O trilema das blockchains

Para este primeiro artigo, eu decidi trazer um assunto que pouco se fala, mas que influencia bastante não apenas o surgimento de novas blockchains como, também, diversas melhorias nas blockchains já existentes: o trilema das blockchains!

Mas o que é o trilema das blockchains?

As blockchains públicas possuem três pilares desejáveis no seu desenvolvimento: descentralização, escalabilidade e segurança. O trilema nos diz que uma blockchain só é capaz de atingir excelência em dois desses pilares – e o terceiro fica a desejar. Por exemplo, é possível que uma blockchain seja altamente descentralizada e segura, mas ela não será altamente escalável. Ou pode ser descentralizada e altamente escalável, mas, para isso, terá que abrir mão da sua segurança.

Vamos entender um pouco mais sobre esses três conceitos? 

Descentralização

Um dos principais alicerces das blockchains, a descentralização é uma das (senão a mais) desejada característica de uma blockchain. Ela permite que as transações sejam iniciadas por qualquer pessoa e validadas por um consenso dos diversos participantes (nós) da blockchain. Isso tende a garantir a autonomia da rede em relação a uma entidade única centralizadora. A descentralização também pode se aplicar à distribuição geográfica dos  participantes, que não possuem restrições de fronteiras, possibilitando que, caso algo ocorra em um determinado local do planeta, a blockchain deve permanecer operacional. 

Comparando com os demais pilares, uma blockchain altamente descentralizada tende a contribuir positivamente com a sua segurança, porém, a escalabilidade tende a ficar comprometida.

Segurança

A segurança foca proteger a blockchain de possíveis ataques que podem vir de uma manipulação das transações, dos famosos hacks e da possibilidade de uma transação ser computada mais de uma vez.

Um dos ataques mais conhecidos é o de comprometer 51% da rede, o que permite que o consenso seja alcançado na manipulação dos dados. Nesse cenário, quanto mais descentralizada a rede, maior a dificuldade de comprometer 51% da mesma, o que aumenta sua segurança.

Por outro lado, o acréscimo de camadas de segurança faz com que as transações sejam mais lentas, o que compromete sua escalabilidade. 

Escalabilidade

Por último, e não menos importante, vem a escalabilidade. O conceito remete à capacidade da blockchain de processar um grande volume de transações. Isso normalmente está associado à métrica de quantas transações por segundo (TPS) a blockchain é capaz de processar.

Para atingir uma capacidade alta de escalabilidade, a blockchain pode abrir mão de mecanismos de segurança ou ter um número menor de nós (mais centralizados) para validar as operações. 

E como ficam as blockchains?

Em uma primeira instância, pode parecer que a escalabilidade é a grande vilã do “trilema”, porém, levando em consideração que o Bitcoin tem a capacidade de realizar 7 transações por segundo e a VISA consegue processar 24 mil no mesmo tempo, fica claro que a escalabilidade é extremamente necessária para que as blockchains possam ser utilizadas no dia a dia de boa parte da população.

E como se classificam algumas blockchains em relação ao “trilema”?

• ⬆️Descentralização, ⬆️Segurança, ⬇️Escalabilidade: Bitcoin, Ethereum
• ⬆️Descentralização, ⬇️Segurança, ⬆️Escalabilidade: Bitcoin Cash, Litecoin
• ⬇️Descentralização, ⬆️Segurança, ⬆️Escalabilidade: Solana, XRP

Em busca de soluções

Na busca para resolver o “trilema” das blockchains, inúmeras inovações e blockchains surgiram ao longo dos anos.

Provas de consenso

A prova de consenso, método utilizado para comprovar que uma transação é válida, pode ser bastante custosa em termos de processamento, impactando a capacidade de escalabilidade da blockchain. Assim, não é nenhuma surpresa que diversas alternativas surgiram visando melhorar a escalabilidade sem comprometer a segurança nem a descentralização.

Uma das provas mais utilizadas hoje em dia é a Proof of Stake (PoS) e suas variantes. Cardano, Polkadot, Cosmos e mais recentemente, Ethereum são exemplos de blockchains que aderiram ao Proof of Stake. Algorand faz uso de uma variante chamada Pure Proof of Stake e TRON implementa Delegated Proof of Stake. Esta prova de consenso abriu espaço para uma nova modalidade de investimento crypto chamada staking. Para saber mais sobre staking, confira nosso artigo “O que é staking?”

Além da Proof of Stake, temos também outras provas de consenso, como a Proof of History e a Proof of Authority.

Ethereum Killers

Algumas blockchains foram apelidadas de “Ethereum Killers”, blockchains que teriam o potencial de desbancar a popularidade do Ethereum, apresentando soluções que permitissem uma blockchain mais escalável. E com essas blockchains, surgem novas abordagens para resolver o trilema das blockchains. 

Avalanche, por exemplo, inova sendo uma rede de blockchains dividida em três partes: uma blockchain cuida dos contratos inteligentes, outra dos ativos ofertados na blockchain e uma terceira responsável por staking e possíveis subredes.

Polkadot, por sua vez, se prontifica a ser uma blockchain de blockchains, onde uma rede primária é responsável pela segurança e interconectividade das diversas blockchains (chamadas de parachains) implementadas sobre ela. Caso tenha interesse em saber mais sobre Polkadot, confira nosso artigo “O que é Polkadot?”

Layer 2

Mas nem só de redes novas vive o universo crypto. Bitcoin e Ethereum também tiveram evoluções com o intuito de remediar suas deficiências em relação ao trilema das blockchains, entre elas, a introdução das Layer 2. O conceito de Layer 2 nada mais é do que uma blockchain construída em cima da blockchain original. Com isso, ela pode desafogar as demandas da rede em que foi construída, além de prover funcionalidades adicionais.

No Bitcoin, tivemos a introdução da Lightning Network, uma camada de protocolo de pagamentos que estabelece canais de pagamentos entre usuários e permite transações instantâneas e sem taxas.

Já na rede Ethereum, temos uma grande diversidade de implementações de Layer 2: de Polygon até a guerra das rollups (Optimistic vs ZK). Para maiores informações sobre as Layer 2 da rede ethereum, não deixe de conferir o excelente relatório elaborado pela nossa equipe de Research.

Considerações finais

Existem diversas outras evoluções que não cobrimos neste artigo (SEGWIT, Sharding…). Porém, como pudemos ver, o trilema das blockchains está presente desde dos primórdios das blockchains e até hoje continua estimulando evoluções nas redes até que o trilema seja plenamente resolvido. E não tenha dúvida, ele será resolvido! Se será pelas evoluções das Layers 2, pelo roadmap eterno da Ethereum, pela popularização da computação quântica ou por algo que nós ainda nem imaginamos, nós ainda não sabemos, mas chegará o dia em que o trilema das blockchains nada mais será do que uma página nos anais da história. Até lá, que ele continue desempenhando seu papel de inspirar tantas mentes ao redor do mundo em busca da sua solução!

Caso queira discutir sobre o assunto, sinta-se à vontade para se juntar à nossa comunidade no Discord.

Alan M. da Silva
Criptoentusiasta, cientista da computação em uma outra encarnação, Proud Product Manager, wannabe hiperglota, sósia do Hagrid, rubro-negro de batismo (literalmente) e hardcore nerd/geek/otaku nas horas vagas.