Questão de Segurança da Informação — Blockchain e Smart Contracts (Contratos Inteligentes) — FGV 2025

Escalabilidade em Blockchains Públicas: O Gargalo da Replicação Total

Gabarito: letra B. A baixa escalabilidade das blockchains públicas baseadas em Proof-of-Work decorre, fundamentalmente, da exigência de que todos os nós da rede processem, validem e armazenem todas as transações — o que impõe um limite rígido à vazão, pois cada transação precisa ser replicada e verificada por milhares de participantes. Essa é a razão técnica central, e não o tamanho do bloco, o tipo de criptografia ou a ausência de smart contracts.

O problema da escalabilidade em blockchains públicas é um dos temas mais cobrados em provas de segurança da informação e tecnologia. Para entender por que a alternativa B é a correta, é preciso compreender o modelo de consenso e replicação dessas redes. Em uma blockchain pública como Bitcoin ou Ethereum, a segurança e a descentralização são alcançadas por meio da replicação total do estado: cada nó mantém uma cópia completa do livro-razão e, para validar um novo bloco, precisa processar todas as transações nele contidas. Isso significa que a capacidade de processamento da rede é, na prática, limitada pela capacidade de um único nó — o mais lento —, pois todos precisam acompanhar o mesmo ritmo. Esse é o chamado gargalo da replicação, que torna a escalabilidade inerentemente baixa.

A alternativa B captura exatamente essa essência: a exigência de que todos os nós processem, validem e armazenem todas as transações. É por isso que o Bitcoin processa cerca de 7 transações por segundo (TPS) e o Ethereum cerca de 15-30 TPS, enquanto sistemas centralizados como Visa processam milhares. O tamanho do bloco (alternativa C) é uma consequência desse modelo — blocos maiores não resolvem o problema, pois cada nó ainda precisaria processar mais transações — e não a causa raiz. A criptografia simétrica (alternativa A) é irrelevante para a escalabilidade, pois as blockchains usam criptografia assimétrica e funções hash. A ausência de smart contracts (alternativa D) não é a razão, pois mesmo blockchains sem smart contracts, como o Bitcoin, enfrentam o mesmo problema. E o baixo custo computacional para minerar (alternativa E) é o oposto do que ocorre no PoW, que exige alto custo computacional.

Para fixar o conceito, pense na analogia de uma sala de aula: se cada aluno precisa ler e copiar todas as anotações do quadro, a velocidade da aula é limitada pela velocidade do aluno mais lento. Se apenas um aluno lesse e os demais confiassem nele, a aula seria mais rápida, mas menos segura e descentralizada. É exatamente esse trade-off que as blockchains públicas enfrentam: descentralização e segurança exigem replicação total, e a replicação total limita a escalabilidade.

A pegadinha da banca está em oferecer alternativas que parecem plausíveis, mas que são apenas sintomas ou fatores periféricos. O candidato que conhece o funcionamento interno das blockchains identifica rapidamente que a replicação total é o cerne do problema. Guarde essa distinção: replicação total (causa) → limitação de TPS (efeito) → soluções como sharding e camadas 2 (mitigação). É exatamente nesse raciocínio que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O uso de criptografia simétrica no payload das transações não é a razão da baixa escalabilidade. As blockchains públicas utilizam criptografia assimétrica (chaves pública e privada) para assinaturas digitais e autenticação, e funções hash para integridade. A criptografia simétrica, quando usada, é para cifrar dados, mas não é um fator limitante de TPS. A escalabilidade é limitada pela replicação, não pelo tipo de criptografia.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta é a razão técnica central. Em blockchains públicas com PoW, todos os nós devem processar, validar e armazenar todas as transações para manter o consenso e a segurança. Isso cria um gargalo de replicação: a vazão da rede é limitada pela capacidade de processamento de um único nó, pois todos precisam acompanhar o mesmo ritmo. É por isso que o Bitcoin tem baixa escalabilidade. Essa é a explicação aceita pela literatura técnica e pela banca.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A limitação física do tamanho do bloco é uma consequência do modelo de replicação, não a causa raiz. O tamanho do bloco é um parâmetro de projeto que pode ser ajustado (como no Bitcoin Cash, que aumentou o bloco), mas isso não resolve o problema fundamental: mesmo com blocos maiores, cada nó precisaria processar mais transações, e a rede continuaria limitada pela capacidade individual. Além disso, blocos maiores aumentam os requisitos de armazenamento e largura de banda, o que pode até piorar a descentralização.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A ausência de smart contracts na maioria das blockchains de primeira geração não é a razão da baixa escalabilidade. O Bitcoin, por exemplo, não possui smart contracts Turing-completos e ainda assim tem baixa escalabilidade. O problema é estrutural, relacionado à replicação total, e não à presença ou ausência de funcionalidades específicas. Blockchains com smart contracts, como Ethereum, também enfrentam o mesmo desafio.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O baixo custo computacional para minerar novos blocos é o oposto do que ocorre no Proof-of-Work. O PoW exige alto custo computacional (resolução de problemas matemáticos complexos) para garantir a segurança da rede. O custo computacional não é a causa da baixa escalabilidade; na verdade, o alto custo é uma característica do PoW que visa dificultar ataques, mas não limita diretamente o TPS. A limitação vem da replicação, não do custo de mineração.

Gabarito: letra B