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

Segregated Witness (SegWit) é uma inovação decisiva na evolução do Bitcoin, concebida para superar desafios críticos de escalabilidade que surgiram com a crescente adoção da rede. Quando Satoshi Nakamoto criou o Bitcoin, cada bloco tinha um limite de um megabyte, adequado para os primeiros tempos da criptomoeda. Com o aumento da popularidade, esse limite gerou congestionamento severo. A rede Bitcoin produz um novo bloco aproximadamente a cada dez minutos; com o limite de um megabyte, cada bloco só acomodava poucas dezenas de transações. Assim, a capacidade média de processamento ficava restrita a sete transações por segundo, originando atrasos significativos em períodos de grande procura. Os utilizadores enfrentavam frequentemente atrasos de vários dias e taxas de transação que chegavam a dezenas de dólares, tornando urgente uma solução técnica eficiente para acelerar o processamento de transações e reduzir custos.

Apresentação do SegWit

SegWit surgiu como resposta ao desafio de escalabilidade do Bitcoin. Proposto em 2015 por Pieter Wuille e outros colaboradores do Bitcoin Core, SegWit foi projetado para solucionar as limitações de velocidade no processamento das transações. Após desenvolvimento e testes rigorosos, SegWit foi implementado oficialmente através de um soft fork na rede Bitcoin em 2017. Este avanço aumentou a capacidade de processamento por bloco em 1,7 vezes. O impacto do SegWit ultrapassou o Bitcoin, sendo adotado por criptomoedas como Litecoin e Bitcoin Cash. Entre os principais benefícios da adoção de SegWit destacam-se o aumento da capacidade dos blocos, a aceleração das transações e a otimização da escalabilidade. Em conjunto, estas melhorias tornaram as transações do Bitcoin mais rápidas, fiáveis e económicas.

Princípios técnicos do SegWit

Para compreender o SegWit é necessário analisar a estrutura das transações Bitcoin. Cada transação é composta por dois elementos: dados básicos da transação e dados de testemunho (witness). Os dados de transação registam informações essenciais como saldos e montantes transferidos; os dados de testemunho validam a identidade do utilizador através de assinaturas digitais. O utilizador foca-se sobretudo em dados relacionados com os ativos, sendo que a verificação de identidade, embora necessária, não deve sobrecarregar os recursos do sistema. Na prática, o destinatário só precisa de confirmação da legitimidade e disponibilidade dos ativos, não de detalhes sobre quem envia.

O problema da estrutura original das transações Bitcoin estava no espaço excessivo ocupado pelos dados de testemunho—nomeadamente as assinaturas digitais. Estes dados consumiam grande parte da capacidade do bloco, afetando a eficiência das transferências e aumentando os custos para os mineradores. O SegWit propôs a separação dos dados de testemunho do corpo principal da transação, armazenando-os em locais distintos. Esta segregação permite uma utilização mais eficiente do espaço dos blocos, acelera o processamento das transações e reduz a carga computacional da rede. Ao separar estes componentes, SegWit permite que a rede foque recursos no processamento das informações essenciais e trate a validação de forma mais eficiente.

Principais vantagens do SegWit

SegWit oferece três grandes vantagens para o funcionamento do Bitcoin. Primeiro, aumenta significativamente a capacidade dos blocos. Estima-se que as assinaturas digitais ocupem até 65% do espaço de um bloco Bitcoin; com SegWit, esse espaço passa a ser utilizado para mais transações, sem alterar o limite de um megabyte por bloco.

Segundo, SegWit acelera as taxas de transação. Inspirando-se em modelos de processamento em camadas, semelhantes aos layer-2 do Ethereum, os dados Bitcoin passam a ser tratados de forma mais eficiente, aumentando o throughput. Após a adoção do SegWit, o sistema concentra mais recursos no processamento das informações essenciais, reduzindo a carga da rede e aumentando a taxa de transações por segundo (TPS). Dados empíricos confirmam a eficiência acrescida e a redução de custos após a implementação do SegWit.

Terceiro, SegWit prepara o terreno para a Lightning Network, a solução layer-2 mais relevante do Bitcoin, que resolve problemas de escalabilidade através de processamento off-chain. A Lightning Network funciona como uma camada adicional sobre a blockchain Bitcoin, com canais de pagamento que permitem transferências rápidas e volumosas. Enquanto a Lightning Network processa dados fora da cadeia, SegWit lida eficientemente com os dados on-chain, aliviando a pressão sobre a blockchain principal e facilitando a adoção da Lightning Network.

Além destas vantagens, o SegWit separa completamente os dados de transação dos dados de assinatura, excluindo as assinaturas digitais do sistema de processamento. Esta separação elimina a possibilidade de adulteração dos dados da transação, impedindo que informações erradas fiquem registadas permanentemente na blockchain. Este mecanismo também facilita a aplicação de programas de reparação de dados de transação. O SegWit foi ainda precursor dos ordinais Bitcoin ao expandir o limite de dados arbitrários nas transações, permitindo gravações em satoshis individuais. O upgrade Taproot em 2021 reforçou esta base, facilitando o armazenamento de dados witness arbitrários e expandindo limites para o desenvolvimento de NFTs ordinais no Bitcoin.

Utilização do SegWit em carteiras físicas e suporte nativo SegWit

Para o utilizador comum, o SegWit oferece três benefícios principais: segurança reforçada em relação aos endereços tradicionais, processamento mais rápido graças à maior capacidade dos blocos e taxas de transação mais baixas face aos endereços standard de carteira. Estes benefícios estão acessíveis através de endereços de carteira compatíveis com SegWit, incluindo o suporte de carteiras físicas como Ledger. Desde a sua introdução, a taxa de utilização do SegWit no Bitcoin aumentou substancialmente, com a adoção nativa a expandir-se globalmente.

Existem atualmente quatro formatos principais de endereço Bitcoin. Os endereços Legacy (P2PKH) iniciam-se por "1" e constituem o formato original do Bitcoin, ainda amplamente usado. Estes endereços Pay To Public Key Hash seguem as especificações iniciais do protocolo. Os endereços Nested (P2SH), iniciados por "3", funcionam como endereços multi-assinatura. Os Pay-to-Script-Hash suportam funcionalidades mais complexas, permitindo que várias assinaturas digitais autorizem transações, como, por exemplo, exigindo duas assinaturas para uma transferência num endereço controlado por três partes. Ambos os formatos Legacy e Nested são anteriores ao SegWit.

Os endereços SegWit modernos dividem-se em duas variantes principais. Os Nested SegWit (P2SH), também iniciados por "3", são compatíveis com SegWit, usando métodos P2SH para garantir reconhecimento por nós antigos, mantendo os benefícios do SegWit. Os Native SegWit (Bech32), iniciados por "bc1", representam a versão nativa SegWit. Definidos no BIP173 em 2017, o encoding Bech32 foi desenvolvido para a implementação nativa do SegWit. Estes endereços são insensíveis a maiúsculas e minúsculas, usando apenas números 0-9 e letras minúsculas a-z, o que evita confusões e melhora a legibilidade. O formato recorre ao Base32, em vez do tradicional Base58, exigindo menos caracteres e permitindo códigos QR mais compactos e cálculos mais eficientes. Os Native SegWit Bech32 têm maior segurança graças à otimização do código de deteção de erros checksum, minimizando o risco de endereços inválidos. São compatíveis com SegWit e apresentam taxas de transação inferiores. As carteiras físicas como Ledger suportam integralmente Native SegWit, oferecendo soluções seguras de armazenamento a frio, taxas reduzidas e maior eficiência.

Os formatos Native P2WPKH e P2WSH são endereços SegWit versão 0, começando por "bc1q". Os Pay-to-Witness-Public-Key-Hash (P2WPKH) têm comprimento de 42 caracteres para endereços normais, enquanto os Pay-to-Witness-Script-Hash (P2WSH) podem chegar a 62 caracteres em configurações multi-assinatura. Foi identificada uma vulnerabilidade no Bech32 original: se o último carácter for "P" e forem inseridos "Q" adicionais por engano, o checksum pode ser validado. Contudo, os limites de comprimento dos endereços nativos SegWit (20 ou 32 bytes) impediram que esta falha provocasse perda de fundos, pois caracteres extra geravam endereços inválidos que as carteiras não processavam.

Para solucionar esta vulnerabilidade, foi criado o padrão Bech32m, com uma alteração no algoritmo checksum que garante que caracteres adicionais geram checksums inválidos. Especificado no BIP0350, o Bech32m aplica-se apenas a endereços Taproot e futuros, enquanto os endereços SegWit versão 0 mantêm o padrão original Bech32. Os endereços P2TR (Bech32m), iniciados por "bc1p", são endereços Taproot, suportando funcionalidades de NFTs BTC e Ordinals. Carteiras físicas como Ledger e soluções modernas suportam Native SegWit e Taproot, assegurando que os utilizadores beneficiam das últimas melhorias do protocolo Bitcoin com máxima segurança.

Diferenças subtis entre formatos de endereço

A análise das diferenças práticas entre formatos de endereço revela variações significativas nos custos. Os endereços SegWit compatíveis (iniciados por "3") permitem poupar cerca de 24% nas taxas de transferência face aos endereços Legacy (iniciados por "1"). Os endereços Native SegWit (iniciados por "bc1") oferecem uma poupança superior, reduzindo as taxas em aproximadamente 35% face aos Legacy. Comparando com endereços multi-assinatura (também iniciados por "3"), os Native SegWit (iniciados por "bc1" ou "3") podem reduzir as taxas até 70%. Os endereços Taproot permitem a detenção de NFTs BTC e funcionalidades Ordinals, mantendo taxas competitivas. Estas diferenças evidenciam as vantagens económicas da adoção dos formatos mais recentes, sobretudo das implementações Native SegWit, proporcionando benefícios financeiros claros para o utilizador, além das melhorias técnicas. Carteiras físicas com suporte Native SegWit, como Ledger, possibilitam maximizar estas poupanças mantendo o mais elevado padrão de segurança para os ativos Bitcoin.

Conclusão

Segregated Witness é um marco na evolução do Bitcoin, aumentando substancialmente a capacidade de processamento de transações e resolvendo desafios críticos de escalabilidade. Além de expandir o throughput, SegWit resolve questões de maleabilidade das transações e melhora a programabilidade do Bitcoin, permitindo soluções avançadas como a Lightning Network. A adoção em plataformas líderes comprova o seu valor: carteiras de criptomoeda modernas e dispositivos físicos, como Ledger, integram suporte SegWit nativo para Bitcoin, Litecoin e Bitcoin Cash, otimizando a experiência do utilizador com taxas reduzidas e maior rapidez nas transferências. O suporte integral a endereços Taproot possibilita aplicações inovadoras como Ordinals BRC-20 e NFTs BTC. Fabricantes de carteiras físicas como Ledger garantem armazenamento seguro de Bitcoin, explorando ao máximo as melhorias de eficiência do SegWit. A implementação bem-sucedida do SegWit ilustra como soluções técnicas inovadoras superam limitações fundamentais das blockchains, mantendo segurança e descentralização. SegWit permanece uma tecnologia central para o crescimento e inovação contínua do Bitcoin, preservando os princípios essenciais da rede e expandindo as suas capacidades para o futuro.

FAQ

O que é o native SegWit na Ledger?

Native SegWit é o formato de endereço Bitcoin mais avançado para dispositivos Ledger. Proporciona taxas de transação mais baixas, processamento mais rápido e maior eficiência da blockchain ao reduzir o tamanho das transações.

Posso transferir de native SegWit para SegWit?

Sim, é possível transferir de native SegWit para SegWit. Trata-se de uma transação standard, pois ambos os formatos de endereço são compatíveis na rede Bitcoin.

Devo comprar Bitcoin Taproot ou native SegWit?

Native SegWit é recomendado para transações regulares e económicas; Taproot oferece maior privacidade e funcionalidades de smart contract. Opte conforme as suas necessidades.

O native SegWit é bom?

Sim, o native SegWit é a opção mais avançada. Proporciona maior eficiência, taxas de transação mais baixas e segurança reforçada face aos formatos tradicionais, sendo amplamente adotado para transações Bitcoin.