Qual é o Trilema dos Blockchains? Ele envolve três características fundamentais da tecnologia.

Descentralização – Segurança – Escalabilidade

Os desenvolvedores estão se dedicando bastante para enfrentar esse desafio e descobrir como a escalabilidade, segurança e descentralização podem coexistir.

Esses três atributos são essenciais para o funcionamento da tecnologia, mas existe um consenso crescente de que apenas dois podem ser alcançados. Venha conosco neste conteúdo e entenda melhor o fenômeno do trilema das blockchains!

O que é o Trilema dos Blockchains?  

O Trilema dos Blockchains postula que um único blockchain não pode incorporar simultaneamente descentralização, segurança e escalabilidade. 

Vitalik Buterin, co-fundador da Ethereum, originou o termo devido à sua experiência de trabalho na Ethereum, a segunda criptomoeda mais prevalente online, que enfrenta problemas semelhantes aos do Bitcoin. 

A principal preocupação com o Bitcoin é que sua rede não é tão escalável quanto muitos prefeririam. E como o Trilema da Blockchain gira em torno de três recursos desejados — descentralização, escalabilidade e segurança — é difícil a decisão de selecionar apenas dois.

Ilustrando o Trilema dos Blockchains: escalabilidade do Bitcoin

Embora o Bitcoin seja uma inovação notável, sua plataforma não é a mais escalável, mesmo possuindo uma das plataformas mais seguras e descentralizadas da Internet.

Quando se trata de escalabilidade, o Bitcoin infelizmente ganhou uma reputação negativa devido às suas velocidades de transação abaixo do ideal. 

Como resultado, não é ideal para uso como moeda, especialmente em comparação com processadores de cartões como Visa e Mastercard, pois seus concorrentes podem processar transações em milissegundos. 

A Lightning Network abordou esse problema até certo ponto, mas essa solução de escalonamento de Camada 2 traz seu próprio conjunto de desafios. Em última análise, uma criptomoeda que visa substituir a moeda fiduciária deve escalar de forma eficaz.

A questão levantada por Vitalik Buterin é se é viável atingir todos os três recursos em uma única rede. 

Muitos desenvolvedores determinaram que alcançar todos os três é inatingível, e o foco agora é maximizar o potencial da tecnologia existente e determinar como encontrar um equilíbrio em situações do mundo real. 

Todo projeto de blockchain terá algumas limitações, apesar das tentativas de cada projeto de otimizar sua rede. Consequentemente, os desenvolvedores devem verificar a extensão de cada atributo, que estão dispostos a renunciar para obter o melhor desempenho possível.

Segurança x Escalabilidade no Trilema das Blockchains

A ideia geral com a segurança da blockchain é que ela funciona em retrocesso à sua escalabilidade, pois a proteção exige que você use poder de processamento adicional para garantir que ninguém explore a rede. 

No entanto, o grande problema disso é que, como consequência, agora há menos poder para processar transações. Desse modo, os desenvolvedores precisam decidir entre processar mais transações ou manter a segurança aprimorada. 

Além disso, quanto mais descentralizada for uma rede, mais tempo levará para chegar a um consenso — tornando ainda mais difícil alcançar a descentralização e a segurança simultâneas ideais da blockchain. 

Muitas pessoas estão atualmente tentando descobrir como fazer esses dois conceitos funcionarem corretamente, sem grandes desvantagens para a rede.

Um exemplo de rede segura é a Visa, mencionada acima, que oferece uma rede de processamento de cartão de crédito que entrega milhões de TPS. 

Apesar disso, a segurança do blockchain nunca é um problema para eles, pois raramente ouvimos falar de algo sendo explorado e, quando uma situação acontece, geralmente é porque o fornecedor fez algo proibido. 

Nunca é a própria empresa de processamento de cartão de crédito com problema que foi explorada.

Além disso, a maioria dos blockchains é bastante segura e as violações de segurança não são um problema contínuo para a maioria das redes. Contudo, como mencionado, a segurança vem com o preço da escalabilidade. 

Isso faz com que muitas pessoas pensem em várias maneiras de melhorar a segurança e a capacidade de processamento de transações — sem destruir a essência da rede.

Descentralização em um Blockchain

A descentralização de blockchains é um fator primário que atrai usuários para criptomoedas em vez de moedas fiduciárias tradicionais. 

Em um sistema centralizado, como o controle do dólar pelo governo dos EUA, indivíduos ou entidades podem exercer seu poder e potencialmente congelar ativos. 

A descentralização na tecnologia blockchain, como visto no amplamente reconhecido Bitcoin, garante que nenhuma parte tenha controle sobre o ativo, permitindo que os usuários mantenham a propriedade e a transferibilidade em todas as situações.

Alcançar a descentralização em grande escala, no entanto, apresenta desafios, sendo que um obstáculo está no gerenciamento da rede. A rede Visa exemplifica uma moeda virtual centralizada, onde cada transação deve ser processada pelos servidores globais da Visa.

Embora essa centralização permite tempos de transação rápidos e taxas baixas, também significa que a Visa tem controle total, direcionando as pessoas para alternativas sem dinheiro.

A descentralização da Blockchain pode ter consequências negativas na segurança e escalabilidade de uma rede. Para otimizar a rede, a descentralização requer geralmente o sacrifício de outro recurso essencial, como escalabilidade ou segurança.

Abordando a escalabilidade no Blockchain

A escalabilidade continua sendo um problema significativo que impediu que muitas criptomoedas alcançassem a adoção em massa. Afinal, um blockchain prático deve conseguir lidar com milhares de solicitações de transação e processá-las rapidamente. 

O objetivo é atingir milhões de transações por segundo (TPS), semelhantes às redes de pagamento estabelecidas, como Visa e MasterCard. 

Os desenvolvedores devem se concentrar na criação de soluções personalizadas para casos de uso específicos, em vez de buscar apenas um TPS mais alto.

Segurança Blockchain: um componente crucial

A segurança é outro aspecto vital das redes blockchain que pode ser comprometida devido ao Trilema dos Blockchains. 

Afinal, enquanto a segurança robusta garante que a rede permaneça invulnerável a ataques que exploram vulnerabilidades e inserem transações não autorizadas, mantê-la exige poder de processamento substancial, significando problemas quando combinado com requisitos de descentralização e escalabilidade.

Outra preocupação com a descentralização é o consenso ou a determinação da transação correta para cada razão, pois garantir que as transações sejam atualizadas com precisão em todos os nós exige poder de processamento significativo, destacando a importância de equilibrar a segurança com outros recursos do blockchain. 

À medida que a tecnologia blockchain evolui, a necessidade de medidas de segurança robustas só aumenta. Por exemplo, blockchains que utilizam contratos inteligentes tiveram problemas de segurança no passado.

Diferentes abordagens para o Trilema da Blockchain

Conheceremos abordagens adotadas no Trilema dos Blockchains:

Solana (SOL)

Solana tenta resolver o trilema blockchain utilizando servidores de nível empresarial e um Sistema de Proof of Stake (PoS), que depende da sincronização para obter consenso, utilizando um pequeno número de servidores para obter a descentralização do blockchain. 

No entanto, ainda existem problemas com a descentralização da blockchain. 

Além disso, o preço médio de um servidor é de cerca de US$ 10.000, sendo necessário apostar milhares de moedas para fazer parte do cluster de processamento — algo que, em geral, só é possível para corporações e pessoas físicas endinheiradas. 

Isso dificulta os esforços de descentralização, pois o SOL é uma moeda que apenas uma minoria de pessoas consegue sustentar.

Polkadot (DOT)

A Polkadot oferece um novo esquema de disponibilidade e validade de dados para permitir que muitos tipos de blockchains funcionem entre si, com a capacidade de criar um personalizado rapidamente. 

Isso significa que você obtém interoperabilidade e segurança ao mesmo tempo, pois o sistema usa uma estrutura POS de última geração para obter eficiência energética. 

O coração desta blockchain são suas Relay Chain e Parachain, que também usa validadores para garantir que a rede alcance um consenso, uma melhoria significativa em relação à Solana.

Cardano (ADA)

Cardano oferece o benefício de ser um dos protocolos mais ambientalmente sustentáveis, que usa o protocolo blockchain seguro Ouroboros, o que significa que possui segurança integrada. 

No entanto, essa segurança sacrifica a velocidade de processamento, o que significa que a rede não processa transações tão rápido quanto outras. 

Por outro lado, é muito mais fácil se tornar parte da rede, pois ela não possui os gigantescos requisitos de processamento necessários para uma rede como a Solana.

Fantom (FTM)

A Fantom afirma ter resolvido o problema do Trilema dos Blockchains, pois sua rede oferece mais de 200 DApps, tornando-se um dos tokens criptográficos mais usados. 

O protocolo de consenso aBFT da Fantom permite que a rede alcance a velocidade, segurança e confiabilidade de que se orgulham.

Outra parte da solução do Fantom para o Trilema das Blockchains são seus nós validadores, que ajudam a estabelecê-lo como um sistema sem confiança e sem líder. 

Assim, a descentralização é alcançada em alto grau com Fantom e FTM.

Avalanche (AVAX)

A rede Avalanche tem outra abordagem bem-sucedida para controlar as limitações do Trilema dos Blockchains!

Sua descentralização é alcançada principalmente oferecendo recompensas para pessoas que apostam e executam um nó validador. Essas recompensas são bastante impressionantes, o que significa que os validadores em potencial não precisam colocar muitos tokens para começar.

Além disso, os requisitos mínimos de hardware do Avalanche são impressionantes. 

Pode-se começar como um validador com hardware barato por menos de 1/10 do preço do hardware necessário para se tornar um validador na rede Solana.

É claro que ser um validador é importante tanto para a descentralização quanto para a escalabilidade da blockchain. No entanto, poucas pessoas são incentivadas a se tornar validadores, pois fazer isso costuma ser muito caro ou complicado para funcionar, limitando seus benefícios a apenas alguns

Soluções potenciais para o Trilema das Blockchains

Existem algumas soluções potenciais para o Trilema dos Blockchains, a serem implementadas de forma independente, sendo que muitos desenvolvedores também estão descobrindo como alcançar esse objetivo em cada parte de uma rede. Conheceremos algumas abaixo:

Layer 0

O consenso de prova de trabalho (PoW), como o do Bitcoin, é inferior para alcançar uma solução para o trilema da blockchain. Em vez disso, é melhor que as redes PoW mudem para um sistema PoS. 

Ao fazer isso, os blockchains aumentam a escalabilidade e as velocidades de processamento e essa mudança também torna muito mais fácil para as pessoas se tornarem parte de uma rede. 

Com um bom algoritmo de consenso, também é mais fácil desenvolver uma rede, sendo que os aspectos fundamentais da camada 0 não podem ser exagerados. Nada pode ser bem feito se essa camada for mal projetada.

Relay chains

A relay chain da Polkadot permite que várias redes blockchain se conectem facilmente, porque podem se conectar a várias redes sem as desvantagens inerentes ao Trilema dos Blockchains. 

Parachains são executados em paralelo ao blockchain Polkadot, que usam a Polkadot Relay Chain para obter escalabilidade, segurança e governança máximas.

Melhorias no Protocolo de Consenso

Existem muitas maneiras de chegar a um consenso sobre um blockchain, mas quanto mais rápido for feito, melhor poderá resolver o trilema do blockchain. A questão principal é garantir que o consenso seja alcançado correta e completamente. 

Vários algoritmos usam atalhos, mas geralmente terminam onde precisam estar. Por exemplo, Solana oferece uma prova de consenso histórico, que garante que as transações estejam na sequência atual e do líder certo. 

Os líderes são escolhidos com antecedência, economizando tempo na obtenção de consenso na rede.

Sharding

Sharding é um conceito retirado do mundo do banco de dados, sendo que essa inovação é importante, porque é uma das muitas maneiras de escalar em vários servidores. Caso contrário, você precisaria manter todo o banco de dados em um servidor. 

O mesmo é verdade para um blockchain, pois, se cada validador deve conter toda a blockchain, é ineficiente porque existem vários validadores mantendo os dados idênticos, mesmo quando não precisam. 

Isso dificulta o consenso porque deve ser feito entre todos os nós da cadeia do validador.

O sharding divide o blockchain e o separa em vários validadores, sendo uma maneira arriscada de fazer as coisas devido à possibilidade teórica de que todos os validadores que possuem um determinado fragmento possam cair. Nesse caso, toda a parte do blockchain seria perdida. 

Existem vários algoritmos para evitar que isso ocorra, os quais são uma das muitas maneiras de melhorar o processo Ethereum oferece shard chains para melhorar a escalabilidade. 

Esse método divide todo o blockchain horizontalmente, colocando a carga em vários servidores e possibilitando que a participação na rede e o poder de processamento aumentem geometricamente.

Layer 2

Os blockchains da Layer 2 existem para melhorar a velocidade de processamento da base blockchain. No entanto, essas soluções devem ser abordadas inteligentemente para atingir velocidades de processamento de blockchain suficientes.

Sidechains

Uma sidechain é essencialmente uma blockchain separada que se conecta à blockchain principal usando uma peg bidirecional e aumentando a interoperabilidade e o poder de processamento do blockchain existente. 

Por exemplo, a rede do Bitcoin pode usar sidechains para processar transações ainda mais rapidamente. Esta é uma das muitas maneiras pelas quais as pessoas estão obtendo mais desempenho do Bitcoin, mesmo quando tecnicamente isso não deveria ser possível.

Rollups

Essencialmente, os rollups processam transações fora do blockchain da camada 1 e as publicam mais tarde quando o consenso é alcançado, separando muito do processo que vai para o desempenho da Camada 1. 

Uma grande peça do quebra-cabeça é o Zero- Knowledge Rollup (ZK-Rollup), que processa centenas de transferências da blockchain atual e as publica posteriormente. Ele acelera tudo e, portanto, é uma das melhores maneiras de melhorar o desempenho.

Considerações Finais

Não há uma solução ao se olhar como o Trilema dos Blockchains pode ser resolvido. É teoricamente impossível alcançar o Santo Graal e o melhor que podemos fazer até agora é otimizar cada blockchain o máximo possível para atingir seu objetivo declarado.

Podemos experimentar um futuro com poder de computação virtualmente infinito e velocidades de transferência de rede geometricamente mais rápidas. Nesse ambiente, o desafio pode ser resolvido com relativa facilidade.

O Trilema dos Blockchains é atualmente um grande problema para a maioria dos desenvolvedores. 

No entanto, como qualquer outra coisa, uma vez que entendemos a natureza do problema, temos uma chance muito maior de encontrar uma solução para ele. Inclusive, muitos desenvolvedores estão trabalhando nas suas complexidades e estão bastante otimistas —  então nós também deveríamos estar.