ser mais recente, nem todas as carteiras oferecem suporte ao Native SegWit até o momento.

Quais os tipos de endereços do Bitcoin?

Existem quatro formatos de endereço Bitcoin Core: P2PK (Pay-to-Pubkey), P2PKH (Pay-To-Pubkey Hash, conhecido como Legacy), Segwit e Taproot (P2TR).

Vamos entender mais profundamente sobre cada um desses tipos de endereços?

Endereços P2PK (Pay-to-Pubkey)

O termo “P2PK” refere-se a “Pay-to-Pubkey” (Pague para a Chave Pública) na linguagem do Bitcoin. Essa é uma das primeiras e mais simples formas de endereçamento e contratos de transação usadas no protocolo do Bitcoin.

Quando o Bitcoin foi lançado inicialmente, uma das principais formas de transação consistia em pagar diretamente para uma chave pública. Isso é conhecido como P2PK.

Essencialmente, uma transação P2PK diz:

“Os fundos enviados para este endereço podem ser gastos por quem possuir a chave privada correspondente a esta chave pública específica”.

O P2PK não se refere diretamente a um formato específico de endereço, como P2PKH ou P2SH, mas sim a um tipo de script de saída. Portanto, os endereços P2PK tradicionalmente não possuem uma representação de “endereço” da mesma forma que outros tipos de saídas do Bitcoin.

Quando nos referimos a um “endereço P2PK do Bitcoin”, estamos na verdade falando sobre a chave pública diretamente, não um endereço no formato tradicional com o qual muitas pessoas estão acostumadas.

Por que não usamos mais P2PK?

P2PK caiu em desuso em favor do P2PKH (Pay-to-Pubkey Hash), que, em vez de pagar diretamente para uma chave pública, paga para o hash da chave pública.

Essa transição trouxe consigo várias vantagens:

• Tamanho da Transação: O hash da chave pública é menor do que a chave pública completa, o que economiza espaço no blockchain.
• Privacidade: Ao utilizar o P2PKH, a chave pública real só é revelada quando os fundos são gastos, não quando são recebidos. Isso proporciona uma camada adicional de privacidade até o momento em que os fundos são movimentados.
• Segurança: Embora as chaves públicas ECDSA ainda não tenham sido comprometidas, em teoria, caso surja uma vulnerabilidade futura no ECDSA, os fundos em endereços P2PKH estariam um pouco mais protegidos, pois a chave pública não é exposta até que seja utilizada.

O P2PK foi um dos primeiros métodos empregados no Bitcoin para enviar fundos diretamente para uma chave pública.

Ainda que tenha sido amplamente substituído pelo formato P2PKH devido a razões de eficiência, segurança e privacidade, ele permanece como um exemplo fascinante da contínua evolução e inovação do protocolo Bitcoin.

Endereços P2PKH (Pay-To-Pubkey Hash)

Este tipo de endereço é conhecido como “endereço legado” (ou “legacy“) e é gerado a partir de um hash da chave pública. Ele representa o destino padrão para pagamentos em Bitcoin desde o início da rede.

Os endereços P2PKH constituem o formato mais antigo e reconhecível na rede do Bitcoin, sendo identificados pelo código que inicia com o número 1.

Por exemplo, o endereço 1BvBMSEYstWetqTFn5Au4m4GFg7xJaNVN2 começa com 1, caracterizando-o como um endereço legacy.

Como mencionado anteriormente, nesse formato de endereço, a rede passou a utilizar chaves públicas com hash. Isso aumenta a dificuldade de extrair a chave privada a partir da chave pública por meio de ataques de força bruta, reforçando o nível de segurança dos endereços.

O que são ataques de força bruta?

A força bruta é um mecanismo em que um computador tenta acertar um código correto por meio de tentativas e erros em alta velocidade. Devido à criptografia atual, é extremamente difícil para os computadores terem sucesso usando força bruta.

Com a introdução do hash nos endereços, mesmo um computador quântico teria o desafio não apenas de extrair a chave privada da chave pública, mas também de quebrar a criptografia subjacente, como o SHA-256 do Bitcoin. Isso implica que, para ser bem-sucedido, um computador quântico precisaria superar ambos os obstáculos.

Isso levanta a possibilidade de identificar se computadores quânticos estão alvejando o Bitcoin. Uma abordagem para isso envolve examinar as carteiras mais antigas que ainda usam o algoritmo P2PK. Tais endereços provavelmente pertencem a pessoas que esqueceram suas chaves ou não estão mais vivas, e seus bitcoins ainda estão guardados por essa forma mais antiga de criptografia.

A rede Bitcoin, por sua natureza transparente, permite a detecção precoce de qualquer forma de ataque, possibilitando a migração para algoritmos mais seguros, se necessário. Isso pode ser feito através de um soft fork na rede, adotando um algoritmo resistente a computação quântica.

No entanto, não é preciso temer os computadores quânticos. Os avanços em criptografia à prova de computação quântica estão progredindo mais rapidamente do que o próprio desenvolvimento de computadores quânticos. Isso ocorre porque implementar soluções matemáticas é mais viável para os pesquisadores do que construir fisicamente um computador quântico, que é extremamente caro e complexo.

Atualmente é possível quebrar o SHA-256?

Atualmente, é altamente improvável que o Algoritmo SHA-256, utilizado nos endereços P2PKH, seja quebrado. Quebrar uma função de hash da SHA-256 é tão difícil quanto encontrar um grão de areia no universo. É por isso que a maioria das carteiras usa os tipos de endereços que usam essa criptografia.

Apesar de serem uma melhoria em termos de segurança, os endereços legados ainda ocupavam um espaço considerável no bloco de informações, aproximadamente 374 vbytes. Mesmo com a atualização para esse tipo de endereço, as taxas de envio permaneciam elevadas, dado que os mineradores cobram taxas com base no espaço ocupado por uma transação no bloco.

Dessa maneira, os desenvolvedores do Bitcoin começaram a explorar maneiras de compactar o espaço do bloco e reduzir as taxas. Isso levou ao debate sobre a criação dos endereços SegWit.

Endereços Segwit (Segregated Witness)

O SegWit é um tipo de endereço que surgiu em 2016 com o debate sobre o tamanho dos blocos do Bitcoin, um período conhecido como “a guerra dos blocos“, que dividiu a comunidade Bitcoin em dois pontos de vista distintos.

Naquele período, as taxas de transação do Bitcoin começaram a aumentar consideravelmente, e a capacidade do bloco estava ficando cada vez mais disputada. Isso ocorreu porque cada transação registrada na blockchain ocupa espaço no bloco de informações.

A comunidade Bitcoin se dividiu entre aqueles que desejavam aumentar o tamanho do bloco, passando de 1 MB para 8 MB, e aqueles que preferiam não alterar o código do Bitcoin, temendo que isso pudesse afetar a segurança e a descentralização da rede.

Qual foi o desfecho dessa divisão?

O desfecho foi que o grupo que desejava um aumento no tamanho do bloco apoiou vários forks, incluindo o que deu origem à criptomoeda Bitcoin Cash, que utiliza blocos substancialmente maiores. No entanto, ao longo do tempo, o Bitcoin Cash não conseguiu se desenvolver de maneira significativa, perdendo valor e adoção em comparação com o Bitcoin, mesmo com seus blocos maiores.

O outro grupo de entusiastas do Bitcoin, que optou por manter o tamanho original do bloco, propôs uma solução mais suave: um soft fork que não alteraria a estrutura fundamental do código do Bitcoin.

Em agosto de 2017, sob intensa pressão durante a “guerra dos blocos”, foi realizado um soft fork na blockchain do Bitcoin que introduziu o endereço SegWit, bem como o Native SegWit. Esse soft fork envolveu a criação de uma segunda camada para parte das transações, aliviando a carga da cadeia principal.

Essa camada extra, conhecida como “dados de testemunha”, técnica e oficialmente chamada de “testemunha segregada” ou “SegWit” (Segregated Witness), introduziu um novo tipo de endereço: o endereço SegWit.

Os endereços SegWit representaram uma inovação introduzida na rede Bitcoin para solucionar diversas questões, sendo a escalabilidade a mais notável entre elas.

Através do SegWit, o tamanho das transações é reduzido, permitindo que mais delas sejam incluídas em um único bloco.

Vou explicar em mais detalhes:

1. Problema da Maleabilidade de Transação

Uma das questões que o SegWit buscou resolver é a maleabilidade das transações.

Esse termo se refere à capacidade de terceiros alterarem os dados de uma transação, também conhecidos como “malleated“, antes de serem confirmados na blockchain, mesmo sem modificar o conteúdo essencial da transação, como remetente, destinatário e quantidade de Bitcoin envolvida.

Essa maleabilidade complica a implementação de certas aplicações mais avançadas do Bitcoin, como a Lightning Network.

2. Aumentar a Capacidade do Bloco

O SegWit também tem um efeito indireto de aumentar a capacidade do bloco. Ao separar as assinaturas (testemunhas) dos demais dados da transação e contabilizá-las de maneira distinta, mais transações podem ser acomodadas em um bloco, embora o tamanho físico do bloco permaneça inalterado.

3. Tipos de Endereços SegWit:

• Endereços P2SH-P2WPKH: Antes da ampla adoção dos endereços bech32, existia um método de utilizar o SegWit em endereços que começam com o número “3”. Esses são endereços do tipo P2SH (Pay to Script Hash) que incorporam um script SegWit.
• Endereços P2WPKH: São os endereços nativos do SegWit (Native Segwit) que têm início com “bc1”. Eles empregam uma versão bech32 do endereço, que é mais eficiente e menos propensa a erros em comparação com os formatos anteriores de endereços.

Vantagens dos endereços SegWit

A adoção de endereços SegWit é vantajosa não apenas por sua maior eficiência, mas também por sua contribuição na redução das taxas de transação para os usuários. As transações que utilizam endereços SegWit geralmente ocupam menos espaço no bloco, o que resulta em taxas mais baixas.

Em qualquer transação em uma blockchain, as assinaturas digitais consomem aproximadamente 65% do espaço do bloco.

Assim, comprimir o tamanho das assinaturas representa uma maneira de otimizar o espaço disponível no bloco, permitindo que mais transações sejam incluídas.

O SegWit realiza essa otimização movendo a assinatura da entrada para uma estrutura localizada no final da transação. Esse reposicionamento torna as transações mais eficientes em termos de taxas.

Cada transação SegWit utiliza 267 virtual bytes por transação, o que já é uma redução significativa em comparação com os 374 vbytes dos endereços legados mencionados anteriormente.

Para os desenvolvedores de carteiras e plataformas de câmbio, a implementação do SegWit pode exigir algumas modificações, mas a maioria das principais carteiras e serviços de Bitcoin já oferece suporte ao SegWit devido às suas vantagens.

Na imagem a seguir, é apresentado um exemplo de um endereço SegWit, que inicia com o número 3 e utiliza uma função de script P2SH, frequentemente empregada para endereços multisig:

E tem também um exemplo do endereço que é o Native Segwit, começando com “bc1”:

Native Segwit Bitcoin

O Native SegWit é um tipo de endereço que reduz ainda mais as taxas de transação. No entanto, devido à sua relativa novidade, nem todas as carteiras oferecem suporte a ele.

No momento, mais de 11% dos Bitcoins estão armazenados em endereços Native SegWit e, somados aos dois tipos de endereços SegWit, eles já representam quase 75% da predominância dos endereços Bitcoin atualmente.

As transações usando esse tipo de endereço ocupam um espaço ainda menor no bloco, com 211 virtual bytes (vbites), o que é significativamente inferior aos 267 vbites do SegWit convencional e muito menos que os 374 vbites dos endereços Legacy.

Por fim, vamos conhecer um outro tipo de endereço que faz parte da mais recente atualização do Bitcoin.

Endereços Taproot (P2TR)

Taproot é uma atualização proposta e posteriormente implementada na rede Bitcoin que visa melhorar a flexibilidade, eficiência e privacidade das transações. A ativação do Taproot ocorreu em novembro de 2021 e trouxe várias mudanças, incluindo modificações nos endereços Bitcoin.

Aqui está uma explicação simplificada dos endereços Taproot:

1. Privacidade e Flexibilidade

O Taproot permite que transações complexas, como aquelas envolvendo múltiplas assinaturas ou scripts avançados, se assemelhem e sejam tratadas como transações regulares na blockchain. Isso não apenas aumenta a eficiência, mas também reforça a privacidade, tornando mais difícil distinguir entre diferentes tipos de transações.

2. Economia de Espaço

Visto que as transações Taproot se assemelham a transações padrão na blockchain, elas ocupam menos espaço, possibilitando a inclusão de mais transações em um único bloco.

3. Endereços P2TR (Pay-To-Taproot)

Os endereços Taproot começam com “bc1p”, em contraste com os endereços SegWit (“bc1q”) ou os endereços Legacy (1). Essa estrutura de endereço é exclusiva do Taproot.

4. Schnorr Signatures

Taproot introduz o uso de assinaturas Schnorr. Essas assinaturas oferecem benefícios, como a capacidade de agregar assinaturas, permitindo que transações multi-assinatura (multi-sig) pareçam e se comportem como transações padrão de assinatura única na blockchain.

5. Mais Opções para Desenvolvedores

Com o Taproot, os desenvolvedores têm maior flexibilidade para criar contratos inteligentes e outros tipos de transações programáveis no Bitcoin, sem expor todas as complexidades dessas operações na blockchain.

6. Segurança

Além dos ganhos em privacidade e eficiência, a implementação de assinaturas Schnorr e outras características do Taproot também traz avanços em termos de segurança para as transações.

Resumidamente, os endereços Taproot representam um avanço significativo para o Bitcoin, permitindo que transações mais complexas sejam realizadas de maneira mais eficiente, privada e flexível.

Os endereços Taproot tiveram um aumento de popularidade durante o hype de Ordinals no Bitcoin em meados de 2023. No entanto, esse tipo de endereço ainda não é o mais comum.

O site “When Taproot” permite verificar quais carteiras já oferecem suporte a endereços Taproot.

Algumas delas, são:

• Blockstream Jade;
• Ledger;
• Coldcard;
• Trezor.

Entre Legacy, SegWit e SegWit nativo, qual é o mais eficiente?

No contexto das carteiras de Bitcoin, é crucial observar que nem todas oferecem suporte para os três tipos de endereços. Por isso, é fundamental verificar se sua carteira é compatível com o tipo de endereço que você deseja usar antes de tomar uma decisão.

No que diz respeito à eficiência, o SegWit se destaca em relação ao Legacy, pois separa a assinatura dos dados da transação. Essa característica resulta em taxas mais baixas para os usuários de endereços SegWit em comparação aos usuários do Legacy.

Além de proporcionar economia nas taxas, o SegWit também agiliza as transações, já que ocupa menos espaço no bloco. Além disso, ao remover as assinaturas dos dados da transação, o SegWit previne possíveis adulterações maliciosas nas assinaturas, aumentando a segurança das transações.

Já o SegWit nativo, uma versão mais recente dos endereços, apresenta vantagens ainda maiores. As transações que utilizam endereços SegWit nativos são mais econômicas e eficientes, otimizando ainda mais o espaço no bloco e, consequentemente, reduzindo as taxas.

É crucial entender que a taxa de uma transação é influenciada pelo espaço que ela ocupa no bloco, não pelo valor que está sendo transferido.

Portanto, transações de diferentes valores, sejam 10 reais ou 1 milhão, podem ter taxas semelhantes. O fator determinante é a quantidade de dados no bloco. Nesse contexto, o SegWit nativo, devido à sua otimização, é a escolha mais vantajosa em termos de custo e velocidade.