A Camada de Liquidação de Blockchain Maximamente Descentralizada

De Everett Muzzy e Mally Anderson

Encontrando o meio-termo

Este é o segundo artigo de uma série que explora o estado e o futuro da interoperabilidade e da funcionalidade de sidechain no ecossistema blockchain. Na primeira peça, Evitando a Balcanização Blockchain, examinamos a história e o estado atual do ecossistema da Web2 para identificar avisos e sinais de que a indústria de blockchain está em risco de caminhar para um estado semelhante de protocolos isolados e dados explorados.

Neste artigo, discutimos a importância de cultivar um meio-termo entre balcanização e maximalismo, e propomos a necessidade de uma camada de assentamento de base descentralizada ao máximo para ancorar todas as transações globais baseadas em blockchain.

Argumento Maximalista

Um tropo comum no ecossistema blockchain é o “maximalista”. Não importa a qual protocolo ou blockchain o termo se refere, o maximalismo é acompanhado por uma confiança inabalável de que há uma “guerra” entre os blocos de onde um blockchain emergirá dominante e todos os sistemas e aplicativos futuros serão construídos em cima desse protocolo. . O maximalismo não é um conceito novo para o mundo conectado à web. Tim Berners-Lee, criador da World Wide Web, preocupava-se com o papel da Internet na promoção do pensamento maximalista. Comparando-o com o oposto polar – pensamento intensamente granular e balcanizado – Berners-Lee advertiu contra ambos:

“Na verdade, existem duas perspectivas igualmente assustadoras. Por um lado, está a descida ao menor denominador comum, muitas vezes representado por fast food e desenhos animados americanos, com a perda de tudo o que é rico e diverso. Por outro lado, é um extremo de diversidade. Quando alguém puder filtrar e-mails para que possam ler apenas mensagens de pessoas que pensam as mesmas coisas estranhas que eles, e quando o que lêem na web eles só encontrarem seguindo links de sites do mesmo culto estranho, eles serão capazes de cavem-se em um buraco cultural tão profundo e tão íngreme que, quando eventualmente encontrarem fisicamente uma pessoa real na rua, a falta de entendimento comum será total, e a única forma de comunicação que resta será atirar neles? ” [Berners-Lee, 1996]

 

Não é exagero afirmar que o atual ecossistema blockchain é culpado de promover tanto a retórica maximalista quanto a balcanizada e, portanto, corre o risco de eventualmente se prender em uma ou outra. O maximalismo, em particular, é antitético à própria promessa da tecnologia blockchain – ou seja, a promessa de que partes exploradoras e centralizadas podem ser responsabilizadas e que os usuários podem votar para alterar as regras ou escolher outros métodos, se desejarem. Ainda em fevereiro deste ano, Andreas Antonopoulos alertou contra o maximalismo do blockchain (especificamente através das lentes do Bitcoin), sugerindo que o ecossistema ainda está longe de aceitar que o maximalismo não é saudável e, como será explorado, talvez impossível: “O momento Bitcoin torna-se a única escolha ”, argumentou Antonopolous,“ o nível de corrupção e abuso de poder que veremos na comunidade Bitcoin exigirá que construamos algo para interrompê-la … Se você apenas substituir a estrutura de poder tradicional banco central com uma estrutura de poder de Bitcoin-maximalistas-bilionários … isso [não] mudará nada ”[fonte].

Argumento de Acordo

O argumento que este artigo posiciona poderia ser melhor expresso como o argumento de liquidação. O argumento do acordo propõe um futuro no qual uma infinidade de blockchains operam lado a lado e em cooperação entre si para atender às necessidades de todos os tipos de casos de uso. A chave para o argumento do acordo é que uma infinidade de blockchains opera paralelamente e em cooperação entre si para atender às necessidades de todos os tipos de casos de uso. A chave para o argumento de liquidação é que um blockchain serve como a camada de liquidação global para todas essas transações de dados, não importa em qual blockchain elas ocorram. A camada de assentamento fornece uma “âncora” para o ecossistema, estabelecendo segurança inegável e finalidade objetiva deve qualquer coisa acontece em um blockchain diferente que requer arbitragem.

É importante notar que o argumento do acordo é não maximalista, embora posicione um blockchain como a cadeia raiz para o mundo. O maximalismo é definido por exclusão; ou seja, o ecossistema só é legítimo se um blockchain vencer. O argumento do acordo é definido pela interoperabilidade e inclusão; ou seja, o ecossistema só funciona se muitos tipos de blockchains coexistentes operarem no topo do maximamente descentralizado cadeia de raiz. Uma rede totalmente interoperável é maior do que a soma de suas partes constituintes, permitindo que os participantes ajustem e modelem o espaço da solução.

Qualquer cadeia ou protocolo que sirva como âncora para o ecossistema fornece segurança, imutabilidade e confiança para dar suporte a todo o sistema. A camada de assentamento fundamental pode ser comparada aos EUA Suprema Corte (em seu estado ideal): incorruptível, sempre disponível, resiliente e chamado apenas para servir como árbitro final. Essa metáfora é adequada por uma série de razões. Vários outros blockchains e soluções de escalonamento com suas próprias prioridades (por exemplo, privacidade para empresas ou velocidade de transferência para jogos e trocas) podem executar suas próprias funções diárias enquanto contam com a camada de mainnet segura e descentralizada – o verdadeiro Computador Mundial – somente quando eles precisam disso. A maior parte dos cálculos pode ocorrer nas outras camadas, assim como a maioria dos casos é resolvida em ações civis e tribunais estaduais, e escalada para arbitragem na corte suprema quando necessário. A finalidade e o acordo que esta camada do “supremo tribunal” fornece não são necessariamente rápidos, mas são genuínos e absolutos, garantindo a segurança de todos os participantes.  

 

 

Dados Globais

Buscar um ecossistema apoiado por uma camada de assentamento ao invés de um blockchain monolítico pode ser uma necessidade computacional em vez de uma preferência filosófica. Em outras palavras, o maximalismo pode, de fato, ser impossível de alcançar no futuro próximo. Atualmente, o tamanho do bloco de Bitcoin contém (em média) 1 MB de dados. Com o tempo de bloqueio médio do Bitcoin de 1 bloco a cada 10 minutos, são 144 MB de dados por dia armazenados / transacionados no blockchain do Bitcoin. Enquanto isso, quase 2,5 quintilhões de bytes de dados são criados globalmente todos os dias. Em 2020, cerca de 1,7 MB de dados serão criados a cada segundo por cada pessoa na terra. E nossa criação de dados não está diminuindo. A evolução da IoT e do aprendizado de máquina não só criará mais dados, mas mais rico dados que precisam de análise, organização e armazenamento adequados e robustos. Nos próximos anos, como estima-se que 4 bilhões dos 7,8 bilhões de pessoas do mundo que atualmente vivem sem uma conexão confiável à Internet (2016) se tornem cada vez mais conectadas, a criação de dados aumentará exponencialmente.

De acordo com Departamento do Tesouro dos EUA, A SWIFT direciona o movimento de cerca de US $ 5 trilhões por dia (US $ 1,25 quatrilhão por ano com cerca de 250 dias úteis por ano civil). Mesmo nessa fase inicial de adoção, o Bitcoin sozinho movimenta uma média de US $ 200 milhões por dia (com flutuações notáveis). Como uma camada de transação global 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem fronteiras com quase toda a população global eventualmente capaz de adotá-la como meio de pagamento ou SoV, não é difícil imaginar um futuro onde os pagamentos criptográficos rapidamente superem o SWIFT global (e CHIPS relacionados, Fedwire, etc.) volumes de pagamento por dia.

“Nenhum livro razão, não importa o quão rápido e escalonável seja, é capaz de, ou apropriado para, registrar todas as transações ou executar toda a lógica de negócios“ em cadeia ”entre as partes.” –John Wolpert, ConsenSys

 

Não é necessariamente esperado que cada grama de dados ou cada unidade de moeda seja eventualmente representada em um blockchain. Mesmo com uma fração dos dados e dinheiro futuros do mundo transacionados ou armazenados em um blockchain, no entanto, os requisitos de processamento e dados ultrapassarão rapidamente as velocidades atuais e os limites de bloqueio da maioria dos protocolos descentralizados – mesmo com mecanismos de escalonamento futuros. A grande quantidade de dados que nosso mundo terá de lidar em um futuro não muito distante exige que exploremos métodos mais robustos e sustentáveis ​​de tecnologia de contabilidade distribuída. A promoção de um futuro diversificado e interoperável, em vez de monolítico, garante que possamos continuar apoiando o aumento exponencial nas informações globais sem depender de um blockchain para escalar proporcionalmente à criação e transação de dados em todo o mundo.

Escolhendo uma camada de liquidação para um ecossistema blockchain interoperável

A escolha da camada base de assentamento certa para um ecossistema interoperável se resume basicamente a uma característica: descentralização. O perigo de até mesmo uma blockchain de liquidação de base moderadamente centralizada é que repetimos os mesmos erros da Web2, mas com consequências muito maiores. À medida que simbolizamos os ativos do mundo, por exemplo, casas financeiras e comerciantes com bons recursos não pouparão esforços ou despesas para manipular os mercados para ganho ou vantagem política. Não podemos ter mercados tokenizados com liquidez profunda da economia da próxima geração tão vulneráveis ​​quanto o foram na economia legada. Não podemos escolher outra coisa senão uma camada de confiança de base maximamente descentralizada como a camada de assentamento fundamental da economia global.

Outra maneira de pensar sobre a importância de uma camada de assentamento é como um caixa de velocidade para um ecossistema diversificado de camadas e blockchains que priorizam recursos diferentes. Assim como as engrenagens de um motor permitem que o motor opere em velocidades diferentes, várias camadas do ecossistema podem operar mais lentamente quando exigem descentralização máxima, até mesmo sistemas baseados em tecnologias de banco de dados de estilo mais antigo – podemos pensar nisso como primeira marcha – e maximizar taxa de transferência em velocidades mais altas, como as trocas que precisam processar muitos milhares de transações por segundo.

 

 

Escalabilidade e a camada de liquidação

Sobre o assunto de escalabilidade: os mecanismos da camada 2 e as cadeias laterais para otimizar a taxa de transferência ajudam a resolver o trilema de escalabilidade, um grande desafio para todos os blockchains. O trilema de escalabilidade dita que os sistemas descentralizados só podem priorizar no máximo duas das três propriedades a seguir: escalabilidade (desempenho de acordo com a velocidade e volume), descentralização e segurança.

Como podemos aumentar o rendimento da transação para muitos milhares de transações por segundo sem forçar cada nó a se tornar um supercomputador ou acomodar um volume insustentável de dados de estado? Soluções de curto prazo para a camada 2 do Ethereum – incluindo cadeias de plasma e canais de estado – podem melhorar o problema de escalabilidade a curto prazo, movendo alguns cálculos para fora da rede principal. Transações detalhadas ocorreriam nessas subcadeias e canais de estado, e apenas seus hashes seriam exportados para o mainchain. Podemos pensar nisso como um sistema de classificação. Um professor avalia um teste de acordo com quantas respostas cada aluno acertou ou errou, mas eles apenas inseriram a nota final do teste em seu livro de notas. No final do semestre, o professor calcula a média dessas notas de teste em uma nota final do curso e a arquiva com o reitor acadêmico, que podemos considerar como a camada de liquidação processando uma transação final no blockchain. As especificações do cálculo não são necessárias para ver ou compreender a figura final em hash.

Soluções mais abrangentes serão necessárias no longo prazo para espalhar mais da carga de trabalho de armazenamento de estado, processamento e fixação de transações em todos os nós de uma rede. Melhorar a escalabilidade com mecanismos em camadas como aqueles em andamento no Ethereum pode aliviar as limitações do trilema de escalabilidade para tornar a rede principal a melhor camada de liquidação viável para um ecossistema de blockchain interoperável e diverso.  

Favorecendo vivacidade e disponibilidade em vez de segurança e consistência no caso de uma divisão temporária da rede, apenas o Ethereum é suficientemente expressivo computacionalmente (excluindo Bitcoin) e suficientemente descentralizado para servir como a cadeia raiz que pode ancorar uma ampla variedade de diferentes tipos de arquiteturas de rede, de cadeias laterais Ethereum ligadas a plasma para jogos ou bolsas que podem processar uma taxa de transferência de 65.000 transações por segundo ou mais.

Quantificando a descentralização: transações descentralizadas por segundo

A descentralização é um conceito fundamental de blockchain, mas como realmente determinar ou quantificar a descentralização – e, consequentemente, como valorizar o potencial de um blockchain em relação a outro – é mais complicado. Atualmente, a taxa de transferência de transações por segundo é a métrica competitiva mais popular para comparar cadeias de blocos, mas essa ênfase na velocidade ignora a característica essencial da descentralização.

Em 2017 de Balaji Srinvasan Quantificando a descentralização, ele propôs o uso dos coeficientes de Gini e Nakamoto para anexar uma medida objetiva de descentralização a um blockchain. Ao aplicar a lógica de Srinvasan de medir características de blockchain comparáveis ​​(ou seja, descentralização de nó) e representá-la numericamente, propomos uma medição que podemos chamar de DTPS, ou transações descentralizadas por segundo. O objetivo do DTPS é fatorar a descentralização de um blockchain no debate do ecossistema de julgar o rendimento de transação de um blockchain em relação ao de outro. A afirmação de que “EOS pode processar 4.000 transações por segundo, mas Ethereum pode processar apenas 14” é frequentemente contestada, “mas a centralização do protocolo EOS coloca em risco a segurança e a governança”. Não existe, no entanto, uma maneira de fatorar todas essas informações em uma única estatística comparável que considere a descentralização quase objetiva com TPS objetivo.

DTPS é o produto de Transações por Segundo (TPS) multiplicado pelo “Quociente de Descentralização” (DQ).

DTPS = DQ * TPS

O DQ é uma medida que lembra o coeficiente de Nakamoto de Srinvasan em sua tentativa de quantificar as características de um blockchain (ou um sistema como o Visa) que significam descentralização. DQ pode ser medido entre 0 e 1, onde 1 representa totalmente descentralizado e 0 representa totalmente centralizado. O DTPS visa levar em consideração todas as transações que ocorrem em uma rede pública principal, bem como as transações que ocorrem em paralelo por meio de cadeias laterais, canais de estado e outros mecanismos de escalonamento ou taxa de transferência de transação.

O problema atual com o DTPS é a subjetividade da descentralização e das transações por segundo, especialmente no que diz respeito às soluções de escalonamento que não existem na rede principal. Este artigo, portanto, apresenta uma estrutura conceitual preliminar para DTPS e a posiciona como uma “medição em andamento”, com suposições notáveis ​​feitas nos cálculos a seguir. Convidamos o ecossistema a colaborar em maneiras de reunir, verificar e estabelecer fatores de descentralização mais quantificáveis ​​para chegar a uma abordagem acordada e definição de DTPS.

Se olharmos para DTPS na camada 1 ou mainnet pública de uma série de blockchains, começamos a ver a oportunidade e os desafios de definir a métrica. O TPS na rede principal é relativamente fácil de determinar. DQ, no entanto, é mais complexo e abrange muito mais variáveis. Observando apenas o número de nós e proprietários de carteira, podemos começar a determinar quais blockchains são mais descentralizados do que outros. Onde colocar esses blockchains em uma escala de 0 (totalmente centralizado) a 1 (totalmente descentralizado, um limite teórico ao invés de um benchmark realista), é (por enquanto) mais arbitrário. Por causa desta “medição em andamento”, vamos definir o Bitcoin – atualmente entendido como a rede mais descentralizada – como 0,8. A partir daí, podemos aproximar os DQs de outras cadeias de blocos: ETH = 0,7, LTC = 0,5, TRON = 0,3, XRP = 0,2, EOS = 0,1. Visa, por exemplo, teria um DQ (e, portanto, um DTPS) de 0. Com esses DQs arbitrários, obtemos um instantâneo do DTPS ao considerar apenas a camada 1:

DTPS = DQ * TPS

BTC = 0,8 * 7 = 5,6 DTPS

ETH = 0,7 * 15 = 10,5 DTPS

LTC = 0,5 * 56 = 28 DTPS

TRON = 0,3 * 1200 = 360 DTPS

XRP = 0,2 * 1000 = 200 DTPS

EOS = 0,1 * 4000 = 400 DTPS

VISA = 0,0 * 65.000 = 0 DTPS

 

Quando começamos a fatorar as soluções de escalonamento da camada 2 sendo desenvolvidas no topo dessas redes principais, chegamos a uma visão mais completa, mas (atualmente) mais subjetiva do DTPS. A subjetividade vem do TPS em desenvolvimento constante das soluções de dimensionamento da camada 2 que estão atualmente em andamento. Ao fatorar os números de TPS compreendidos / projetados de soluções de dimensionamento da camada 1 existentes, vemos um instantâneo diferente de DTPS:

DTPS = DQ * TPS

BTC = [0,8 * 7] + [0,8 * 300] = 245 DTPS

          = [Mainnet] + [Relâmpago]

ETH = [0,7 * 15] + [0,7 * 65.000] + [0,7 * 400] + [0,3 * 10] = 45.000 DTPS

          = [Mainnet] + [Plasma] + [Canais estaduais] + [Consórcio]

LTC = 0,5 * 56 = 28 DTPS

TRON = 0,3 * 1200 = 360 DTPS

XRP = 0,2 * 1000 = 200 DTPS

EOS = 0,1 * 4000 = 400 DTPS

 

As nuances das transações de escalonamento da camada 2 por segundo são apenas metade da entrada necessária para uma visão mais completa do DTPS. O Quociente de Descentralização (DQ) também precisa do compartilhamento de mentalidade do ecossistema para chegar a um número estabelecido de métricas que 1) possam ser reunidas de forma confiável e consistente, 2) significam um grau de descentralização e 3) podem ser (relativamente) igualmente comparados entre blocos. Srinvasan apresentou algumas dessas métricas na Quantificação da Descentralização, e acreditamos que há outras a serem consideradas também:

 

Se, como comunidade, o ecossistema do blockchain é capaz de concordar com medidas objetivas das métricas acima, podemos chegar a uma definição de DQ aceita que funciona em uma variedade de protocolos de blockchain.

O objetivo do DTPS não é estabelecer um blockchain como inteiramente “melhor” do que outro em todos os sentidos, mas sim oferecer ao ecossistema uma melhor compreensão de qual cadeia pode ser mais adequada especificamente para servir como a camada de assentamento de base de um ecossistema interoperável. Além disso, o DTPS fornece aos usuários uma compreensão mais completa das propostas de valor de diferentes sistemas ao considerar em qual cadeia executar uma função comercial, pessoal ou governamental. Ao estabelecer uma camada de liquidação de base na qual todas as transações de blockchain “ancoram” suas transações, o DTPS do ecossistema dispara e cresce exponencialmente com cada sidechain ou blockchain vinculado que está anexado a essa cadeia de raiz. O resultado é um ecossistema diversificado de blockchains, cada um talvez exclusivamente adequado para casos de uso específicos, mas todos igualmente seguros em seus DTPS.

Por que Ethereum

Devemos sempre imaginar e lutar por um futuro além dos limites da possibilidade, mas também devemos permanecer realistas sobre o futuro da tecnologia de blockchain. Continuar a focar no maximalismo não levará a indústria de blockchain emergente muito longe, e se as equipes de protocolo continuarem a se desenvolver umas contra as outras, em vez de em paralelo colaborativo entre si, chegaremos a um ecossistema de blockchain inseguro, insustentável e balcanizado que não atenderá sua tremenda promessa. A melhor resposta está no meio-termo: uma camada de liquidação de base programável e radicalmente descentralizada sobre a qual blockchains interoperáveis ​​podem acomodar casos de uso individuais sem comprometer as necessidades de segurança ou privacidade. Somente por meio da descentralização e da interoperabilidade um futuro movido a blockchain é verdadeiramente acessível. A camada de liquidação de base pode e deve ser o protocolo blockchain que surge como o mais descentralizado, programável e seguro. No estado atual do ecossistema, Ethereum surgiu como a opção mais adequada para o papel.

Notas de rodapé

1. As métricas e os números preenchidos nesta folha são preliminares e incompletos. Convidamos a comunidade a discutir a importância das métricas listadas, propor outras e começar a coletar dados para completar este gráfico.
2. Número de empresas (se houver) das quais o projeto depende. Além disso, a estrutura, localização e propriedade / fontes de financiamento das empresas.
3. A rede fica mais lenta ou congela se perder n% dos nós.

 

 

sobre os autores

Everett Muzzy

Everett é escritor e pesquisador da ConsenSys. Sua escrita apareceu em Hacker Noon, CryptoBriefing, Moguldom, e Coinmonks.

Mally Anderson

Mally é escritora e pesquisadora da ConsenSys. Sua escrita apareceu no MIT’s Journal of Design and Science, MIT’s Inovações, Quartzo, e Escudeiro.

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