Escalabilidade no Blockchain – Existe um problema?

Podemos testemunhar a era de ouro do Bitcoin apenas se a escalabilidade permitir. Apenas aumentar o tamanho dos blocos ou reduzir o tempo de mineração não é suficiente para resolver os problemas. 4 transações por segundo – esta é a velocidade média do blockchain Bitcoin. Em comparação, a Visa fornece cerca de 1.700 (TPS). A diferença é colossal! É claro que o Bitcoin e outras criptomoedas ainda não estão prontos para competir com esses indicadores.

Problemas de Bitcoin

O resultado de 4 TPS concluídos parece decepcionante, mas por que o blockchain do Bitcoin não funcionou mais rápido? Aqui estão algumas dicas:

  1. Limitações:

Com cada nova transação na rede aumenta o tamanho do blockchain.

  1. Tamanho dos Dados:

Com um hard-cap de bloco padrão de 1 MB no blockchain Bitcoin, é difícil falar sobre dimensionamento eficaz.

  1. Tempo de resposta:

Em média, leva 10 minutos para extrair um bloco no blockchain do Bitcoin. Todas as transações online devem ser validadas. Daqui a fila que dura um tempo considerável.

  1. Taxas altas:

O processo de validação custa mais porque a mineração requer maior poder de processamento.

Quais são as soluções?

O blockchain do Bitcoin se tornou algo realmente enorme. Este é um sistema com um novo nível de segurança, economia e liberdade de ação. A comunidade está tentando tornar o blockchain ideal, mas não é tão simples. Cada decisão deve ser apoiada pela comunidade de criptografia, e a implementação de mudanças exigirá ainda mais tempo e esforço. Mas agora existem algumas soluções.

Hard Fork

Basta imaginar uma mudança completa nas regras do jogo para entender o que é um hard fork. Por exemplo, você jogou futebol, mas agora deve jogar basquete. A bola está lá, mas as regras são radicalmente diferentes. Portanto, um hard fork faz com que todos os membros da rede Bitcoin baixem um protocolo completamente novo. No entanto, ele tem um histórico de transações, mas não a conexão com o sistema antigo.

Talvez todo mundo já tenha ouvido falar de um dos hard fork de maior sucesso no momento – Bitcoin Cash. O altcoin vive e prospera, quebrando com sucesso a marca de tamanho de bloco de até 32 MB.

gráficos de tempo BCHUSDGráficos Bitcoin Cash por TradingView

Garfo macio

A testemunha segregada (SegWit) é uma atualização de protocolo implementada que resolve o problema da maleabilidade e escalabilidade da transação de blockchain do Bitcoin. Cada transação consiste em duas partes. O primeiro é a informação básica. E a segunda parte é Witness, ela carrega um código criptográfico especial. Este código é uma confirmação da transação virtual em moeda Bitcoin.

A essência do soft fork é armazenar a assinatura da Testemunha em uma cadeia lateral. Este movimento cria espaço livre dentro do bloco. Ao mesmo tempo, o tamanho do bloco aumenta sem realmente aumentar. Vejamos os prós e contras do SegWit.

Prós:

  1. Aumentar o tamanho do bloco do Bitcoin permite conter dados de assinatura sobre outras transações em cada um deles.

  2. Otimizar o tempo de verificação do pagamento irá melhorar muito o processo de confirmação da transação.

  3. Taxas de redução de garfo macio.

  4. SegWit elimina o problema de maleabilidade de transação do Bitcoin.

  5. Quanto maior o valor da transação em cada bloco, melhor será a taxa do mineiro.

  6. A rede Bitcoin está se tornando menos vulnerável a hackers graças a uma diminuição no volume de transações.

Contras:

  1. Durante a implementação, podem surgir problemas no funcionamento do sistema, uma vez que as carteiras devem conduzi-lo elas mesmas.

  2. Ações radicais podem separar a comunidade.

  3. Os mineiros receberão menos taxas.

  4. O consumo de recursos aumentará com o aumento da largura de banda e do número de transações.

  5. Nenhuma taxa para os mineiros pela manutenção da rede, ao contrário da rede Bitcoin principal.

Lightning Network

A solução técnica, conhecida como Lightning Network, pode ser considerada a mais bem-sucedida de todas aquelas que resolvem o problema atual com escala. Implantado em cima do Bitcoin, o LN usa contratos inteligentes avançados para alcançar maior largura de banda de transação, mantendo a natureza ponto a ponto do protocolo Bitcoin.

Uso da Lightning Network hoje em diaGráficos da Lightning Network por p2sh.info

A ideia principal do serviço é não registrar todas as transações no blockchain, pois ele o sobrecarrega. Se os participantes transferem fundos entre si várias vezes, não é necessário registrar cada transferência. Basta abrir o canal de pagamento e registrar os dados de sua abertura no blockchain. O canal permanecerá aberto até que um dos participantes decida fechá-lo, adicionando os dados relevantes ao blockchain.

As vantagens proporcionadas pela Lightning Network:

  • Reduzindo a carga no blockchain Bitcoin.

  • Aumento significativo na transação por segundo.

  • Reduzindo a fila de verificação.

  • Minimizando as taxas dos mineiros para transações de serviços.

Desvantagens da Lightning Network:

  • Embora a Lightning Network esteja desenvolvendo e implementando ativamente por mais e mais serviços, ela ainda está em estágio experimental.

  • A natureza P2P dos protocolos permite fazer apenas transações online, o que significa que o destinatário e o remetente devem estar na rede no momento do envio.

  • Existem preocupações com a segurança da rede porque tudo acontece em cima do Bitcoin e, portanto, a Lightning Network não usa o modelo de segurança Bitcoin fornecido pelos mineiros.

  • A alta probabilidade de centralização da rede, o nível de controle da rede por um jogador atingiu 64% da capacidade, o que é incrivelmente alto.

Em qualquer caso, o LN é um sistema real, capaz de lidar com o problema de escalabilidade do blockchain do Bitcoin.

Plasma

O Plasma é semelhante ao Lightning Network, exceto pelo Ethereum. Este é um sistema de contato construído sobre o blockchain principal. O contrato de rede raiz lida com apenas algumas obrigações de blockchains afiliados, que, como regra, podem lidar com uma grande quantidade de computação. As obrigações são periodicamente traduzidas das cadeias secundárias para a raiz. Pode-se dizer que o blockchain raiz desempenha o papel do juiz supremo de quem emana a autoridade dos tribunais subordinados.

Mas como os dados são transmitidos completamente apenas para aqueles que confirmam um determinado estado, os participantes devem monitorar de forma independente as cadeias de interesse para punir os fraudadores. No caso de um ataque, os participantes serão capazes de rápida e facilmente fazer uma saída em massa do blockchain da criança para a raiz.

Blockchains podem ser alinhados em uma estrutura de árvore hierárquica. Isso permite que você equilibre o sistema, torne os dados o mais acessíveis e seguros possível e reduza custos. A mineração é realizada com total confiabilidade apenas no blockchain raiz, e o restante recebe autenticação de dados dele.

Conclusão

A rede de Bitcoin e outras criptomoedas está crescendo rapidamente. Quanto maior a rede, mais nítido é o problema de escalabilidade. Revisamos os métodos populares de solução desses problemas. A comunidade está tentando encontrar soluções adequadas e novas ideias.

Uma das soluções mais bem-sucedidas e discutidas na mídia é a Lightning Network, cuja capacidade ultrapassou 700 BTC e o número de nós é próximo a 6.500, mas novos patamares obedecem à comunidade. Por exemplo, o tamanho máximo do bloco na rede Bitcoin SV já ultrapassou 128 MB e, em 2019, está previsto atingir o tamanho de 1 GB. Paralelamente, a implementação do SegWit continua.

Quanto ao que acontecerá a seguir, veremos, mas uma solução final para o problema de escalabilidade do Bitcoin não é esperada em um futuro próximo.