A tecnologia Blockchain é uma das maiores inovações do século XXI. Sua abordagem única à descentralização a torna um aspecto fundamental das criptomoedas - outra grande invenção. No entanto, para que um ativo criptográfico seja aceito pela maioria, é preciso ir além da descentralização. Ele também deve ser escalável e rápido o suficiente para acomodar o crescimento em expansão.

No entanto, a maioria das criptomoedas não consegue lidar simultaneamente com essas três qualidades ao mesmo nível. Assim, elas têm que fazer um compromisso em um para melhorar os outros dois. Esse fenômeno é conhecido no mundo das criptomoedas como o trilema da blockchain.

Mesmo que o trilema apresente um desafio difícil para a adoção mundial de criptomoedas, ele não é invencível. A proliferação de desenvolvedores e grandes mentes no cenário cripto resultou em várias iniciativas para enfrentar o problema. Abordaremos tais iniciativas neste artigo. Primeiro, vamos explicar em detalhes do que se trata o trilema do blockchain.

Os Três Pilares da Tecnologia Cripto

Descentralização

A descentralização é o que torna os ativos de criptografia tão interessantes. Isso simplesmente significa tirar o controle de uma entidade central e dividi-lo entre várias entidades menores. Assim, ninguém tem o monopólio sobre as decisões em uma plataforma descentralizada.

Está longe do mecanismo de funcionamento de vários aspectos do mundo financeiro hoje. Os bancos, por exemplo, são plataformas centralizadas que prometem a segurança de seus ativos monetários em troca de controle total sobre eles. Assim, um pequeno grupo de pessoas cria as regras e as faz cumprir. E você até pode ser negado acesso ao seu dinheiro se o banco assim o considerar.

Em contraste, as criptomoedas não funcionam dessa maneira. Não há uma única entidade ou grupo responsável por executar a rede. Em vez disso, todos na rede podem executar um nó e confirmar transações. Uma vez que as transações foram confirmadas, elas são adicionadas ao registro digital e armazenadas lá permanentemente para que todos vejam.

No entanto, embora a descentralização das criptomoedas as torne muito mais atraentes do que os bancos, ela apresenta um problema único. Porque todos na rede (ou pelo menos a maioria) precisam confirmar a autenticidade das transações, pode levar algum tempo para a informação circular.

Portanto, as blockchains podem ser muito lentas, especialmente quando há um grande número de transações que precisam ser processadas. Tipicamente, o Bitcoin confirma suas transações na blockchain dentro de 10 minutos. No entanto, isso pode aumentar para horas, ou mesmo dias, quando a demanda por transações congestionar a blockchain.

Para resolver este problema, as blockchains precisam escalar para se preparar para um aumento na adoção. Como eles conseguem isso? Deixe-nos apresentar a você o segundo agente do trilema - escalabilidade.

Escalabilidade

A escalabilidade da Blockchain refere-se à capacidade da rede de lidar com uma quantidade crescente de transações sem sacrificar a eficiência. É essencial para uma Blockchain aumentar seu potencial de ser aceita como mainstream. No entanto, por mais essencial que seja, muitas blockchains ainda lutam para ser escaláveis.

A natureza descentralizada das blockchains é uma das principais razões para isso. Quanto mais participantes uma rede tem, mais 'distância' ela percorre para confirmar transações. É aqui que é mais fácil para bancos e outras agências centralizadas. Porque eles não precisam se preocupar em compartilhar informações com todos os membros da rede antes de tomar uma decisão, as transações são muito mais rápidas.

MasterCard, por exemplo, pode processar até 5.000 transações por segundo; enquanto a Visa pode lidar com até 24.000 tps. O Bitcoin, por outro lado, só pode lidar com cerca de sete tps; e o Ethereum atualmente pode escalar até 15 tps - longe de ser impressionante!

Outra coisa que torna a escalabilidade difícil para muitos blockchains é o mecanismo de consenso que eles usam. Alguns, como o mecanismo de consenso Proof-of-work, são intensivos em energia e requerem muita potência de computação. Assim, naturalmente são mais lentos.

Por mais lento que possa ser, o mecanismo de PoW é muito seguro. Assim, surge a pergunta: Até que ponto a segurança deve ser sacrificada para alcançar escalabilidade? Vamos discutir o terceiro agente do trilema - segurança blockchain.

Segurança

Porque qualquer pessoa pode participar em sistemas descentralizados como criptomoedas, há uma tendência maior para ataques maliciosos. Portanto, os sistemas blockchain devem ser seguros para resistir a esses ataques e promover a confiança dos usuários. Como é que esta segurança é alcançada?

A descentralização em si é um componente importante desta segurança. Quanto mais descentralizada for uma rede, mais difícil será para atores maliciosos conseguirem o que querem. Isso ocorre porque um sistema descentralizado tem participantes espalhados por todo o planeta, e cada participante confirma repetidamente a eficiência da rede.

Além da descentralização, cada blockchain criptográfico possui suas medidas de segurança. Essas medidas geralmente giram em torno da assinatura digital e do mecanismo de consenso que ele utiliza.

A assinatura digital (ou função de hash) é uma espécie de código matemático que identifica cada bloco de dados dentro de uma blockchain. Uma vez definido, não pode ser alterado. Qualquer tentativa de fazê-lo seria rapidamente identificada pelo resto da rede e resistida imediatamente. Assim, as blockchains são inherentemente imutáveis e, portanto, confiáveis.

O mecanismo de consenso de um blockchain refere-se à maneira como toma decisões. O mecanismo de consenso de Prova de Trabalho foi o primeiro. Ele requer que os participantes verifiquem transações por meio de um processo conhecido como mineração. A mineração requer muita energia e consome uma enorme potência computacional. Assim, a barreira é alta e rígida para qualquer ator malicioso. Isso serve para proteger toda a rede.

Por que o Blockchain Trilemma Existe

Um blockchain perfeito deve ser não apenas descentralizado, mas também seguro e escalável. No entanto, os desenvolvedores frequentemente têm que fazer concessões em um aspecto para melhorar os outros e implementar os três pilares discutidos.

Por exemplo, uma solução óbvia para melhorar a escalabilidade é reduzir o número de participantes para permitir que a rede suporte mais carga. Mas isso comprometerá sua descentralização. Também compromete sua segurança porque reduz as barreiras que os hackers precisam superar para atacar a blockchain.

Assim, o trilema se apresenta. Como você alcança o blockchain perfeito quando parece que os três pilares não podem coexistir mutuamente?

Soluções para o Trilema

Derrotar o trilema blockchain não é um trabalho para uma pessoa. Diferentes desenvolvedores desenvolveram soluções que abordam o problema em diferentes níveis. Podemos dividir essas soluções em soluções de camada 1 e camada 2.

soluções de camada 1

Essas soluções buscam resolver o trilema, modificando ou alterando o design da camada original do blockchain. Vamos considerar duas dessas soluções.

Sharding

Por definição, fragmentos são pedaços menores de um material maior. Portanto, o fragmentação envolve a divisão de um blockchain em vários segmentos, cada um com seu próprio registro capaz de processar suas transações. Os vários fragmentos estão conectados à cadeia principal, que opera em uma posição gerencial.

Assim, o shard remove a carga de uma única cadeia e a divide entre os shards. Isso torna a rede mais rápida. Também não compromete a descentralização e a segurança da blockchain, pois os protocolos permanecem os mesmos. Um exemplo de um projeto que implementa o shard é a blockchain NEAR.

Mecanismos de consenso escaláveis

Existem outros mecanismos de consenso além do prova de trabalho. Alguns desses mecanismos foram criados para lidar com o trilema do blockchain. Tome o mecanismo de Prova de Participação (PoS), por exemplo. Neste mecanismo, os participantes não precisam de alta potência computacional. Eles simplesmente precisam apostar ou bloquear seus tokens para verificar transações.

Isso resulta em uma escalabilidade muito maior sem comprometer a descentralização. Também fica mais seguro com mais participantes. Isso é exemplificado no caso do Ethereum. Enquanto funcionava com o mecanismo de PoW, só podia lidar com cerca de 20 transações por segundo. No entanto, com sua transição para o mecanismo de PoS, a rede poderia lidar com até 100.000 transações por segundo no futuro!

Soluções de camada 2

Essas soluções não alteram o blockchain subjacente. Em vez disso, encontram maneiras de abordar o problema construindo sobre o framework de blockchain existente. Algumas das soluções são:

Cadeias laterais e paracadeias

Estas são blockchains alternativas criadas para funcionar ao lado da cadeia original. São diferentes de fragmentos, pois não são segmentos da blockchain principal, mas são blockchains totalmente diferentes. No entanto, eles alcançam o mesmo objetivo de aliviar a blockchain principal lidando com parte de sua carga.

As sidechains apenas se comunicam com a cadeia principal ou de retransmissão, enquanto as parachains se comunicam entre si, além da cadeia principal. Polygon (MATIC) é um exemplo de uma sidechain na blockchain do Ethereum. Exemplos de projetos de parachain são as redes Polkadot e Kusama.

A Rede Lightning do Bitcoin

Este é um protocolo de camada 2 que roda na rede Bitcoin e melhora sua velocidade e acessibilidade. Foi desenvolvido em 2015 por Thaddeus Dryja e Joseph Poon.

A Lightning Network é um canal de pagamento off-chain com apenas as primeiras e últimas transações registradas na blockchain do Bitcoin. Todas as outras transações no meio são processadas offline e não adicionam carga à blockchain do Bitcoin. Assim, as transações são muito mais rápidas e ainda seguras, uma vez que o canal de pagamento é eventualmente registrado na blockchain.

Como resultado desta divergência offline, a Rede Lightning do Bitcoin destaca-se em escalabilidade, sendo capaz de processar até um milhão de transações por segundo. Isso é enorme! Oferecemos uma explicação mais detalhada da rede Lightning nesteartigo.

Conclusão

A tecnologia Blockchain é uma invenção inovadora que busca perturbar as indústrias financeira e de tecnologia. Sendo relativamente nova, ainda deve enfrentar desafios hercúleos antes de atingir a adoção mundial. Um desses desafios é o trilema do blockchain. No entanto, este artigo mostrou que não é um problema insuperável. Com as várias soluções oferecidas, o trilema pode desaparecer à medida que o tempo passa.