À medida que mais indivíduos e organizações empregam a tecnologia blockchain, a escalabilidade se torna mais proeminente. Você provavelmente já se deparou com esse termo, talvez, como o maior problema da indústria de criptografia.
Mas o que exatamente significa “escalabilidade”, especialmente no que diz respeito à tecnologia blockchain, e por que isso é tão importante?
O que é escalabilidade Blockchain?
“Escalabilidade” refere-se à capacidade de um sistema ou processo continuar funcionando apesar das mudanças no volume ou na escala. Da mesma forma, a escalabilidade da blockchain refere-se à capacidade de um protocolo blockchain continuar funcionando de maneira ideal – sem aumento de custos – quando há mais transações, dados e usuários.
Vitalik Buterin sugere (PDF) que os protocolos blockchain se esforçam para serem descentralizados, seguros e escaláveis, mas alcançam apenas duas dessas propriedades. E o recurso mais comumente sacrificado é a escalabilidade.
Quando um blockchain não é escalável, ele processa transações lentamente, o que pode levar ao congestionamento da rede (atrasos de pagamentos) e taxas mais altas. Entretanto, uma blockchain escalável pode lidar com um elevado volume de transações por segundo (TPS) sem declínio na segurança, na experiência do utilizador e nas taxas, ou na tomada de decisões (chegando a um consenso com uma vasta rede de intervenientes peer-to-peer).
Três métricas principais determinam a escalabilidade de um protocolo blockchain:
- Latência: O tempo que leva para transmitir transações aos nós da rede e agrupar suas respostas para chegar a um consenso afeta a escalabilidade. Uma latência mais baixa resulta em uma rede mais escalável.
- Taxa de transferência: A escalabilidade de um protocolo blockchain também depende do número de transações que ele pode processar por segundo. Um rendimento mais alto resulta em uma rede mais escalável.
- Custo: Os recursos (poder de computação, largura de banda, etc.) necessários para executar um blockchain determinam sua escalabilidade. Mais recursos significariam incentivos de rede mais elevados, especialmente para mais participantes na rede. Se os incentivos não forem proporcionais ao custo da participação, poderá não haver participantes na rede.
A maioria dos protocolos blockchain mais recentes, como Solana, são mais escaláveis do que protocolos mais antigos, como Bitcoin; no entanto, normalmente conseguem isso à custa de um sistema de segurança mais fraco ou de mais centralização.
Para que as blockchains apoiem enormes economias e bases de utilizadores, elas devem ser escaláveis. As pessoas não adotarão protocolos blockchain se forem lentos e caros, especialmente porque existem opções tradicionais rápidas e baratas. Por exemplo, é mais rápido e barato usar VISA para pagar sua pizza do que usar Bitcoin. Daí a importância da escalabilidade do blockchain.
3 métodos principais para dimensionar o Blockchain
Vários protocolos blockchain implementaram inúmeras técnicas para melhorar a latência, o rendimento e o custo sem sacrificar a segurança e a descentralização. No entanto, nenhuma solução foi capaz de resolver o trilema do blockchain, especialmente porque várias delas sacrificam a descentralização ou a segurança.
Como resultado, os protocolos blockchain normalmente empregam múltiplas soluções para melhorar a escalabilidade do blockchain.
Essas técnicas podem ser categorizadas em três soluções amplas.
1. Soluções da Camada 1
Aqui, o objetivo é melhorar a rede blockchain primária para lidar com transações desgastadas. Isso pode incluir soluções como aumentar os blocos, reduzir os tempos de transação ou agrupar respostas para consenso mais rapidamente.
As soluções da camada 1 são implementadas on-chain, com foco na melhoria do protocolo blockchain principal sem envolver qualquer estrutura secundária. Normalmente, essas melhorias são feitas usando um fork de blockchain.
Por exemplo, o Bitcoin ativou o Segregated Witness (SegWit) por meio de um soft fork em 2017. Essa mudança aumentou os limites de tamanho de bloco do protocolo e a eficiência das transações. Mais tarde naquele ano, um hard fork levou à criação do Bitcoin Cash (BCH), um blockchain alternativo com blocos maiores, tempos de transação mais curtos e taxas de transação mais baixas.
O blockchain Ethereum também completou um hard fork em 2022. Isso fez a transição do algoritmo de consenso do protocolo de prova de trabalho para prova de aposta. Foi a primeira fase da introdução do sharding, que Buterin acredita ampliará ainda mais a rede.
A fragmentação de blockchain é uma solução da Camada 1, embora não exija um fork. Em vez disso, envolve dividir a rede em partições menores – fragmentos – para espalhar e melhorar o processamento de transações. Embora a Ethereum pretenda implementar o sharding em 2023, o blockchain Zilliqa já possui quatro shards, reduzindo o tempo de transação, reduzindo as taxas de transação e melhorando a satisfação do usuário.
2. Soluções da Camada 2
Ao contrário das soluções da Camada 1 implementadas no protocolo blockchain principal, as soluções da Camada 2 aumentam a escalabilidade do blockchain ao mover algumas transações ou processos para fora da cadeia. São estruturas secundárias – canais de estado e rollups – construídas com base no protocolo blockchain principal para lidar com o aumento do volume de transações.
- Canais Estaduais: Com um canal estatal, duas ou mais partes podem transacionar rapidamente, fora da cadeia, ao mesmo tempo que permitem que a finalidade da transação seja liquidada na cadeia. Por exemplo, a Lightning Network opera sobre o blockchain Bitcoin e permite transações Bitcoin fora do blockchain principal. Com a ajuda de contratos inteligentes, as transações são fechadas. Em seguida, a transação e sua finalidade são adicionadas ao blockchain primário, permitindo a resolução de disputas e o fechamento do canal. Outro exemplo de canal estatal é a rede Raiden construída em Ethereum.
- Acumulações: Enquanto isso, rollups – otimistas ou de conhecimento zero, por exemplo – executam transações fora da cadeia e, em seguida, enviam os dados da transação ou prova de validade ao protocolo blockchain principal, onde um consenso será alcançado. Loopring e Aztec são bons exemplos de rollups de conhecimento zero, enquanto Arbitrium One e Optimism são exemplos de rollups otimistas.
Além disso, existem outras diferenças entre os blockchains da Camada 1 e da Camada 2.
3. Novas correntes
Diferentes formas de novas cadeias – cadeias laterais, cadeias de plasma e cadeias Validium – podem ser criadas para promover o processamento eficiente de transações. Por exemplo, Polygon é uma cadeia lateral Ethereum com especificações personalizadas para atender a necessidades específicas, mas ainda se beneficia e depende da base robusta do Ethereum.
Embora essas soluções sejam às vezes chamadas de soluções da Camada 2, elas são bastante distintas. As soluções da Camada 2 são extensões de suas contrapartes da Camada 1 e normalmente funcionam em linha com o blockchain principal. No entanto, cadeias laterais, cadeias de plasma e cadeias Validium são blockchains mais independentes com conexões com suas contrapartes da Camada 1. Eles geralmente assumem a responsabilidade por sua segurança, algoritmos de consenso ou parâmetros de bloco.
Sem escalabilidade Blockchain, sem adoção em massa
A tecnologia Blockchain tem o potencial de mudar o mundo como o conhecemos. No entanto, isso não mudará o mundo se a escalabilidade continuar a ser uma limitação, porque não haverá adoção em massa.
Da digitalização de ativos às empresas que utilizam a tecnologia blockchain para otimizar processos, o futuro será brilhante para a tecnologia blockchain se ela puder ser dimensionada de forma sustentável sem sacrificar a descentralização e a segurança.