A tecnologia da Blockchain é uma das maiores inovações do século XXI. A sua abordagem única à descentralização torna-a um elemento-chave das criptomoedas - outra grande invenção. No entanto, para que um ativo criptográfico seja aceite pela maioria, é necessário ir além da descentralização. Deve também ser escalável e rápido o suficiente para acomodar o crescimento expansivo.

No entanto, a maioria das criptomoedas não consegue lidar simultaneamente com essas três qualidades ao mesmo nível. Assim, elas têm de comprometer-se com uma para melhorar as outras duas. Este fenômeno é conhecido no mundo das criptomoedas como o trilema do blockchain.

Embora o trilema apresente um desafio difícil para a adoção mundial de criptomoedas, não é invencível. A proliferação de desenvolvedores e mentes brilhantes na cena cripto resultou em várias iniciativas para enfrentar o problema. Abordaremos tais iniciativas neste artigo. Primeiro, vamos explicar em detalhe do que se trata o trilema blockchain.

Os Três Pilares da Tecnologia Cripto

Descentralização

A descentralização é o que torna os ativos cripto tão interessantes. Simplesmente significa retirar 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 muito longe do mecanismo de funcionamento de vários aspectos do mundo financeiro hoje. Os bancos, por exemplo, são plataformas centralizadas que prometem a segurança dos seus ativos monetários em troca de controle total sobre eles. Assim, um pequeno grupo de pessoas faz as regras e as impõe. E até mesmo pode ser negado o acesso ao seu dinheiro se o banco assim o considerar.

Em contraste, as criptomoedas não funcionam dessa forma. Não há uma única entidade ou grupo responsável pela execução da rede. Em vez disso, todos na rede podem executar um nó e confirmar transações. Uma vez que as transações tenham sido confirmadas, são adicionadas ao livro-razão digital e lá armazenadas 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 demorar 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 em 10 minutos. No entanto, isso pode aumentar para horas, ou mesmo dias, quando a demanda de transações congestiona a blockchain.

Para resolver este problema, os blockchains precisam de escalar para se prepararem para um aumento na adoção. Como conseguem isso? Vamos apresentar-lhe o segundo agente do trilema - escalabilidade.

Escalabilidade

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

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. Aqui é mais fácil para os bancos e outras agências centralizadas. Como 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.

A 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 consegue lidar com cerca de sete tps; e o Ethereum atualmente pode escalar até 15 tps - longe de impressionante!

Outro fator que torna a escalabilidade difícil para muitas blockchains é o mecanismo de consenso que utilizam. Alguns, como o mecanismo de consenso Proof-of-work, são intensivos em energia e exigem muita potência de computação. Assim, são naturalmente mais lentos.

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

Segurança

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

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

Para além da descentralização, cada blockchain de criptomoeda possui as suas medidas de segurança. Estas medidas geralmente giram em torno da assinatura digital e do mecanismo de consenso que 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 o fazer seria rapidamente identificada pelo resto da rede e resistida imediatamente. Assim, as blockchains são inherentemente imutáveis e, portanto, dignas de confiança.

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

Porque Existe o Trilema da Blockchain

Um blockchain perfeito deve ser não só descentralizado, mas também seguro e escalável. No entanto, os desenvolvedores muitas vezes têm que comprometer um dos três pilares discutidos para melhorar os outros.

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 a sua descentralização. Também compromete a sua segurança porque reduz as barreiras que os hackers têm de ultrapassar 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 da 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

Estas soluções procuram resolver o trilema ao alterar ou modificar o design da camada de blockchain original. Vamos considerar duas dessas soluções.

Sharding

Por definição, fragmentos são pedaços menores de um material maior. Portanto, o particionamento envolve dividir uma blockchain em vários segmentos, cada um com seu livro-razão capaz de processar suas transações. Os vários fragmentos estão conectados à cadeia principal, que opera numa posição gerencial.

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

Mecanismos de consenso escaláveis

Existem outros mecanismos de consenso além do proof-of-work. Alguns desses mecanismos foram criados para resolver o trilema da blockchain. Pegue o mecanismo Proof-of-stake (PoS), por exemplo. Neste mecanismo, os participantes não precisam de alta potência computacional. Eles simplesmente precisam apostar ou bloquear seus tokens para verificar transações.

Isto resulta numa 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 PoW, só conseguia lidar com cerca de 20 transações por segundo. No entanto, com a sua transição para o mecanismo PoS, a rede poderá lidar com até 100.000 transações por segundo no futuro!

Soluções de Camada-2

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

Sidechains e parachains

Estas são blockchains alternativas criadas para funcionar ao lado da cadeia original. São diferentes de shards no sentido de que não são segmentos da blockchain principal, mas são blockchains completamente diferentes. No entanto, alcançam o mesmo objetivo de aliviar a blockchain principal ao lidar com parte da sua carga.

As sidechains comunicam apenas com a cadeia principal ou de retransmissão, enquanto as parachains 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

Esta é um protocolo de camada 2 que funciona na rede Bitcoin e melhora a 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 registadas 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 registado 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 neste artigo.

Conclusão

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