Avaliação da pesquisa de descentralização de Blockchain

Parte 3 da ConsenSys Research Interoperability Series. Apresentado originalmente como uma palestra no Devcon V, este artigo identifica e quantifica métricas de descentralização na rede principal Ethereum com visualizações e dados robustos.

De Everett Muzzy e Mally Anderson

A Importância da Descentralização

Esta é a terceira parte de uma série que explora o estado e o futuro da interoperabilidade e descentralização no ecossistema blockchain. Neste artigo, descompactamos e examinamos as dimensões e a importância da descentralização. Em nosso último artigo, apresentamos o argumento de Ethereum para servir como a camada de assentamento base do futuro ecossistema Web3 com blockchain. Nosso argumento, em resumo, foi que nem todo blockchain precisará priorizar descentralização. Em vez disso, o futuro da Web3 será pluralista; composto por uma infinidade de blockchains com vários graus de descentralização, privacidade, confidencialidade, funcionalidade, etc. O que todos esses blockchains devem compartilhar, no entanto, é uma ‘âncora’ para uma camada de confiança de base – em outras palavras, uma plataforma de liquidação global para que todas as outras cadeias podem exportar seus estados em intervalos periódicos. Esta camada de confiança de base forneceria segurança irrevogável e finalidade para todo o ecossistema do blockchain, concedendo a outros protocolos construídos sobre ela a capacidade de maximizar funcionalidades específicas, mesmo que exijam um compromisso na descentralização (e, portanto, na segurança). 

Para que essa visão se manifeste, no entanto, o ecossistema de blockchain deve decidir coletivamente construir em cima de qualquer protocolo que possa provar ser o maioria descentralizado. Iniciamos esse esforço propondo e explorando primeiro uma nova medida comparativa chamada Transações Descentralizadas por Segundo, ou DTPS, como uma alternativa ao throughput. Descrevemos essa abordagem em nosso artigo anterior. Conforme procuramos medir as transações dos protocolos existentes por segundo e a extensão atual da descentralização, no entanto, percebemos que comparar a maioria das métricas de descentralização entre os protocolos é como comparar maçãs e laranjas, e sem dúvida nenhum protocolo hoje é suficientemente descentralizado e construído para servir como essa camada de assentamento de base. Afinal, todo o ecossistema do blockchain é bastante jovem e leva tempo para criar efeitos de rede e escalonar protocolos. Portanto, alteramos nossa pesquisa. Em vez de perguntar qual protocolo pode provar a si mesmo agora para sermos mais descentralizados, queríamos fazer a pergunta: “O que o evolução de descentralização parecem em diferentes protocolos ao longo do tempo para indicar qual vontade ser o mais adequado? ” Começamos nos concentrando em Ethereum. 

Então: do que realmente falamos quando falamos de descentralização? Como podemos medir objetivamente sua extensão e monitorar sua evolução ao longo do tempo? Obviamente, não é uma condição binária de ser ou não, mas um processo muito complexo e emergente que mudará à medida que a rede crescer. Que dados podemos medir objetivamente? O que podemos medir objetivamente no Ethereum agora e observar as mudanças ao longo do tempo? O que está realmente acontecendo na mainnet e o que isso nos diz sobre o progresso que estamos fazendo ou não?

Depois de chegar à nossa abordagem, decidimos responder a algumas perguntas muito específicas: 

  1. O Ethereum está realmente ficando mais descentralizado com o tempo?
  2. Existem métricas que mostram que a rede está ficando mais centralizada?
  3. Os dados revelam áreas que precisamos nos concentrar em abordar ou alterar?
  4. Dadas as tendências que estamos observando, podemos fazer previsões significativas sobre o futuro?
  5. Quais dessas métricas podemos comparar entre os protocolos?

Subsistemas da Arquitetura da EthereumFigura 1: Os subsistemas da arquitetura do Ethereum que afetam sua descentralização

Metodologia: Subsistemas de Descentralização

Nossa abordagem para medir a descentralização do Ethereum ao longo do tempo começou com a determinação de quais elementos da arquitetura do Ethereum – tanto dentro quanto fora da cadeia – impactam mais significativamente sua descentralização. Nós identificamos 19 subsistemas chave espalhados por 4 categorias a serem investigadas nesta fase da pesquisa (Figura 1), tentando ancorar nossas conclusões em dados on-chain, tanto quanto possível. É importante observar que omitimos alguns pontos de dados que consideramos importantes, mas não estavam na cadeia ou necessariamente quantificáveis ​​- incluindo conceitos como a força & distribuição de redes de energia nas quais os nós são executados e as jurisdições legais e a estabilidade relativa dos países nos quais um grande número de nós estão hospedados. 

Há outras pessoas falando em medir a descentralização e / ou o nebuloso conceito de descentralização em si, e temos tentado situar nossa abordagem e nossas conclusões dentro da discussão existente. Angela Walch, por exemplo, critica o uso excessivo do ecossistema do blockchain da palavra ‘descentralização’ sem ter uma definição específica. Ela argumenta que a imprecisão do termo está começando a se infiltrar nas decisões legais e regulatórias. Quando se trata de definir e medir a descentralização, no entanto, ela alerta contra uma armadilha chamada “Lei de Medição de Gresham”, que afirma que “métricas quantitativas fáceis de calcular tendem a obstruir avaliações mais relevantes, mas difíceis de medir.” Ela vai mais longe, afirmando que “sucumbir à Lei da Medição de Gresham significa permitir que a mensurabilidade supere o significado. Em outras palavras, métricas quantitativas facilmente calculadas podem fornecer a ilusão de mensurabilidade, embora na realidade não sejam significativas ”(nota de rodapé 1).

Reconhecemos que algumas métricas que exploramos neste artigo – por exemplo, percentuais de detenção de tokens entre baleias (grandes detentores de ETH) – podem não ser consideradas a medida mais importante ou reveladora de descentralização. Onde encontramos os verdadeiros vetores de poder nas redes de blockchain são provavelmente em áreas mais ambíguas, como as relações entre os principais desenvolvedores e as principais mineradoras. Uma relação, no entanto, é difícil de quantificar, e ainda acreditamos que há utilidade em começar do zero e quantificar o máximo possível, por isso temos pontos de partida objetivos para aqueles estudos mais difíceis e diferenciados..

Para o máximo de pontos de dados que pudemos, rastreamos sua evolução trimestre a trimestre o mais longe possível – muitos desde os primeiros dias do Ethereum por meio da adoção gradual, especulação galopante, os grandes hacks, CryptoKitties, a bolha do início de 2018 , e correção de curso subsequente em 2019. Muitos dos dados neste artigo são fornecidos por Alethio, uma empresa de análise de dados que fornece acesso e análise em tempo real da atividade Ethereum na rede. Os gráficos neste artigo podem ser encontrados em Tableau público de Alethio, no painel “Medindo a descentralização”.

Ecossistema

Crescimento da conta: total vs. ativo

Gráfico 1: Crescimento total da conta v. Crescimento do endereço ativo | 2015 - 2019Gráfico 1: Crescimento total da conta v. Crescimento do endereço ativo | 2015 – 2019

O Gráfico 1 mostra o crescimento das contas da rede Ethereum. O eixo x é o tempo (representado trimestre a trimestre a partir de 2015) e o eixo Y mostra o número de endereços. A linha azul mostra o crescimento cumulativo em todos os endereços criados na rede ao longo do tempo, e a linha vermelha mostra o número de endereços ativos ao longo do tempo. “Endereços ativos” são definidos como o número de endereços distintos que transacionaram ou fizeram ligações contratuais pelo menos uma vez naquele trimestre.

Como esperado, a linha azul demonstra um aumento constante no número de endereços na rede Ethereum. Vemos endereços ativos, no entanto, mais ou menos achatando após a bolha do quarto trimestre de 2017 (nota de rodapé 2). A história imediata que esse gráfico conta pode ser que as pessoas estão simplesmente usando menos a rede depois da bolha, já que o número de endereços ativos ficou mais ou menos estável nos últimos trimestres, apesar de um crescimento nos endereços gerais.

Gráfico 2: Número de transações & amp; Chamadas de contrato | 2015 - 2019Gráfico 2: Número de transações & Chamadas de contrato | 2015 – 2019

Além disso, quando olhamos para o número de transações e chamadas de contrato ao longo do tempo (Gráfico 2), vemos o número acumulado de registros trimestre a trimestre mais ou menos alinhado com o número de endereços ativos que vimos no Gráfico 1, incluindo o aumento recente no segundo trimestre de 2019. O que isso pode indicar, embora exija mais pesquisas para confirmar, é que vemos um nível consistente de atividade, apesar do crescimento no número geral de endereços. Em outras palavras, o número de pessoas “ativas” na rede permanece bastante consistente, e elas estão negociando uma quantidade bastante consistente trimestre a trimestre. 

Existem duas maneiras de examinar essa possível conclusão. Em primeiro lugar, pode-se argumentar que aponta para a utilidade contínua do Ethereum, bem como a resiliência dos participantes da rede comprometidos em usar o Ethereum, mesmo em face das flutuações de preços. Em segundo lugar, pode-se argumentar que indica um ponto consistente de centralização na rede Ethereum, com a maioria das atividades contando com um grupo relativamente pequeno de usuários que mantêm transações ao longo do tempo. Precisamos investigar quantos desses endereços ativos são usuários repetidos em comparação com usuários únicos da rede para entender melhor o que esses dados significam em termos de descentralização.

Crescimento da conta: total vs. diferente de zero

Gráfico 3: Crescimento total da conta x Crescimento da conta diferente de 0 | 2015 - 2019Gráfico 3: Crescimento total da conta x Crescimento da conta diferente de 0 | 2015 – 2019

O gráfico 3 mostra o crescimento da conta ao longo do tempo pelo total de endereços (linha cinza) ao lado do crescimento de endereços que possuem um saldo ETH “significativo diferente de zero” (linha laranja). Não pensamos que teríamos uma visão adequada das coisas se olhássemos para endereços com um saldo ETH absoluto 0, então definimos o limite pela taxa média de transação na ETH em 2019. Todas as contas com saldo menor do que esse são consideradas saldo zero, pois é improvável que eles consigam cobrir a taxa do gás para executar uma transação (nota de rodapé 3).

O gráfico 3 mostra um aumento linear razoavelmente constante em endereços diferentes de zero trimestre a trimestre, sem grandes solavancos, mesmo durante flutuações de preços dramáticas. Esses dados não necessariamente comprovam que houve um aumento constante do número de portadores de ETH, pois os endereços são pseudônimos, mas não é uma conclusão distante. Essa é uma boa notícia para a descentralização da Ethereum, sugerindo que podemos esperar um número consistentemente crescente de titulares de ETH na rede ao longo do tempo, mesmo em face da volatilidade dos preços. Além disso, poderíamos sugerir que o delta crescente entre os endereços diferentes de zero e os endereços totais é cada vez mais composto por endereços de contrato inteligentes. Esta evolução pode indicar que a rede ainda está sendo usada como um meio de transação ponto a ponto direta e interação dapp (ou seja, as ações que exigem um saldo ETH positivo), mas também está sendo cada vez mais usada para a funcionalidade de contrato inteligente. No geral, isso indicaria que a Ethereum tem apoiado tipos mais diversos e, portanto, mais descentralizados de lógica de negócios na cadeia ao longo do tempo.

Crescimento em DEXs e DeFi

Gráfico 4: Uso de Defi | 2015 - 2019Gráfico 4: Uso de Defi | 2015 – 2019

Finanças Descentralizadas (DeFi), também chamadas de Finanças Abertas, foram uma área importante de crescimento no ecossistema de blockchain no último ano. O termo “DeFi,” no entanto, baseia-se na suposição de que os protocolos, dapps e a lógica sobre os quais esses instrumentos financeiros estão sendo construídos são, eles próprios, descentralizados. Não é suficiente apenas alegar que qualquer ferramenta financeira em um blockchain é descentralizada. 

O gráfico 4 acima mostra a porcentagem cumulativa de endereços no Ethereum que transacionaram com um protocolo Defi (incluindo DEXes) ao longo do tempo. Por exemplo, no segundo trimestre de 2019, todos os endereços desde 2015 que interagiram com uma plataforma Defi representaram 0,69% de todos os endereços no Ethereum naquele trimestre (~ 88 milhões). Este gráfico parece mostrar o uso de Defi como uma porcentagem diminuindo ao longo do tempo, sugerindo que a adoção de Defi não está crescendo na mesma taxa que o número de novos endereços de rede. Essa conclusão, no entanto, não se alinha com o que podemos observar anedoticamente sobre a adoção do DeFi pelo ecossistema, então olhamos os dados de uma maneira diferente.

Gráfico 5: Uso de Defi, dividido entre uso DEX (parte superior) e uso não-DEX Defi (parte inferior) | 2015 - 2019Gráfico 5: Uso de Defi, dividido entre uso DEX (parte superior) e uso não-DEX Defi (parte inferior) | 2015 – 2019

Quando dividimos o gráfico para mostrar o uso de DEX em comparação com o uso de outra plataforma Defi, vemos uma história diferente. Os gráficos de barras no Gráfico 5 mostram a mudança no uso de câmbio descentralizado (DEX) (em vermelho) e Defi (laranja) ao longo do tempo. Assim como no Gráfico 4, as barras mostram o número acumulado de endereços Ethereum que participaram de um contrato DEX ou Defi. Por exemplo, no segundo trimestre de 2019, todos os endereços desde 2015 que interagiram com uma plataforma não DEX Defi representaram 0,018% de todos os endereços no Ethereum naquele trimestre (nota de rodapé 4).

Se olharmos apenas o gráfico DEX (vermelho), vemos um declínio no uso de DEX na rede Ethereum ao longo de 2018 e 2019, após a bolha de preços. No grande esquema das coisas, a redução é pequena (apenas décimos de uma casa decimal). A diminuição no volume provavelmente tem a ver com o número decrescente de transações no mesmo período (como veremos em um gráfico posterior, o número de chamadas de transações no Ethereum caiu desde os máximos do início de 2018) e o número crescente de novos endereços em Ethereum.

No entanto, quando olhamos para o crescimento e adoção de Defi não DEX (laranja), vemos que a interação das pessoas com uma diversidade crescente de aplicativos Defi está aumentando dramaticamente. Essas tendências opostas ao longo do tempo merecem mais análise, mas sugerem que no início do ecossistema Defi, o acesso a aplicativos descentralizados relacionados a finanças era amplamente restrito a DEXes. Agora, com mais opções de Defi, as pessoas estão diversificando suas atividades financeiras nas plataformas Web3. Embora o uso de DEX esteja diminuindo, as pessoas ainda estão colocando seu ETH para uso em um campo de jogo descentralizado, sem serem forçados a passar por grupos centralizados.

No geral, portanto, podemos dizer que, embora o uso de Defi como um todo tenha diminuído nos últimos trimestres em relação ao número crescente de endereços Ethereum, essa redução se deve em grande parte a uma diminuição no uso de DEX, especificamente. Vemos que o uso não-DEX Defi aumentou dramaticamente no período. Como os DEXes existem há muito mais tempo, eles têm uma base de usuários maior e distorcem os dados para sugerir um declínio no uso do Defi. Na realidade, a mais nova onda de Defi introduziu uma série de novos protocolos e a adoção está aumentando. De uma perspectiva de descentralização, isso significa que o ecossistema está geralmente se movendo em direção a um número maior de casos de uso ativos, dapps e contratos inteligentes. Mais opções para as pessoas executarem finanças descentralizadas significam menos pontos centrais de falha para o ecossistema.

Tokens / moedas

10, 100, 1000 principais

Gráfico 6: Propriedade da ETH, percentagem do total | 2015 - 2019Gráfico 6: Propriedade da ETH, percentagem do total | 2015 – 2019

O gráfico 6 ilustra a propriedade da ETH dos 10 principais endereços (vermelho), 100 (amarelo) e 1000 (verde) em comparação com o fornecimento restante (cinza) ao longo do tempo, todos os quais são demonstrados como uma porcentagem do fornecimento cumulativo total a partir daquele trimestre.

A história que este gráfico conta é bastante visível. Os 10 e 100 principais endereços da rede Ethereum estão detendo uma porcentagem cada vez menor do total da ETH ao longo do tempo. Essa tendência de queda pode ser apenas o resultado passivo do aumento da oferta diluindo a porcentagem das principais baleias, mas a tendência ainda é significativa para a descentralização geral da propriedade. Curiosamente, os 1000 principais endereços tiveram um aumento recente em sua participação percentual do fornecimento total de ETH. Algumas das contas maiores das 10 e 100 principais possivelmente foram “empurradas” para as camadas mais baixas nos últimos trimestres, o que poderia ser responsável pelo recente aumento na porcentagem geral da ETH pertencente às 1000 contas principais.

Olhando para a tendência geral desde 2015, vemos que a propriedade da ETH está se tornando mais dispersa entre os endereços. Não podemos necessariamente presumir que mais endereços com quantidades menores de ETH significam mais novos indivíduos exclusivos participando da rede (os endereços são pseudônimos). No entanto, vemos o número de endereços diferentes de zero aumentando (Gráfico 3) e a concentração dos 10 e 100 principais diminuindo ao longo do tempo. Isso pode sugerir que – ao contrário da narrativa popular – a bolha da criptografia não foi esmagadoramente seguida por baleias e detentores que compraram a criptografia em baixas históricas apenas para lucrar com o aumento do mercado eventual. Em vez disso, os números negativamente correlacionados podem sugerir que mais e mais pessoas novas começaram a acumular ETH em uma taxa constante após o estouro da bolha, o que, junto com a crescente circulação de ETH, reduziu a concentração percentual de detentores de baleias.

Com o ecossistema tão jovem como é, a concentração desigual de riqueza tão cedo não é necessariamente uma grande bandeira vermelha para a descentralização a longo prazo. É aqui que voltamos à nossa metodologia de abordagem da quantificação da descentralização. Em vez de tentar avaliar hoje se a propriedade simbólica da Ethereum é ou não “descentralizada o suficiente” para desempenhar certas funções nas finanças, governo, negócios, etc., em vez disso, olhamos para a tendência ao longo do tempo, que está se movendo em uma direção encorajadora.

Olhando para o futuro, no entanto, a concentração de ETH nas mãos de alguns se torna uma preocupação quando a rede muda para um algoritmo de consenso de Prova de Participação (PoS) em 2020 com o lançamento do Ethereum 2.0. Em PoS, a influência na rede torna-se mais correlacionada com a propriedade de ETH, mas, em teoria, possuir a quantidade de ETH necessária para se tornar um staker ainda é uma barreira menor para a entrada do que se tornar um minerador. À medida que a cadeia de Beacon se torna mais funcional e o PoS substitui o Proof-of-Work (PoW), será importante estar atento para a concentração do poder de piquetagem nas mãos de alguns.

Valor circulante do token em ETH

Gráfico 7: Volume de circulação ETH vs. Volume de circulação ERC-20 | 2015 - 2019Gráfico 7: Volume de circulação ETH vs. Volume de circulação ERC-20 | 2015 – 2019

O gráfico 7 mostra o volume circulante de ETH (linha verde & valores no eixo y esquerdo) representados graficamente ao lado do volume de circulação de tokens ERC-20 selecionados (gráfico de barras), que é mostrado como valor em ETH (valores no eixo y direito). 

A linha verde neste gráfico mostra a quantidade total de ETH em circulação, ou seja, ETH se movendo entre os endereços, trimestre a trimestre. É essencialmente correlacionado ao preço da ETH, com o pico na circulação da ETH alinhando-se com a alta do preço no final de 2017 / início de 2018. O gráfico de barras mostra o volume de alguns tokens ERC-20 significativos circulando trimestre após trimestre. O volume de token é representado em unidades ETH, arrecadado da quantidade de ETH que foram negociadas trimestre a trimestre (nota de rodapé 5). Os tokens que medimos são os 10 principais por capitalização de mercado, mais alguns outros interessantes ou notáveis ​​que consideramos valiosos, como DAI, 0x, Matic e Loom. 

O objetivo deste gráfico era ver se a atividade na rede está se tornando mais diversa tanto da perspectiva da utilidade quanto da especulação. O que isso mostra é que, apesar de um preço de ETH relativamente estagnado recentemente, o valor de ETH em tokens em circulação está aumentando dramaticamente. Não apenas o valor circulante dos tokens está aumentando, mas a diversidade e a participação no mercado dos tokens também estão aumentando, sugerindo que os usuários estão usando mais tokens ERC-20 e fazendo mais com eles em toda a linha. É particularmente importante destacar as quatro stablecoins que aparecem no gráfico de barras nos últimos trimestres. Os Stablecoins não oferecem oportunidade de especulação, reforçando nossa conclusão de que o crescimento no valor ETH e na diversidade dos tokens ERC20 nos últimos trimestres se deve à diversificação de suas atividades na rede. Isso significa que as pessoas têm mais opções, que a atividade de rede não está contida em apenas alguns protocolos e que a rede está se descentralizando continuamente ao longo dessa métrica.

Protocolo

Piscinas de mineração e mineradores

Gráfico 8: Produção de blocos de mineração e payout de mineração em porcentagens dos totais | 2015 - 2019Gráfico 8: Produção de blocos de mineração e payout de mineração em porcentagens dos totais | 2015 – 2019

O gráfico 8 mostra a concentração crescente de pools de mineração ao longo do tempo, medida pela porcentagem da produção total do bloco (gráfico superior) e porcentagem do total de endereços pagos por trimestre (gráfico inferior). Em cada gráfico, cada cor corresponde ao mesmo reservatório de mineração – por exemplo, as barras verdes na parte inferior de cada gráfico são todas Ethermine.

O gráfico superior mostra a porcentagem de blocos pelos quais cada minerador foi responsável trimestre após trimestre. Os maiores produtores são as piscinas de mineração. No terceiro trimestre de 2019, por exemplo, vemos que Ethermine foi responsável por 23,80% dos blocos minerados por piscinas de mineração naquele trimestre, ante 12,45% no terceiro trimestre de 2016.

O gráfico inferior mostra –– dos endereços na cadeia que são recompensas de mineração pagas –– por qual porcentagem desses pagamentos cada pool de mineração foi responsável. É importante observar que esses dados são particularmente perspicazes apenas para pools de mineração que pagam endereços de mineração diretamente para os endereços na cadeia dos usuários. Os pools de mineração que pagam aos mineiros por meio de depósito direto ou outros métodos fora da cadeia não podem ser rastreados neste pool de dados.

Com o tempo, vemos que quatro piscinas começaram a dominar a paisagem de piscinas de mineração: Ethermine, F2Pool, SparkPool e NanoPool. Coletivamente, eles superaram concorrentes anteriores como MiningPoolHub e DwarfPool1 no ano passado. Hoje, esses quatro pools principais respondem por mais de 72% da produção de blocos trimestral e pagam a mais de 83% dos mineiros em pools de mineração.

Em particular, os dados mostram um domínio potencialmente preocupante na produção de blocos entre Ethermine e Sparkpool, que hoje respondem por pouco menos de 50% dos blocos produzidos por trimestre. Juntas, Ethermine e Nanopool pagam a quase 70% dos mineiros da rede.

Gráfico 9: Relacionamento do minerador com pools de mineração, visualizado por pagamentos | 11/03/19Gráfico 9: Relacionamento do minerador com pools de mineração, visualizado por pagamentos | 11/03/19

A concentração de influência entre alguns reservatórios de mineração certamente não é ideal, mas não é necessariamente uma grande preocupação. Os mineiros são supostamente agnósticos; eles migrarão para qualquer grupo que ofereça os melhores incentivos. Se assumirmos um comportamento racional por parte dos mineiros, se um único pool atingir um hashrate próximo a 50% ou visivelmente conspirar com outros pools para montar um ataque de 51%, os mineiros abandonariam esses pools para proteger suas receitas.

Queríamos testar essa suposição, então visualizamos os relacionamentos dos mineiros com diferentes pools. Extraímos os dados das transações de pagamento de todos os pools de mineração para o período de 24 horas de 3 de novembro de 2019. No Gráfico 9, cada um dos círculos coloridos e densos em torno das bordas representa um endereço de pool de mineração, com o agrupamento de pontos ao seu redor mostrando os endereços que receberam um pagamento. Os pontos vermelhos no centro receberam recompensas de mineração de mais de um pool de mineração (o tamanho de cada ponto vermelho se correlaciona com o número de pagamentos). Podemos ver que, em comparação com o número de mineiros em cada piscina, a taxa de sobreposição é baixa, mas ainda indica que há mineiros apenas neste período de 24 horas, que por um motivo ou outro não permaneceram ‘leais’ a apenas um piscina.

Este é um novo conjunto de dados e precisará de mais investigação para determinar o quão agnósticos os mineiros realmente são ao longo do tempo.

Gráfico 10: Número de mineiros e reservatórios de mineração | 2015 - 2019Gráfico 10: Número de mineiros e reservatórios de mineração | 2015 – 2019

Por enquanto, ainda estamos assumindo que a concentração de influência entre alguns reservatórios de mineração certamente não é ideal, mas que os mineradores podem ser considerados agnósticos.. 

No entanto, o número de reservatórios de mineração e mineradores ao longo do tempo – conforme mostrado no Gráfico 10 – demonstra um declínio distinto em ambos no ano passado. O gráfico mostra a mudança no número de mineiros (linha vermelha e eixo y esquerdo) ao lado do número de pools de mineração (linha laranja e eixo y direito). Desde a bolha do mercado, ambos caíram – em particular, o número de mineradores que mantêm a rede por meio de pools de mineração. Em suma, o que isso significa é que menos mineradores estão ativos em menos pools de mineração e menos pools de mineração são responsáveis ​​pela manutenção da rede.

Como uma observação lateral, é importante enfatizar novamente que o número de mineradores neste gráfico não é um número exato de atores do reservatório de mineração. Identificamos o número de mineiros em pools de mineração com base nos endereços de pagamento na cadeia. Alguns pools de mineração pagam seus mineiros fora da cadeia por meio de métodos tradicionais, como depósitos bancários, e não podemos contabilizar esses mineiros (portanto, o número pode ser maior ao considerar os mineiros não contabilizados). Por outro lado, como rastreamos os dados trimestre a trimestre, é possível que tenhamos capturado alguma duplicação. Os mineiros representados por aqueles pontos vermelhos no gráfico anterior seriam considerados como dois mineiros neste trimestre de 2019 (portanto, o número poderia ser menor se permitirmos a contagem duplicada).

No geral, os pools de mineração são uma área de crescente centralização na rede Ethereum. Preços de ETH mais baixos, recompensas de bloco reduzidas e um hashrate bastante estagnado significam que menos mineiros são incentivados a aderir à rede, e as leis de eficiência concentraram a influência sobre a rede nas mãos de menos pools de mineração. 

A mudança para o PoS no próximo ano irá redefinir, ou pelo menos redefinir, essa área de centralização. Até então, é prudente para o ecossistema Ethereum ficar de olho na concentração de reservatórios de mineração para garantir que não tenhamos uma tendência muito próxima de centralização potencialmente prejudicial e desequilíbrio de poder.

Nós

Nós por país

Gráfico 11: Distribuição e concentração de nós | 2018 - 2019Gráfico 11: Distribuição e concentração de nós | 2018 – 2019

Qualquer rede blockchain é composta de nós distribuídos, que formam o núcleo da infraestrutura da rede. Portanto, eles são importantes a serem considerados em qualquer exploração da descentralização. Focamos na distribuição geográfica das notas ao longo do tempo, esperando que a diversidade geográfica geralmente crescesse com o tempo, mesmo se o número geral de nós tivesse atingido o pico quando o preço era mais alto no início de 2018. 

Rapidamente descobrimos que nosso primeiro obstáculo foi realmente encontrar esses dados. Os dados do nó são notoriamente difíceis de coletar, mais difíceis de validar e (como descobrimos) praticamente impossíveis de rastrear historicamente. Os dados nesta animação são do NodeTracker no Etherscan, que graciosamente nos deu acesso aos dados históricos que eles têm, desde outubro de 2018. Esta animação mostra a contagem de nós por país no último ano. 

A animação é um mapa de calor, então as cores quentes são as contagens de nós mais altas, enquanto as cores mais frias são as contagens de nós mais baixas. Em geral, vemos algumas áreas, infelizmente, nuas que permanecem bastante consistentes, especialmente na África e no Oriente Médio. Nos países que mantiveram nós ao longo do tempo, entretanto, estamos vendo flutuações bastante uniformes, em vez de picos ou quedas repentinas e aleatórias em jurisdições específicas. E apesar da oportunidade de maior distribuição em partes da África e do Oriente Médio, os dados demonstram uma descentralização geográfica impressionante em todo o mundo e uma variedade de sistemas jurídicos e políticos.

Temos que analisar os dados do nó com cautela, é claro. Como mencionamos, é difícil obter, verificar ou rastrear com o tempo. E os números por si só não contam a história completa da descentralização dos nós. Uma oportunidade para esses dados é observar a distribuição de nós juntamente com as atitudes legais e jurisdicionais em relação ao blockchain. Um país com alta concentração de nós, mas com regulamentações incertas ou cada vez mais negativas sobre blockchain, pode impactar negativamente a descentralização futura de uma rede. Se esse país ou jurisdição decretou restrições contra certas atividades de blockchain (uma proibição direta de mineração ou até mesmo afetando indiretamente a adoção por meio de tokens ou proibições de sites), uma parte significativa dos nós totais do protocolo poderia cair, reduzindo a segurança geral da rede e possivelmente mudando energia para outras áreas. Além disso, pode haver uma oportunidade de entender melhor como as redes de energia estão espalhadas pelo mundo e entender que parte dos nós pode ser “removida” ao comprometer apenas algumas linhas de energia cruciais. Admitimos não saber o suficiente sobre a rede elétrica global para considerar hoje se este é um risco potencial, mas acreditamos que justifica mais investigação para qualquer sistema distribuído geograficamente.

Tamanho do nó versus preço ETH

Gráfico 12: Contagem de nós vs. preço ETH (à esquerda) & amp; vs. tamanho do nó (direita) | 2018 - 2019Gráfico 12: Contagem de nós vs. preço ETH (esquerda) & vs. tamanho do nó (direita) | 2018 – 2019

Houve muita flutuação na contagem total de nós completos executando a rede Ethereum (nota de rodapé 6). No momento, por exemplo, o número é cerca de metade do que era no ano passado. Superficialmente, isso se parece muito com a centralização – há menos nós em geral e, presumivelmente, menos pessoas executando nós. Existem muitos motivos para isso, mas aqui estão dois fatores que examinamos para ver se há uma correlação.

O gráfico à esquerda ilustra a primeira suposição, que é: Talvez quando o preço for alto, haja maior oportunidade de ganhar dinheiro, então o número de nós aumenta. O gráfico demonstra que realmente não é o caso, pelo menos ao longo de 2019, que é (novamente) todos os dados que conseguimos obter. Quando olhamos para a contagem de nós em azul versus o preço ETH em verde ao longo do tempo, parece que realmente há um Correlação negativa. A contagem de nós estava em um de seus pontos mais baixos em junho de 2019, quando o preço era mais alto, e foi bastante alta durante a queda de preço no final do verão. Portanto, mesmo que essa correlação possa ter sido verdadeira historicamente, não parece ser verdade no ecossistema de hoje.

O gráfico à direita mostra a segunda suposição: talvez à medida que o tamanho médio do nó aumenta à medida que mais dados são adicionados ao blockchain ao longo do tempo, menos pessoas verão o valor da execução de um nó. Representamos graficamente a contagem de nós em azul em relação ao tamanho total de um nó padrão no cliente Geth em vermelho e no cliente Paridade em laranja (nota de rodapé 7). Cerca de 97% de todos os nós Ethereum estão executando um desses dois clientes, e cerca de 95% dos nós na rede são nós padrão em oposição aos nós de arquivo, que têm uma carga de dados muito maior. 

Obviamente, o tamanho médio do nó está mais ou menos aumentando com o tempo, à medida que mais blocos são extraídos e mais dados são armazenados. Parece razoável supor que, à medida que o tamanho do nó padrão fica maior, fica mais caro e consome mais energia para manter um nó em execução e sincronizado, portanto, talvez menos pessoas estejam fazendo isso. Parece que é o caso quando olhamos para o gráfico à direita – ou, pelo menos, vemos uma relação mais clara do que existe com o preço da ETH. À medida que avançamos em direção ao PoS e fragmentação da rede, a carga de tamanho do nó não será tão problemática, então talvez esse desgaste não continue na mesma tendência. Existem também alguns experimentos interessantes acontecendo no ecossistema para encontrar maneiras de tornar os nós mais baratos e fáceis de executar. Continuaremos acompanhando esse conjunto de dados por meio das mudanças do próximo ano na rede.

Conclusão

Figura 2: Alguns subsistemas de descentralização que podem ser comparados entre arquiteturas de protocolo, independentemente do algoritmo de consenso.Figura 2: Alguns subsistemas de descentralização que podem ser comparados entre arquiteturas de protocolo, independentemente do algoritmo de consenso.

Comparando entre protocolos

Quando inicialmente avaliamos o valor de medir a descentralização e nossa abordagem para essa pesquisa, nosso objetivo era criar uma estrutura que pudéssemos aplicar a qualquer protocolo de blockchain. Afinal, estamos defendendo o pensamento maximalista, então não há muita utilidade em focar apenas em Ethereum quando estamos tentando criar uma métrica comparativa. 

A realidade é muito mais complexa. Quando começamos a comparar subsistemas de descentralização entre protocolos, reconhecemos rapidamente que a maioria não se traduz facilmente em arquiteturas diferentes. A descentralização significa coisas diferentes dependendo do algoritmo de consenso e da quantidade e diversidade de atividades na rede; a descentralização máxima para um blockchain de Prova de Autoridade (PoA) parece muito diferente do que seria para um blockchain PoW ou PoS. A próxima etapa em nosso projeto seria identificar o máximo possível de dados objetivos entre os protocolos, a fim de comparar os subsistemas de descentralização em cada protocolo.

Então, que conclusões podemos tirar de tudo isso? A partir de nossas cinco perguntas iniciais, neste estágio da pesquisa, podemos determinar com bastante segurança:

  1. O Ethereum está realmente ficando mais descentralizado com o tempo?
  1. sim. A maioria dos dados –– particularmente diversidade de chamadas de função, crescimento de Defi, distribuição de tokens, etc .–– demonstra que Ethereum cresceu mais descentralizado ao longo do tempo.
  • Existem métricas que mostram que a rede está ficando mais centralizada?
    1. Mineiros e reservatórios de mineração continuam sendo as maiores áreas de centralização ao longo do tempo e podem indicar mais centralização no futuro. Suspeitamos que o atrito do nó também é uma área de centralização significativa, mas não temos dados históricos suficientes para provar isso concretamente aqui. 
    2. Os dados revelam áreas que precisamos nos concentrar em abordar ou alterar?
      1. Com o lançamento da cadeia Beacon no início de 2020, teremos PoS e um PoW (por meio do Ethereum 1.x) existentes (embora a cadeia Beacon ainda não esteja operacional). Precisamos nos concentrar na concentração de mineração contínua com a continuação do Ethereum 1.x, ao mesmo tempo em que ficamos de olho na implantação contínua da cadeia Beacon para garantir que a centralização de PoS exclusiva não surja, particularmente no poder de estaca.
      2. Dadas as tendências que estamos observando, podemos fazer previsões significativas sobre o futuro?
        1. A propriedade do token continuará a se descentralizar no Ethereum. Essa tendência, combinada com o movimento em direção a uma aposta no PoS (e longe de energia e PoW), o que deve diminuir a barreira de entrada para ser um administrador do blockchain, sugere que estamos em um caminho estável para uma distribuição mais justa da governança em toda a rede.
        2. Quais dessas métricas podemos comparar entre os protocolos?
          1. Muito poucos, e são particularmente difíceis de comparar entre protocolos com diferentes arquiteturas fundamentais, ou seja, diferentes algoritmos de consenso.
          2. Além das conclusões provisórias de nosso conjunto inicial de perguntas, chegamos a algumas conclusões gerais adicionais sobre o estado de descentralização no ecossistema de blockchain:

            1. Ao longo do tempo de vida da rede, houve uma complexidade muito maior e mais camadas de atividade acontecendo fora da cadeia, o que não podemos observar facilmente por meio dos dados disponíveis. Isso será ainda mais verdadeiro com o tempo, então, em certo sentido, essa quantificação da descentralização ficará ainda mais difícil de rastrear. Mas isso também torna a segurança e a descentralização da camada de assentamento de base muito mais importante de observar na rede principal.
            2. É crucial ter dados históricos acessíveis sobre qualquer rede pública para que todos possam entender como o blockchain está evoluindo. No ecossistema Ethereum, temos a sorte de ter ferramentas robustas como o Alethio e o Etherscan. Mas os dados podem ser surpreendentemente difíceis de encontrar, quanto mais de interpretar esses dados muito ampliados e amplos. Obrigado ao Etherscan.io por nos dar acesso a alguns de seus dados históricos não públicos do Node Tracker e aos nossos colegas da Alethio, especialmente Danning Sui e Momo Araki, por nos ajudar a extrair esses dados e criar essas visualizações.
            3. Por último: o ponto mais importante deste artigo não é que todos nós estamos fazendo um trabalho especialmente bom ou ruim na descentralização do Ethereum, ou mesmo para fazer um julgamento de valor sobre nosso progresso geral. É óbvio que a atividade no Ethereum está se tornando mais diversa, que a mentalidade do desenvolvedor está crescendo o tempo todo, que estamos fazendo um progresso constante na frente de segurança e que a introdução de casos de uso como Defi resultou em avanços interessantes que não cobrimos neste artigo. Mesmo que ninguém tenha determinado como medir a descentralização (muito menos definir o que é “suficientemente descentralizado” ou “maximamente descentralizado”), é seguro argumentar que o Ethereum está muito à frente da maioria dos outros protocolos.

            A vantagem de trabalhar com sistemas abertos e sem permissão é o acesso transparente aos dados. O desafio, claro, é que a grande quantidade de dados requer a separação do sinal do ruído e a identificação das informações mais importantes e interessantes para dissecar. Esperamos que as informações apresentadas aqui tenham pintado um quadro mais claro da descentralização da Ethereum. Continuaremos a rastrear e refinar todas essas métricas enquanto nos esforçamos para uma medição mais objetiva da descentralização. 

            Esperamos que nossos colegas no ecossistema do blockchain acrescentem suas próprias idéias sobre os subsistemas, descobertas de novos dados e interpretações ou descobertas. Entretanto, os gráficos aqui representados estão disponíveis em Tableau público de Alethio, no painel “Medindo a descentralização”. 

            Entre em contato conosco com feedback em [email protegido].

            Notas de rodapé
            1. Walch, Ângela. “Desconstruindo‘ Descentralização: Explorando as principais reivindicações de sistemas criptográficos. ” SSRN, 2019.
            2. O aumento repentino de endereços novos e ativos no quarto trimestre de 2016 deve-se ao Ataque DDoS em Xangai durante Devcon 2 na China.
            3. Essa definição de “diferente de zero significativo” é, obviamente, bastante arbitrária. Convidamos qualquer feedback para sugestões de como definir com mais precisão esse limite.
            4. Incluindo 29 protocolos de dYdX, 0x, TokenJar, Airswap, Kyber Network, IDEX, STARBIT, Paradex, RadarRelay, TheTokenStore, DDEX, EtherDelta, TheOcean, OasisDex, ETHERC, Ethfinex, Uniswap, Loopring, imToken, Eidoo, Maker , MolochDAO, Augur, NUO Network, Set, InstaDapp.
            5. O volume de circulação do token é obtido dos dados de negociação DEX na cadeia. Esses dados são obtidos apenas de negociações de ETH para token, não de negociações diretas de token para token. Dito isso, a maioria dos DEXes executa negociações token a token usando ETH como uma ponte, portanto, essas negociações são capturadas nesses dados.
            6. Um nó completo padrão recebe novas transações e dados, verifica o estado e armazena o estado recente para fins de sincronização. Eles têm o histórico completo de cada bloco e cada transação. Um nó de arquivo tem um registro completo dos estados históricos de cada conta e contrato em todo o blockchain, não apenas das transações.
            7. A queda significativa no tamanho do nó padrão Geth em julho de 2019 coincide com o lançamento da versão 1.9.0, que reduziu o tamanho do banco de dados, entre outras mudanças. Veja esta postagem do blog para mais detalhes: https://blog.ethereum.org/2019/07/10/geth-v1-9-0/.

            Este artigo reflete a pesquisa e as conclusões dos autores e não representa necessariamente as conclusões oficiais da ConsenSys.

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            sobre os autores

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

            Mally Anderson é escritora e pesquisadora da ConsenSys. Seus escritos foram publicados no Journal of Design and Science, MIT’s Innovations, Quartz e Esquire.