O que é SegWit? Introdução à abordagem inovadora de escalabilidade on-chain do Bitcoin

Segregated Witness (SegWit) representa um marco tecnológico na evolução do Bitcoin, ao resolver desafios essenciais na capacidade de processamento de transações e na eficiência da rede. No design original de Satoshi Nakamoto, cada bloco tinha uma capacidade limitada a um megabyte, o que permitia apenas um número restrito de transações. Embora esta limitação fosse suficiente nos primórdios do Bitcoin, com poucos utilizadores, a adoção exponencial provocou congestionamento significativo na rede. A rede Bitcoin gera um novo bloco aproximadamente a cada dez minutos e, devido à restrição de um megabyte, cada bloco conseguia processar apenas algumas dezenas de transações. Isto resultava numa taxa média de apenas sete transações por segundo, com períodos de elevada procura a originarem filas de espera prolongadas, taxas que podiam atingir dezenas de dólares e tempos de confirmação de vários dias. A comunidade das criptomoedas exigia uma solução técnica eficaz para melhorar a capacidade de processamento do Bitcoin, reduzindo as taxas e acelerando os tempos de confirmação.

Apresentação do SegWit

A tecnologia SegWit surgiu como solução inovadora proposta por Pieter Wuille e outros colaboradores do Bitcoin Core em 2015, visando especificamente os desafios de velocidade de processamento e escalabilidade da rede. Em 2017, SegWit foi oficialmente implementado por soft fork na rede Bitcoin, constituindo um marco importante na evolução técnica do protocolo. Esta implementação permitiu aumentar em 1,7 vezes a capacidade de processamento de cada bloco Bitcoin. A adoção foi generalizada, com criptomoedas como Bitcoin, Litecoin e Bitcoin Cash a integrarem SegWit nas respetivas redes. Os principais benefícios incluem maior capacidade de blocos, transações mais rápidas e melhor escalabilidade. Estas melhorias tornaram o ecossistema Bitcoin mais eficiente e prático, facilitando a adoção generalizada e o uso quotidiano. Para quem procura máxima eficiência nas transações, utilizar uma carteira SegWit é hoje essencial.

Princípios técnicos do SegWit

O SegWit assenta numa abordagem inovadora à estruturação dos dados de transação na blockchain Bitcoin. Cada transação Bitcoin contém dois componentes fundamentais: dados básicos da transação e dados de testemunho. Os dados da transação incluem informações essenciais como saldo e montante transferido, enquanto os dados de testemunho verificam a identidade do utilizador por meio de assinaturas digitais. Para a maioria dos utilizadores, o importante é aceder à informação central do ativo, como saldo e valor transferido, sendo que a verificação de identidade não exige grande espaço alocado na estrutura da transação. Na prática, o destinatário precisa apenas de assegurar que os ativos são legítimos e disponíveis, sem requerer detalhes extensos sobre a verificação do remetente.

A perceção fundamental do SegWit é que os dados de testemunho, como assinaturas, ocupam um espaço desproporcionado nos blocos de transações Bitcoin. Este excesso prejudica a eficiência das transferências e aumenta os custos de empacotamento para os mineiros. O SegWit resolve esta ineficiência ao extrair os dados de testemunho da informação principal da transação e armazená-los separadamente numa estrutura distinta. Esta segregação liberta espaço valioso no bloco, permitindo processar mais transações por bloco e acelerar o processamento das transações. A separação dos dados de testemunho dos dados centrais representa uma melhoria arquitetónica fundamental, que aumenta a eficiência global da rede Bitcoin sem comprometer a segurança ou a integridade dos dados. Esta inovação técnica é a base do desempenho superior das carteiras SegWit.

Principais vantagens do SegWit

O SegWit oferece várias vantagens que melhoram substancialmente o desempenho da rede Bitcoin e a experiência do utilizador. Em primeiro lugar, aumenta significativamente a capacidade dos blocos ao solucionar a ineficiência causada pela informação das assinaturas. Análises apontam que os dados de assinatura podem ocupar até 65% do espaço de um bloco Bitcoin. Ao segregar estes dados, SegWit liberta espaço para mais transações, expandindo a capacidade da rede sem alterar o limite de um megabyte por bloco. Esta abordagem permite processar mais transações na infraestrutura existente, tornando a adoção de carteiras SegWit cada vez mais relevante.

Em segundo lugar, SegWit melhora drasticamente as taxas de processamento de transações através de uma abordagem de processamento de dados em camadas, semelhante às soluções layer-2 da Ethereum. Após a adoção do SegWit, o sistema Bitcoin pode concentrar mais recursos computacionais e armazenamento no processamento da informação fundamental das transações, reduzindo a carga na rede e aumentando teoricamente a taxa de transações por segundo (TPS). Dados empíricos mostram que, após a implementação do SegWit, o custo médio por transação diminuiu significativamente, reduzindo as taxas para quem utiliza tecnologia de carteira SegWit.

Em terceiro lugar, SegWit cria condições favoráveis para a Lightning Network, uma solução layer-2 que expande o protocolo Bitcoin para resolver desafios de escalabilidade fora da cadeia principal. A Lightning Network introduz uma camada adicional sobre a blockchain Bitcoin, com canais de pagamento dedicados. Esta arquitetura permite concluir grandes transferências em tempo real, funcionando como mecanismo off-chain. O SegWit complementa este sistema ao processar eficientemente dados prioritários na cadeia principal, aliviando a pressão sobre a blockchain e facilitando a implementação da Lightning Network.

Adicionalmente, o SegWit separa completamente os dados de transação dos dados de assinatura em todo o sistema de processamento. Esta separação elimina o problema de maleabilidade nas transações, impossibilitando manipulações e evitando o registo permanente de informação incorreta na cadeia. Esta melhoria também favorece a expansão e aplicação de sistemas de reparação de transações. O SegWit é ainda reconhecido como precursor dos ordinais Bitcoin, ao ampliar o limite de dados arbitrários incluídos nas transações, o que permitiu gravar inscrições em satoshis individuais. A atualização Taproot de 2021 desenvolveu este conceito, facilitando o armazenamento de dados arbitrários de testemunho e a expansão dos limites, tornando possível a criação de tokens não fungíveis Bitcoin ordinals.

Como é aplicado o SegWit

Para utilizadores comuns, SegWit proporciona três benefícios essenciais na experiência de transação Bitcoin: maior segurança face a endereços tradicionais, processamento mais rápido graças à capacidade expandida dos blocos e verificação acelerada, e taxas de transação mais baixas, tornando o Bitcoin mais económico para uso diário.

A aplicação prática do SegWit é simples e acessível através da escolha do endereço de carteira. Ao utilizar um endereço SegWit para receber Bitcoin, o utilizador beneficia automaticamente das vantagens referidas. Dados históricos indicavam que a taxa de utilização do SegWit no Bitcoin atingia 67%, tendo aumentado substancialmente desde então. Para otimizar a experiência de transação, é fundamental compreender os diferentes formatos de endereço Bitcoin e adotar corretamente uma carteira SegWit.

Os endereços Bitcoin dividem-se em quatro tipos principais, cada qual com características e utilizações distintas. Legacy (P2PKH), começando por 1, representa o formato original do Bitcoin, ainda utilizado. Um exemplo: "1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u". P2PKH significa Pay To PubKey Hash, pagamento para o hash da chave pública. Estes endereços tradicionais não incorporam SegWit e não beneficiam das suas otimizações. Quem procura as vantagens do SegWit deverá atualizar para outro formato.

Nested (P2SH), alguns dos quais começam por 3, são endereços multisignature. Exemplo: "3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQX". P2SH significa Pay-to-Script-Hash, utilizando scripts e hashes de resgate nas entradas e saídas da transação Bitcoin. Esta estrutura assemelha-se ao P2PKH, mas suporta funcionalidades mais avançadas. Scripts P2SH são normalmente usados em endereços multisignature, que podem requerer várias assinaturas para autorizar transações. Por exemplo, um endereço começando por 3 pode ser controlado por três partes, sendo apenas necessárias duas para aprovar uma transferência.

Nested SegWit (P2SH), também começando por 3, são endereços compatíveis com SegWit. Exemplo: "3KF9nXowQ4asSGxRRzeiTpDjMuwM2nypAN". Estes endereços usam métodos P2SH, sendo reconhecidos por nós antigos e integrando SegWit. Este formato é uma excelente opção de transição para quem atualiza para SegWit mantendo compatibilidade retroativa. Basta saber que endereços começando por 3 têm aceitação generalizada e podem enviar Bitcoin para endereços que começam por 1 ou bc1.

Native SegWit (Bech32), começando por "bc1", são endereços nativos de testemunho segregado. Exemplo: "bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc3". Os endereços Bech32 foram criados para SegWit e definidos na BIP173 em 2017. Característica essencial: insensibilidade a maiúsculas, apenas caracteres 0-9 e a-z, evitando confusões e facilitando a introdução manual. Utilizam codificação Base32 em vez da tradicional Base58, exigem menos caracteres e permitem cálculos mais eficientes e armazenamento mais compacto em QR codes. Bech32 oferece segurança reforçada através de códigos checksum otimizados, reduzindo o risco de endereços inválidos. Sendo nativamente compatíveis com SegWit, não necessitam de espaço adicional para endereços SegWit em P2SH, resultando em taxas mais baixas. Para máxima eficiência, uma carteira SegWit nativa com endereços Bech32 é a melhor escolha.

Native P2WPKH/P2WSH (Bech32) são variantes de endereços nativos de testemunho segregado. Para segwit versão 0, começam por "bc1q". Endereços P2WPKH têm 42 caracteres fixos, P2WSH têm 62. P2WPKH é usado para endereços comuns; P2WSH para multisignature. Uma vulnerabilidade identificada há alguns anos revelou que, se o último carácter de um endereço Bech32 for P e forem inseridos Qs extra, o endereço pode passar na verificação checksum sem erro. No entanto, SegWit impõe restrições de comprimento de 20 ou 32 bytes e, ao adicionar um Q extra a um endereço do tamanho correto, excede o limite e a carteira recusa a transação.

P2TR (Bech32m), começando por "bc1p", são endereços Taproot. Exemplo: "bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn". Para resolver a vulnerabilidade do Bech32, foi criado o padrão Bech32m, que adiciona um dígito extra ao algoritmo checksum, garantindo que caracteres adicionais geram checksum inválido. Este padrão aplica-se apenas a Taproot e endereços futuros, mantendo os SegWit existentes protegidos pelas restrições de comprimento. Segundo a BIP0350, endereços segwit nativos versão 0 continuam com Bech32, enquanto versões 1 e superiores usam Bech32m. Para endereços versão 1 (Taproot), Bech32m começa por "bc1p". As carteiras SegWit modernas suportam todos estes formatos de endereço.

Diferenças subtis entre endereços

Ao analisar os diferentes formatos de endereço Bitcoin, identificam-se diferenças relevantes nas taxas de transação e funcionalidades. Endereços SegWit compatíveis começando por 3 permitem cerca de 24% de redução nas taxas face aos tradicionais começando por 1. Endereços SegWit nativos começando por bc1 reduzem as taxas em cerca de 35% relativamente aos tradicionais iniciados por 1. Comparando com multisignature iniciados por 3, endereços SegWit iniciados por bc1 ou 3 podem poupar até 70% nas taxas, uma redução significativa para quem utiliza uma carteira SegWit adequada. Endereços Taproot suportam BTC NFT e Ordinals NFT, com taxas semelhantes às dos endereços começados por 3, oferecendo funcionalidades avançadas para novos casos de uso Bitcoin.

Conclusão

Segregated Witness é uma evolução transformadora do Bitcoin, ao resolver desafios críticos de capacidade, velocidade e eficiência da rede. Ao separar os dados de testemunho dos dados centrais, SegWit aumenta a capacidade dos blocos até 1,7 vezes sem alterar o limite de um megabyte. Esta inovação traz benefícios claros como taxas reduzidas, confirmações mais rápidas e segurança reforçada contra maleabilidade das transações. A tecnologia tem adoção generalizada nas principais criptomoedas, com a taxa de utilização do SegWit no Bitcoin acima dos 67%, continuando a crescer.

Os diferentes formatos de endereço resultantes da implementação SegWit—including Legacy, Nested, Native SegWit e Taproot—oferecem níveis distintos de otimização, sendo os endereços nativos SegWit os que permitem maior redução de taxas, até 35% face aos tradicionais. SegWit estabelece também as bases para soluções avançadas de escalabilidade, como a Lightning Network, e viabiliza aplicações inovadoras como ordinais Bitcoin e NFTs. As principais plataformas de criptomoedas integraram o suporte a carteiras SegWit em várias moedas digitais, garantindo acesso fácil a estes benefícios. À medida que o Bitcoin evolui como reserva de valor e meio de pagamento, o papel do SegWit na eficiência da rede e redução de custos de transação permanece central para a sua viabilidade e adoção global. SegWit é exemplo de como melhorias de protocolo podem resolver desafios de escalabilidade, mantendo compatibilidade retroativa e segurança, estabelecendo um padrão para futuras evoluções do Bitcoin. Para otimizar a experiência Bitcoin, adotar uma carteira SegWit é uma decisão prática e vantajosa, trazendo melhorias tangíveis nos custos e na eficiência do processamento.

FAQ

O que é uma carteira SegWit?

Uma carteira SegWit suporta Segregated Witness, tecnologia Bitcoin que aumenta a eficiência e a escalabilidade das transações ao permitir mais transações por bloco.

Posso enviar BTC para um endereço SegWit?

Sim, pode enviar BTC para um endereço SegWit. O SegWit é compatível com todas as carteiras Bitcoin. Os endereços SegWit nativos começam por ‘bc1’ e oferecem taxas mais baixas.

Qual é a diferença entre Bitcoin e SegWit?

O Bitcoin é a criptomoeda original, enquanto SegWit é uma atualização do protocolo. SegWit melhora a eficiência das transações e reduz taxas, mas não é uma moeda separada.