O que é Peer-to-Peer (P2P) e como funciona uma rede P2P?

O que é Peer-to-Peer (P2P)?

Uma rede peer-to-peer, também conhecida como rede P2P, é uma rede digital na qual os participantes (os pares) comunicam-se diretamente entre si sem a intervenção de uma parte central, como um servidor ou uma empresa. Esses pares podem trocar dados entre si por meio da rede P2P sem que seja necessária uma autoridade centralizada.

Isso é possível porque cada computador (denominado node) dentro da rede executa parte das tarefas, como o armazenamento de dados, a validação de informações e o encaminhamento de mensagens. As responsabilidades, portanto, estão distribuídas por toda a rede.

O conceito de P2P é utilizado principalmente em sistemas de registro distribuído, como as blockchains. O exemplo mais conhecido é a blockchain do Bitcoin e o criptoativo BTC. A tecnologia P2P também constitui a base de outras soluções de blockchain, como as aplicações DeFi, as plataformas Web3 e diversas redes descentralizadas.

Exemplo:
Pode comparar uma rede P2P a um grupo de amigos. Imagine que você e os seus amigos querem enviar mensagens uns aos outros, mas não querem utilizar um aplicativo de grupo ou um servidor central. Em vez disso, cada pessoa envia a sua mensagem diretamente para o telefone da outra.

Não há WhatsApp, não há uma empresa intermediária e não existe um local central onde as mensagens são armazenadas. Cada pessoa envia, recebe e guarda as mensagens por conta própria.

É exatamente assim que funciona uma rede peer-to-peer:

• Todos são iguais (cada amigo pode enviar e receber mensagens).
• Não existe uma autoridade central que controle a rede.
• Tudo acontece diretamente de pessoa para pessoa.

Pontos principais

• Uma rede peer-to-peer (P2P) é uma rede na qual os participantes comunicam-se diretamente entre si sem uma parte central, em que cada participante (par ou node) desempenha um papel ativo.
• Em uma rede P2P, todos os participantes são iguais e responsáveis por tarefas como o armazenamento, a transmissão e a validação de dados, sem hierarquia ou controle central.
• A tecnologia P2P constitui a base de blockchains como o Bitcoin e é amplamente utilizada no setor de criptoativos, na DeFi, no Web3 e em aplicações descentralizadas, mas também fora desse contexto, como em torrents e redes de computação distribuída.
• A rede funciona por meio da verificação e validação de transações e dados por vários pares, após o que se alcança um consenso e as informações são armazenadas e compartilhadas.
• As redes P2P oferecem vantagens como descentralização, segurança e resistência à censura, mas também apresentam desvantagens como complexidade técnica, problemas de escalabilidade e maior responsabilidade para os usuários.

O que significa Peer-to-Peer?

Peer-to-peer refere-se a uma rede na qual os participantes (pares) são iguais. Todos os participantes têm os mesmos direitos e competências e são responsáveis pelas mesmas tarefas. Eles podem:

• armazenar dados
• enviar dados
• receber dados
• realizar cálculos
• processar e validar dados

Portanto, não existe uma hierarquia como nas redes tradicionais, onde um servidor exerce o controle. Os próprios participantes são responsáveis pela gestão e pelo processamento seguro dos dados. Isso torna uma rede peer-to-peer justa e confiável.

Onde e para que as redes P2P são utilizadas?

Atualmente, o peer-to-peer é utilizado tanto dentro quanto fora do mercado de criptoativos.

P2P no setor cripto:

• Para o envio e o recebimento de fundos (como BTC) sem a intervenção de um banco ou de outro intermediário.
• As transações na blockchain são validadas e executadas por nodes (computadores que armazenam dados e verificam transações).
• As soluções DeFi, como os DEX, utilizam P2P para permitir que os usuários negociem diretamente entre si sem a necessidade de um intermediário.
• O armazenamento de arquivos em milhares de computadores simultaneamente em vez de em um único servidor central, como o Google Drive ou o Dropbox. As dApps utilizam esse método (por exemplo, via IPFS) para garantir que os arquivos permaneçam disponíveis mesmo que um ou mais computadores falhem.

P2P fora do setor cripto:

• No compartilhamento de arquivos por meio de torrents, como o BitTorrent, você faz o download de arquivos de muitos usuários ao mesmo tempo em vez de a partir de um único servidor. Qualquer pessoa que possua uma parte do arquivo a compartilha automaticamente com os demais.
• Redes de comunicação, como versões antigas do Skype, transmitiam áudio e vídeo diretamente entre os usuários sem um servidor central, tornando o processo mais rápido e eficiente.
• Em sistemas de computação distribuída, como o SETI@Home, milhares de computadores trabalham em conjunto para realizar grandes cálculos. Dessa forma, cria-se uma grande rede de computação compartilhada sem um supercomputador central.

Esses são apenas alguns exemplos de como e onde o P2P é aplicado dentro e fora da tecnologia blockchain.

Como funciona uma rede Peer-to-Peer?

Uma rede peer-to-peer (P2P) funciona conectando todos os participantes dentro da rede. Quando um par executa uma ação, essa informação é encaminhada a outros pares. Esses pares são responsáveis por verificar a informação, armazenar os dados e validar a informação. Após a conclusão desse processo, a transação é executada e os dados (a prova de execução) são armazenados dentro da rede.

No caso das blockchains, esse processo funciona da seguinte forma:

• Um usuário envia uma transação, por exemplo, o envio de bitcoin do endereço A para o endereço B.
• A transação é enviada para vários nodes responsáveis pela verificação da transação.
• Os nodes verificam a transação e alcançam consenso sobre a sua validade.
• As transações válidas são então incluídas em um bloco que é adicionado à blockchain.
• O novo bloco é distribuído a todos os pares da rede para manter a rede atualizada.

Esse mecanismo torna as blockchains robustas, seguras e difíceis de censurar.

Principais características de uma rede P2P

Uma rede P2P pode ser reconhecida pelas seguintes características:

• Descentralização: Não existe uma autoridade central, como um servidor que gerencie a rede. Em vez disso, as tarefas são distribuídas entre uma rede de participantes, chamados nodes ou pares.
• Distribuição igualitária de tarefas: Cada par executa, em princípio, as mesmas funções.
• Alta tolerância a falhas: A rede não possui um único ponto de falha. Isso significa que a rede continua funcionando mesmo quando ocorre um erro. Se um node falhar ou cometer um erro, a rede pode continuar operando e se corrigir automaticamente.
• Escalabilidade: Quanto mais pares participam da rede, maior se torna a capacidade e mais dados a rede pode processar em um determinado período de tempo. Além disso, uma maior participação contribui para um nível mais elevado de descentralização.
• Transparência: As redes peer-to-peer dentro da tecnologia blockchain são transparentes. Tudo o que acontece na blockchain é registrado publicamente no registro distribuído e pode ser consultado por meio de um block explorer. Isso torna o sistema verificável e contribui para a sua confiabilidade, pois comportamentos fraudulentos tornam-se visíveis.

Vantagens do Peer-to-Peer

As redes peer-to-peer oferecem diversas vantagens para desenvolvedores e usuários:

• Ausência de intermediários: Os usuários podem negociar ou comunicar-se diretamente entre si, o que pode ser mais rápido e econômico do que utilizar plataformas centralizadas. Além disso, os próprios usuários assumem total responsabilidade e não existe uma entidade central que possa interromper ou proibir transações.
• Maior segurança por meio da descentralização: Como os dados são distribuídos entre muitos pares, torna-se mais difícil para atacantes comprometerem a rede como um todo.
• Sem controle central ou censura: Ninguém pode desligar a rede unilateralmente ou bloquear usuários.
• Robustez e confiabilidade: A rede continua funcionando mesmo que vários computadores fiquem offline.
• Eficiência: As tarefas são distribuídas entre os pares, eliminando a necessidade de uma grande infraestrutura central. Os pares são conjuntamente responsáveis pelo armazenamento, processamento e controle dos dados.

Desvantagens do Peer-to-Peer

Além das vantagens, o uso de redes peer-to-peer também apresenta desvantagens:

• Facilidade de uso: A configuração e a gestão de um par ou node costumam ser complexas e exigem conhecimento técnico.
• Problemas de desempenho em caso de alta congestão: Blockchains como Bitcoin e Ethereum só conseguem processar um número limitado de transações por unidade de tempo, em parte devido ao tamanho dos blocos e ao tempo de criação dos blocos. Durante períodos de alta congestão da rede, isso pode resultar em processamento mais lento e custos de transação mais elevados.
• Maior responsabilidade para os usuários: Sem uma entidade central, os usuários devem cuidar por conta própria da segurança, dos backups e da execução correta das ações. Em caso de erros, como o envio de criptoativos para um endereço incorreto, a recuperação geralmente não é possível devido à imutabilidade da blockchain.
• Desafios legais e regulatórios: Redes descentralizadas são difíceis de regulamentar, o que pode levar a incertezas jurídicas.
• Hardware caro: Em alguns casos, é necessário hardware especializado e caro para operar um node. No caso de blockchains que utilizam o Proof of Work como mecanismo de consenso, como o Bitcoin, o mining é intensivo em energia e requer uma grande capacidade de processamento, além de equipamentos especializados.

Considerações finais

As redes peer-to-peer constituem a espinha dorsal das tecnologias descentralizadas, pois permitem que os usuários se comuniquem e executem transações diretamente entre si sem intermediários. O papel igualitário de todos os participantes dá origem a um sistema robusto, transparente e difícil de censurar, oferecendo grandes vantagens especialmente no âmbito da tecnologia blockchain. Ao mesmo tempo, essa forma de descentralização exige mais conhecimento técnico e maior responsabilidade por parte dos usuários, e o desempenho pode ser afetado em períodos de alta carga da rede. De modo geral, o P2P oferece uma alternativa poderosa às redes centralizadas, desde que os usuários estejam conscientes tanto dos benefícios quanto das limitações.