O que é o problema de escalabilidade das criptomoedas?

Embora o blockchain tenha trazido mais segurança e transparência, há um problema inerente a esse sistema: a velocidade de processamento.

Esse gargalo, conhecido como escalabilidade, surge da necessidade de centenas ou milhares de usuários verificarem e transmitirem as transações de forma simultânea.

Aprenda o que é escalabilidade em criptomoedas, como os principais blockchains contornam esse problema e quais são as perspectivas futuras.

O que é escalabilidade?

Escalabilidade é a capacidade de um sistema suportar um grande número de transações sem perder eficiência. Conforme mais pessoas utilizam o mecanismo, ele precisa continuar funcionando rapidamente e com custos relativamente estáveis.

Em redes blockchain de criptomoedas, a escalabilidade é crucial para garantir que o sistema possa crescer sem congestionamentos ou altas taxas, pois os contratos inteligentes (smart contracts) precisam de registro e têm alto custo de processamento.

O que é problema da escalabilidade?

Este problema em relação às criptomoedas, está no chamado “trilema da escalabilidade”, que envolve encontrar um equilíbrio entre três fatores essenciais: segurança, descentralização e escalabilidade. Melhorar um desses aspectos geralmente compromete os outros dois.

Segurança

A segurança no blockchain é essencial para proteger contra fraudes e ataques. Ela depende de validadores que verificam transações de forma rigorosa. Este processo garante que os dados na rede sejam confiáveis e imutáveis. No entanto, quanto mais seguro o sistema, maior a complexidade e o tempo necessário para processar transações, o que pode impactar negativamente a velocidade e a escalabilidade.

Descentralização

A descentralização significa que o controle da rede blockchain é distribuído entre muitos participantes, sem um ponto central de falha. Isso aumenta a resistência à censura e ataques, tornando o sistema mais confiável. No entanto, essa distribuição pode tornar o processo de tomada de decisões e verificação de transações mais lento, impactando a velocidade e a eficiência do sistema, especialmente em grandes redes.

Escalabilidade

A escalabilidade se refere à capacidade do blockchain de processar transações rapidamente, também conhecido como taxa de processamento. Em uma rede altamente escalável, as transações são confirmadas quase instantaneamente, o que é crucial para a adoção em massa. Um processo de verificação mais rápido pode ser menos rigoroso, e centralizar a rede pode melhorar a eficiência, mas sacrifica a resistência contra ataques.

Por que a escalabilidade é importante?

A escalabilidade é crucial para garantir o funcionamento eficaz do blockchain. A descentralização é um princípio fundamental de sistemas blockchain, garantindo que não haja controle centralizado e que um grande número de validadores impeça conluios e fraudes.

Esse diferencial das criptomoedas requer uma rede robusta e escalável para manter a segurança e a integridade. Diferentes blockchains abordam a escalabilidade de maneiras variadas, ajustando-se no eixo de segurança e descentralização. 

Não há uma solução única, pois cada projeto encontra seu equilíbrio conforme suas prioridades, seja priorizando segurança máxima ou buscando maior eficiência em transações, dependendo de seus objetivos e da comunidade que atende.

O que é a finalidade das transações?

Finalidade em transações blockchain refere-se ao ponto do tempo em que se considera uma transação irreversível, quando esta não pode mais ser modificada ou anulada. Esse conceito é crucial para garantir a segurança e a confiabilidade da rede. A finalidade impacta diretamente a escalabilidade, pois redes que buscam alcançar uma confirmação rápida podem enfrentar desafios para equilibrar segurança e descentralização. 

Por exemplo, a rede Bitcoin utiliza uma finalidade probabilística, onde a segurança aumenta com cada bloco confirmado. Ethereum emprega uma abordagem semelhante, mas com diferentes tempos de confirmação. Solana, por outro lado, usa tecnologias para atingir a finalidade de forma quase instantânea, facilitando maior escalabilidade, mas com possíveis concessões em descentralização.

Como funciona a escalabilidade no sistema financeiro tradicional?

A escalabilidade dos meios de pagamento tradicionais, como os cartões Visa e Master, baseia-se em sistemas centralizados que processam milhões de transações por segundo. Essas transações registram informações, enquanto a movimentação de valores ocorre posteriormente através dos bancos.

Em contraste, as criptomoedas operam em sistemas descentralizados, onde as transações registram informações e movem valores em tempo real na rede. Portanto, comparar a escalabilidade dos meios de pagamento com criptomoedas na camada-base do blockchain não faz sentido.

Embora os sistemas centralizados sejam mais rápidos e escaláveis, a descentralização das criptomoedas oferece maior segurança e transparência, apesar de enfrentar desafios maiores para escalar sem comprometer esses princípios.

Como o mecanismo de consenso influencia a escalabilidade?

A escalabilidade das criptomoedas depende diretamente do mecanismo de consenso, que define como as transações são validadas. Na Prova de Trabalho (proof-of-work) do Bitcoin e Litecoin, os mineradores competem para resolver problemas complexos, consumindo muita energia, o que limita a escalabilidade.

Já na Prova de Participação (proof-of-stake), usada em redes como Ethereum e Solana, os validadores são selecionados de forma mais eficiente, sem competição direta, permitindo uma validação mais rápida e menos dispendiosa.

Essa diferença faz o sistema de Prova de Participação ser naturalmente mais escalável que a mineração na Prova de Trabalho, mas não garante escalabilidade infinita ou baixas taxas de registro e processamento sob qualquer demanda.

Como as redes blockchain lidam com a escalabilidade?

As redes blockchain lidam com a escalabilidade de maneiras diferentes. Algumas, como Solana e Tron, optam por maximizar a eficiência da camada base, o que pode envolver concessões na descentralização. Isso permite processar um grande número de transações rapidamente sem depender de soluções paralelas. 

Outras redes, como Bitcoin e Ethereum, preferem manter a camada base altamente segura e descentralizada, usando redes de segunda camada para lidar com o volume crescente de transações. Essas soluções, como Lightning Network e Rollups, permitem que a camada principal permaneça resiliente enquanto as camadas secundárias oferecem escalabilidade adicional.

Como as redes Tron e Solana conseguem escalabilidade?

As redes Tron e Solana alcançam escalabilidade através de diferentes mecanismos de consenso. Tron alcança escalabilidade usando um sistema de Prova de Participação Delegada (DPoS), onde 27 supervalidadores previamente sancionados participam, priorizando velocidade com menor descentralização. 

Solana, por sua vez, utiliza Proof of History (PoH) combinado com Proof of Stake (PoS), exigindo que validadores tenham hardware potente e conexões de internet com baixa latência. Esse método permite processar milhares de transações por segundo, mas limita a participação de usuários comuns, sacrificando a descentralização em favor da escalabilidade.

Como funciona uma rede de segunda camada?

As soluções de segunda camada, ou “Layer 2,” funcionam como camadas adicionais dependentes da rede principal, permitindo um processamento mais rápido e econômico. Elas adicionam funcionalidades às blockchains existentes sem a necessidade de alterações nos códigos ou na estrutura.

Essas soluções oferecem vantagens como taxas de transação mais baixas e menor tempo de confirmação, mantendo a segurança da rede principal por meio de um registro periódico que agrupa transações. Esse mecanismo é ideal para aplicações descentralizadas que exigem maior capacidade de processamento. Outra função explorada na segunda camada são as soluções de privacidade.

O que é Lighting Network do Bitcoin?

A Lightning Network é uma solução de segunda camada da rede Bitcoin, uma rede de pagamentos que usa a própria moeda Bitcoin (BTC), mas opera fora do blockchain principal. Assim como na rede Bitcoin, cada participante da Lightning Network deve manter seu próprio terminal (node) para se comunicar com os demais participantes.

A Lightning Network é executada no blockchain do Bitcoin e usa endereços multi-assinatura para criar canais de pagamento. Esses canais funcionam como contas conjuntas, onde ambos os participantes precisam assinar as transações.

As partes assinam as atualizações, mas elas só são transmitidas para a rede principal quando o canal é fechado. Depois, o estado final do contrato é transmitido para a rede Bitcoin, e as quantidades apropriadas de moedas são transferidas para as respectivas carteiras.

O que rollup da rede Ethereum?

“Rollup” utiliza técnicas que agregam transações, permitindo a execução mais rápida via computação fora da rede principal. Essa solução de escalabilidade de segunda camada permite a execução de contratos inteligentes sem exigir processamento na rede principal. O “Rollup otimista” acelera o processo, assumindo que as transações são válidas, mas deixando espaço para contestações.

Redes de segunda camada como Optimism e Arbitrum usam sua própria máquina virtual para processamento, garantindo a segurança e a integridade através de um mecanismo de verificação próprio. Nessa rede secundária, os validadores deixam moedas travadas como garantia de honestidade.

Qual a desvantagem da segunda camada?

As desvantagens das soluções de segunda camada (Layer-2) incluem maior complexidade na arquitetura, o que pode dificultar a integração e o uso por novos usuários. 

Além disso, a segurança pode ser parcialmente comprometida, já que parte das transações ocorre fora da camada principal do blockchain, dependendo de mecanismos externos para garantir a integridade. 

Essas soluções também podem introduzir latência adicional, pois as transações precisam ser sincronizadas entre a camada principal e a secundária, o que pode criar desafios em termos de consistência e finalização.

Qual o futuro da escalabilidade no blockchain?

O futuro da escalabilidade no blockchain é moldado por diversos métodos, refletindo um esforço contínuo sem uma solução única e definitiva, ao menos por enquanto. Shardings, por exemplo, dividem o blockchain em fragmentos que operam em paralelo, aumentando a capacidade de processamento. De maneira similar, a solução Plasma introduz cadeias secundárias conectadas à principal, aliviando a carga da rede. 

Outra solução buscada por alguns projetos é a interoperabilidade, que busca conectar diferentes blockchains, permitindo a troca de informações sem sobrecarregar uma única rede. Soluções híbridas de consenso combinam diferentes mecanismos, como Prova de Trabalho e Prova de Participação, para otimizar segurança e desempenho. Por último, canais de estado (state channels) permitem transações fora do blockchain principal, melhorando a eficiência da rede.

Curtiu nosso material sobre escalabilidade? Aproveite para aprender como investir em criptomoedas de forma segura em nosso e-book.