As mensagens de alerta são uma função raramente utilizada, mas mesmo assim são implementadas na maioria dos nodos. As mensagens de alerta são um "sistema de alerta de emergências" do bitcoin, um meio através do qual os desenvolvedores do bitcoin core podem enviar uma mensagem de texto de emergência para todos os nodos bitcoin. Essa funcionalidade foi implementada para permitir que a equipe de desenvolvedores do core possa notificar todos os usuários bitcoin de problemas graves na rede bitcoin, como um bug crítico que exija a ação do usuário para ser corrigido. O sistema de alerta só foi utilizado poucas vazes, mais notavelmente no início de 2013, quando um bug crítico de banco de dados causou uma bifurcação de múltiplos blocos na blockchain do bitcoin.
As mensagens de alerta são propagadas pela mensagem alert. A mensagem de alerta contém vários campos, incluindo:
ID
Um identificação do alerta, de maneira que alertas duplicados possam ser detectados
Expiration
Uma hora a partir da qual o alerta expira
RelayUntil
Uma hora após a qual o alerta não deve mais ser transmitido
MinVer, MaxVer
A faixa de versões do protocolo bitcoin a qual esse alerta se aplica
subVer
A versão do software de cliente a qual esse alerta se aplica
Priority
Um nível de prioridade para o alerta, atualmente não sendo utilizado
Os alertas são assinados criptograficamente por uma chave pública. A chave privada correspondente é controlada por alguns membros selecionados do time de desenvolvimento do core. A assinatura digital garante que alertas falsos não sejam propagados na rede.
Cada nodo que receber essa mensagem de alerta irá verificá-la, checar pela expiração e propagá-la para todos os seus pontos, dessa maneira garantindo a rápida propagação através de toda a rede. Além de propagar o alerta, os nodos podem implementar uma função de interface de usuário para apresentar o alerta para o usuário.
No cliente Bitcoin Core, o alerta é configurado com a opção da linha de comando -alertnotify, que especifica um comando para ser executado quando um alerta for recebido. A mensagem de alerta é passada como um parâmetro para o comando alertnotify. Mais comumente, o comando alertnotify é definido para gerar uma mensagem de e-mail para o administrador do nodo, contendo a mensagem de
alerta. O alerta também é exibido como uma caixa de diálogo pop-up na interface gráfica do usuário (bitcoin-Qt), caso ela esteja sendo executada.
Outras implementações do protocolo bitcoin podem manejar o alerta em maneiras diferentes. Muitos sistemas de mineração de bitcoin que usam hardware não implementam a função de mensagem de alerta porque eles não tem uma interface de usuário. É fortemente recomendado que os mineradores que executem esses sistemas de mineração inscrevam-se nesses alertas através de um operador de pool de mineraçõ ou ao executar um nodo de peso leve (lightweight) apenas com o propósito de ter a função do alerta.
A Blockchain
Introdução
A estrutura de dados da blockchain é uma lista ordenada de blocos de transações, com cada bloco sendo ligado ao bloco anterior. A blockchain pode ser armazenada como um arquivo simples ou em um banco de dados simples. O cliente Bitcoin Core armazena os metadados da blockchain usando o banco de dados do LevelDB do Google. Os blocos são interligados de frente para trás, ou seja, cada um se refere ao bloco anterior na corrente. A blockchain é frequentemente visualizada como um empilhamento vertical, com os blocos empilhados uns sobre os outros e com o primeiro bloco servindo como fundação que suporta a pilha. A visualização dos blocos empilhados uns sobre os outros resulta no uso de termos como "altura" para se referir à distância em relação ao primeiro bloco, e "topo" ou "ponta" para se referir ao bloco adicionado mais recentemente.
Cada bloco contido na blockchain é identificado no cabeçalho do bloco por um hash, que é gerado utilizando-se o algoritmo criptográfico de hash SHA256. Cada bloco também contém uma referência ao bloco anterior, conhecido como o bloco pai, através do campo "hash do bloco anterior (previous block hash)" que existe no cabeçalho do bloco. Em outras palavras, cada bloco contém o hash de seu bloco- pai no interior de seu próprio cabeçalho. A sequência de hashes ligando cada bloco ao seus pai cria uma corrente que pode ser seguida retrogradamente até o primeiro bloco que já foi criado, que é conhecido como o bloco gênese.
Embora um bloco tenha apenas um bloco "pai", ele pode temporariamente ter múltiplos blocos "filhos". Cada um dos blocos "filhos" refere-se ao mesmo bloco "pai" e contém o mesmo hash (o hash do bloco "pai") no campo "hash do bloco anterior". Múltiplos blocos filhos surgem quando há uma "bifurcação" da blockchain, uma situação temporária que ocorre quando diferentes blocos são descobertos quase que simultaneamente por diferentes mineradores (veja [forks]). No final, somente um bloco filho se tornará parte da blockchain e a "bifurcação" deixará de existir. Apesar de cada bloco poder ter mais que um filho, cada bloco pode ter somente um pai. Isso ocorre porque um bloco possui apenas um único campo de "hash do bloco anterior", que é uma referência ao seu bloco pai único.
O campo "hash do bloco anterior" está dentro do cabeçalho do bloco e portanto afeta o hash do bloco
atual. A identidade de um filho muda se a identidade de seu pai mudar. Quando o pai é modificado de
qualquer maneira, o hash do pai muda. O hash modificado do pai exige uma mudança no apontador "hash do bloco anterior" do filho. Isso por sua vez faz com que o hash do filho mude, o que requer uma mudança no apontador do neto, o que por sua vez muda o (hash do) neto, e assim por diante. Esse efeito dominó garante que, assim que um bloco tenha muitas gerações o sucedendo, ele não pode ser modificado sem que haja um novo cálculo forçado de todos os blocos subsequentes. Como um novo cálculo exigiria um processamento computacional enorme, a existência de uma longa corrente de blocos faz com que a história profunda da blockchain seja imutável, o que é uma característica chave para a segurança do bitcoin.
Uma maneira de imaginar a blockchain seria como um solo, onde os blocos seriam camadas de uma formação geológica, ou como uma amostra do núcleo de uma geleira. As camadas da superfície podem
mudar com as estações, ou mesmo serem destruídas antes de terem tempo para se assentarem. Mas quanto mais profundo escavarmos, veremos que maior será a estabilidade das camadas geológicas. Quando você escavar algumas centenas de metros de profundidade, você estará olhando para uma fotografia do passado que permaneceu intocada por milhões de anos. Na blockchain, pode acontecer de os poucos blocos mais recentes tenham que ser revisados/corrigidos, caso haja um novo cálculo da corrente devido a uma bifurcação. Os seis blocos do topo são como os centímetros mais superficiais do solo. Mas quanto mais fundo você penetrar na blockchain, além dos seis blocos, se cada vez menor se torna a probabilidade desses blocos se modificarem. Após 100 blocos de profundidade há tanta estabilidade que a transação coinbase - a transação contendo os bitcoins recém-minerados - pode ser gasta. Alguns milhares de blocos atrás (um mês) e a blockchain é uma história estabelecida, para todos os fins práticos. Apesar de o protocolo sempre permitir que uma corrente seja desfeita por uma corrente mais comprida, e apesar de sempre existir a possibilidade de qualquer bloco ser revertido, a probabilidade de ocorrência de um evento como esse diminui à medida que o tempo passo, até que ela se torne ínfima.