Pode-se argumentar que a solução do Bitcoin para o problema do gasto duplo é a realização mais importante de Satoshi Nakamoto. A prova está no pudim: a principal preocupação do Whitepaper do Bitcoin é explicar como essa rede então nascente resolveria o problema usando um sistema de contabilidade de entrada tripla, um blockchain e o mecanismo de consenso Proof-Of-Work. Nos parágrafos a seguir, dissecaremos tanto o problema quanto a solução usando citações do agora histórico Livro Branco do Bitcoin. Logo na introdução, o documento afirma:
"O comércio na Internet passou a depender quase exclusivamente de instituições financeiras que atuam como terceiros confiáveis para processar pagamentos eletrônicos. Embora o sistema funcione bem o suficiente para a maioria das transações, ele ainda sofre com os pontos fracos inerentes ao modelo baseado em confiança."
No mundo físico, o problema do gasto duplo não existe. Uma cédula ou uma moeda de ouro só pode existir em um lugar. Se a pessoa A a der para a pessoa B para pagar por algo, a pessoa A não poderá gastá-la novamente porque a pessoa B a possui. No mundo digital, as regras são diferentes porque fazer uma cópia está a apenas um ou dois cliques de distância. Transações, bitcoin, um filme e uma música são apenas um e zero para os computadores; e um dos principais objetivos da computação é reproduzir informações com facilidade e rapidez. Além disso, os computadores podem realizar várias tarefas simultaneamente, o que complica ainda mais a situação.
Antes do Bitcoin, a única solução para o problema do gasto duplo era confiar em uma entidade central que verificava cada transação. É assim que funcionam os cartões de crédito e os pagamentos on-line. Cada instituição bancária mantém um registro privado com regras próprias, e as pessoas não têm outra opção a não ser confiar na instituição para participar de sua rede. No entanto, esse sistema traz consigo um problema inerente. Voltar ao whitepaper:
"As transações totalmente não reversíveis não são realmente possíveis, pois as instituições financeiras não podem evitar a mediação de disputas. O custo da mediação aumenta os custos de transação, limitando o tamanho mínimo prático da transação e cortando a possibilidade de pequenas transações casuais, e há um custo mais amplo na perda da capacidade de fazer pagamentos não reversíveis para serviços não reversíveis. Com a possibilidade de reversão, a necessidade de confiança se espalha."
Em contrapartida, o livro-razão do Bitcoin é descentralizado e público. Esse fato, combinado com o mecanismo de consenso Proof-Of-Work, permite que a rede Bitcoin resolva o problema de gastos duplos de maneira confiável e alcance a liquidação final em minutos.
O whitepaper sobre Bitcoin aborda o ataque teórico de 51% imediatamente:
"Neste documento, propomos uma solução para o problema de gasto duplo usando um servidor de registro de data e hora distribuído ponto a ponto para gerar uma prova computacional da ordem cronológica das transações. O sistema é seguro desde que os nós honestos controlem coletivamente mais potência de CPU do que qualquer grupo cooperativo de nós invasores."
Assim, o blockchain arquiva as transações cronologicamente em um livro-razão público. Os nós têm acesso a todas as transações e validam o histórico do blockchain a cada dez minutos, em média. A cada dia que passa, mais nós executam o bitcoin e um ataque se torna mais improvável e impraticável. No entanto, se uma entidade, de alguma forma, obtiver o controle de 51% da rede, ela poderia, teoricamente, "gerar uma cadeia alternativa mais rapidamente do que a cadeia honesta". O que a parte atacante poderia fazer com seus superpoderes recém-adquiridos?
"Mesmo que isso seja feito, não deixa o sistema aberto a mudanças arbitrárias, como criar valor do nada ou pegar dinheiro que nunca pertenceu ao invasor. Os nós não aceitarão uma transação inválida como pagamento, e os nós honestos nunca aceitarão um bloco que os contenha. Um invasor só pode tentar alterar uma de suas próprias transações para recuperar o dinheiro que gastou recentemente."
Isso significa que a parte atacante só poderia gastar o dobro de seu bitcoin. Isso é um problema, com certeza, mas realizar um ataque de 51% seria "computacionalmente impraticável" de qualquer forma.
Todas as transações têm registro de data e hora e estão inextricavelmente vinculadas à transação anterior. Essa "prova computacional" as torna não falsificáveis e permite que a rede Bitcoin realize a liquidação final em minutos. Entretanto, o problema do gasto duplo ainda é um risco para as pessoas que se atrevem a receber transações "não confirmadas". Para ser "confirmado", um minerador precisa adicionar uma transação a um bloco. Depois disso, cada bloco adicionado a ele é considerado uma "confirmação" adicional para todas as transações anteriores. Após seis confirmações, é altamente improvável que uma transação seja ultrapassada.
Além disso, o Bitcoin tem proteção adicional contra o problema do gasto duplo. Quando a pessoa A envia Bitcoin para a pessoa B, a rede destrói publicamente as moedas da pessoa A e cria novas moedas na carteira da pessoa B. Portanto, a solução de Satoshi Nakamoto para o problema do gasto duplo é sólida. A rede Bitcoin tem quase 15 anos e não há relatos de incidentes de gasto duplo.
O whitepaper afirma que "a rede é robusta em sua simplicidade não estruturada", e o tempo provou que ela está certa.
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