A cadeia de blocos Bitcoin é geralmente considerada como a cadeia de blocos original, uma vez que é a primeira implementação de uma nova tecnologia que é comummente descrita hoje em dia como tecnologia de razão geral distribuída (DLT). O nascimento da cadeia de blocos Bitcoin 1.0 foi seguido pela versão programável Ethereum como a cadeia de blocos 2.0, e brevemente a terceira geração, a cadeia de blocos 3.0 sob a forma de IOTA, Nano, ou Hashgraph. A divisão do desenvolvimento nestas fases individuais é uma simplificação, porque a última geração de tecnologia de cadeias de blocos nem sequer é adequadamente caracterizada como uma cadeia de blocos. Em vez disso, a palavra-chave aqui é DAG ou gráfico cíclico. Os projectos baseados nesta tecnologia não são realmente cadeias de bloqueio. Em vez disso, IOTA, Nano, e Byteball são descritos como conceitos pós-bloqueio. Mas porque é que os inversores e utilizadores de cordas de bloqueio devem substituir a tecnologia original de cordas de bloqueio por uma nova “variante DLT”?
A aparente fraqueza das actuais cadeias de blocos
Em teoria, a tecnologia da primeira e segunda geração de cadeias de blocos já virou o mundo de pernas para o ar. Parece não haver quase nenhum campo que não possa ser fundamentalmente alterado por uma cadeia de bloqueio. Na prática, porém, a situação tem sido algo diferente.
Actualmente, as cadeias de bloqueio como Bitcoin e Ethereum estão sujeitas a uma restrição não resolvida: até à data, não alcançaram um sucesso substancial de escalada. Isto significa que todos estes protocolos de cadeias de blocos são limitados em termos de desempenho e velocidade de transacção. Enquanto sistemas antigos como o PayPal podem processar cerca de 200 transacções por segundo (tps) e Visa mesmo 56.000 tps, o Ethereum actualmente só lida com um máximo de 20 tps, enquanto o Bitcoin só atinge uma capacidade de 7 transacções por segundo. Esta é a razão pela qual a Bitcoin & Co. não está à altura dos actuais sistemas de pagamento do nosso tempo.
Mas porque existe esta limitação técnica? A resposta é simples: os protocolos de blocos em cadeia não são lentos devido a alguma barreira inerente à escalabilidade. O constrangimento é antes o resultado de uma decisão “consciente”: a construção de uma rede de bloqueio descentralizada. Um dos elementos centrais das cadeias de blocos públicos como Bitcoin e Ethereum é dar a todos a capacidade de operar um nó de rede. Cada nó processa cada uma das transacções e por isso tem de armazenar no seu computador todo o histórico das transacções da cadeia de blocos. As cadeias de blocos públicos são apenas tão fortes como o seu elo mais fraco. A escalabilidade, e portanto o desempenho e velocidade de transacção, depende da capacidade do nó mais fraco. Claro que os nós fracos poderiam ser descartados, mas então a propriedade crucial da resistência à censura seria danificada, uma vez que alguns membros da rede seriam deliberadamente excluídos. Por conseguinte, é este dilema entre descentralização, segurança e escalabilidade que impede que a cadeia de bloqueio atinja a velocidade das transacções e o desempenho dos sistemas tradicionais como o Visa ou o PayPal.
A solução Blockchain
A investigação nas comunidades Bitcoin e Ethereum está em contínuo movimento. Estão a ser desenvolvidas soluções de escala em cada ecossistema. Do lado da Bitcoin, Lightning Network e RootStock são duas das abordagens mais conhecidas. No Ethereum, soluções como Sharding, Plasma, ou Caspar estão no topo da lista. Tentativas como Lightning Network ou Sharding sugerem que a resposta à questão da escala é que nem todos os participantes – ou nós na rede – precisam de conhecer toda a informação a todo o momento para manter a rede sincronizada. Esta abordagem é também algo em que o DAG ou gráfico acíclico dirigido se baseia.
Um DAG funciona de acordo com um esquema “horizontal”, enquanto uma cadeia de blocos é baseada numa arquitectura “vertical”. Com a cadeia de blocos, os mineiros criam novos blocos que são adicionados à cadeia de blocos. Por outro lado, a estrutura “horizontal” dos DAGs permite que as operações sejam directamente ligadas a outras operações sem as colocar em primeiro lugar num bloco. Desta forma, não há necessidade de esperar pela confirmação do próximo bloco. Ao mesmo tempo, nem todos os participantes da rede têm de confirmar a actualização do bloco. Uma vez que o conceito DAG não tem nem blocos nem mineiros, não existe uma cadeia de blocos cheia de transacções e, portanto, nenhuma “cadeia de blocos”. A estrutura de um DAG é muito mais parecida com uma rede ‘labiríntica’ de numerosas transacções. É por isso que é frequentemente chamado Tangle – um termo que aparece repetidamente, especialmente em ligação com o projecto IOTA. No seu núcleo, porém, Tangle tem as mesmas propriedades de uma cadeia de blocos: continua a ser uma base de dados distribuída com base numa rede peer-to-peer. Assim, o Tangle é também um mecanismo de validação para a tomada de decisões distribuídas.
Como funciona o Tangle?
O emaranhado é criado através da ligação de transacções individuais na rede. A ligação é uma consequência do facto de que cada nova transacção não confirmada deve confirmar uma ou duas transacções adicionais antes que a transacção não confirmada possa ser processada e confirmada. Ao contrário da cadeia de bloqueio Bitcoin ou Ethereum, não são apenas os mineiros que são responsáveis pela confirmação das transacções. No caso do emaranhado, esta tarefa de processamento e aprovação de novas transacções é da responsabilidade de todos os participantes activos no emaranhado ou na rede. Desta forma, não só são acrescentadas novas transacções, como também todo o histórico de transacções é indirectamente confirmado. O “autor da transacção” não paga uma taxa directa pelo processamento das suas próprias transacções, mas apenas paga indirectamente (com o poder do gestor orçamental), confirmando outras transacções.
As actividades na rede que ainda não foram confirmadas são normalmente chamadas “dicas”. Para obter confirmação, estas “dicas” têm de confirmar outras transacções. Um algoritmo chamado cadeia Markov Monte Carlo assegura que os participantes da rede não se limitem a confirmar as suas próprias transacções.
A razão pela qual as transacções têm de ser confirmadas é óbvia: o problema da dupla contagem tem de ser evitado. Tal como numa cadeia de blocos regulares, as unidades de moeda criptográfica – no caso da IOTA a ficha IOTA – devem ser impedidas de tentativas de duplicação de gastos. Por exemplo, se Alice envia dez fichas IOTA ao Bob, Charlie verifica o saldo das fichas IOTA de Alice antes desta transacção. Se Alice tivesse apenas cinco fichas IOTA, então o seu saldo seria demasiado baixo para que a transacção fosse válida. Charlie não vai querer confirmar esta transacção porque está interessado em ter a sua própria transacção confirmada, o que muito provavelmente só acontecerá se ele próprio não validar nenhuma transacção inválida.
Como o seu nome sugere, o emaranhado é, em última análise, um emaranhado de transacções. O Tangle tem um conceito chamado “confirmation trust”, de modo que não se formam dois ramos separados neste grupo “labiríntico” de transacções em que Alice emitiu duas vezes a mesma ficha IOTA. Porque este é o nível de confiança e aceitação que o resto do emaranhado dá a uma transacção. Portanto, cada transacção tem uma certa percentagem, dependendo do número de gorjetas (transacções não confirmadas) que a aceitam. Isto é para assegurar que prevalece apenas um ramo, nomeadamente aquele que tem a maior confiança na confirmação
É este conceito que deve permitir uma melhor escalada de qualquer projecto DAG. O que causa um congestionamento de tráfego numa cadeia de blocos e abranda a rede deve tornar um emaranhado ainda mais seguro e rápido: quanto mais participantes na rede e mais transacções forem processadas, melhor será o processamento de transacções pendentes – é o que diz a teoria. Até agora, a rede IOTA é ainda bastante pequena, razão pela qual a reivindicação não pode ser validada com certeza. Contudo, os maiores projectos emaranhado, IOTA e Nano, indicam que podem actualmente processar ~1.000 e 7.000 tps, respectivamente.
IOTA – A espinha dorsal da Internet das Coisas?
O projecto IOTA surgiu de um arranque de hardware a trabalhar num novo microprocessador trinário chamado “Jinn”. No futuro, este componente de hardware deverá permitir que cada veículo, cada micro-ondas e cada frigorífico comuniquem através da rede IOTA sem funcionarem como um computador normal. Desde o início do seu desenvolvimento, o projecto IOTA, devido à sua escalabilidade inerente, tem sido visto como a solução predestinada para o problema óbvio do processamento eficiente de transacções numa futura economia de máquinas.
Hoje em dia, os especialistas dificilmente parecem questionar o facto de o nosso mundo se tornar uma grande Internet das coisas. Já hoje em dia, o nosso smartphone produz grandes quantidades de dados. Imagine quanto mais dados haverá quando o nosso carro se tornar um smartcar, a nossa casa se tornar uma smarthome e a nossa cidade se tornar uma smartcity. No nosso tempo, onde os dados são petróleo digital e, portanto, um novo tesouro, as receitas geradas pelo negócio de dados serão enormes. É claro que estes valores não devem ser simplesmente colhidos pelas grandes empresas tecnológicas. Como protocolo agnóstico universal, a IOTA poderia funcionar como uma “rede máquina a máquina” pública, descentralizada e auto-reguladora através da qual as respectivas máquinas podem comunicar independentemente sem intermediários e assim transferir títulos.
Um exemplo futurista, embora frequentemente mencionado, é o de um carro inteligente. Este carro inteligente poderia um dia ter uma identidade e uma “carteira electrónica”. Com este equipamento, o carro inteligente poderia pagar vários serviços, tais como combustível (no futuro provavelmente electricidade em vez de gasolina), seguros, lavagens ou portagens. Mesmo o pagamento de um bilhete de estacionamento deveria ser possível, especialmente porque a rede IOTA não tem uma taxa de transacção real e, portanto, parece estar predestinada para “micro-pagamentos”, ou seja, pagamentos muito pequenos.
Por conseguinte, o veículo do futuro não deve ser apenas um automóvel auto-condutivo, mas deve também pagar autonomamente pelos serviços utilizados e ser capaz de oferecer os seus próprios serviços. O conceito de “mobilidade como serviço” poderia ser mais atractivo numa tal economia de máquinas conduzida pela rede IOTA. Desde que um dos proprietários do veículo não precise do seu veículo, o seu carro poderá oferecer os seus serviços de condução a passageiros pagantes. Ao transportar os clientes e cobrar a taxa através da carteira electrónica, o carro gera uma espécie de rendimento passivo para o proprietário, em vez de ficar apenas sentado num parque de estacionamento. Como operador económico autónomo, as possibilidades de um tal veículo no futuro parecem ser ilimitadas. Em última análise, nós, humanos, beneficiamos porque o nosso tempo pode ser optimizado de forma mais eficiente. Por exemplo, se um passageiro estiver com muita pressa, pode também encomendar o veículo para que outros veículos com menos pressa saiam do caminho – obviamente, uma taxa seria paga directamente a outros veículos através da rede IOTA usando fichas IOTA para desimpedir o caminho.
Os fundadores da rede IOTA estão bastante seguros de si próprios: Enquanto a humanidade já está a criar a Internet das coisas digitalizando-as e equipando-as com sensores, a IOTA deveria ter o potencial de tornar possível um passo em frente: uma economia das coisas em que os dados e os dispositivos de IA podem partilhar os seus bens digitais de forma autónoma nos mercados da nova economia de máquinas.
Quanto à IOTA, um dos factos mais impressionantes é o facto de o projecto ter conseguido estabelecer uma fundação na Alemanha. Isto é surpreendente porque a Alemanha é considerada um dos países mais difíceis de estabelecer uma fundação. Além disso, a Fundação IOTA tem conselheiros influentes na direcção da sua fundação. Por exemplo, o “CDO” da Volkswagen Johann Jungwirth é um membro do conselho. Robert Bosch Ventures é também membro do conselho consultivo e o seu fundo já fez investimentos significativos na IOTA.
Em meados de Abril, foi lançada nos Países Baixos a primeira estação de carregamento de veículos eléctricos do mundo, onde o carregamento e o pagamento podem ser feitos com a IOTA. O carregador foi instalado por ElaadNL, um instituto de investigação para a inovação. Para a equipa da IOTA, este é um dos primeiros passos para a adopção no mundo real.
Recentemente, a equipa da IOTA revelou o segredo há muito esperado sobre o chamado Projecto Q. Com Qubic, o protocolo IOTA não só apoiará contratos e oráculos inteligentes, mas também uma forma de computação distribuída. Isto torna o emaranhado IOTA programável. Ao mesmo tempo, as micro transacções gratuitas devem assegurar que o poder computacional externo e distribuído possa ser utilizado para o emaranhado da IOTA. O objectivo de Qubic é disponibilizar o poder computacional globalmente não utilizado ao emaranhado da IOTA para melhorar ainda mais o desempenho da rede IOTA. De acordo com os fundadores da IOTA, o projecto Qubic é um dos marcos mais importantes.
Hashgraph – A mais recente excitação entre os DLTs
Para além do emaranhado, o termo “Hashgraph” está também a causar um alvoroço no mercado. Esta tecnologia recentemente desenvolvida enquadra-se também na categoria de tecnologias de livros-razão distribuídos (DLT). A ideia do Hashgraph foi desenvolvida por Leemon Baird em meados de 2016 e foi originalmente concebida para o sector empresarial privado. A propriedade intelectual do Hashgraph é detida pela Swirlds, uma empresa fundada pela Baird Swirlds que distribui um programa de desenvolvimento de software que permite a qualquer pessoa experimentar a “Biblioteca do Consenso Hashgraph”. Com a CULedger, um consórcio de 6.000 bancos cooperativos na América do Norte, a Hashgraph já encontrou um poderoso cliente que utiliza o seu software Hashgraph proprietário e até o preferiu a alternativas como o Hyperledger.
Devido a este sucesso no sector empresarial, a Swirlds lançou a “Plataforma Hashgraph Hedera” para alavancar a tecnologia Hashgraph patenteada pela Swirlds para o desenvolvimento de uma rede Hashgraph pública. Enquanto o código fonte do Hashgraph de Hedera estiver publicamente disponível e qualquer pessoa puder tornar-se parte do ecossistema do Hashgraph de Hedera como um nó de rede, o projecto continuará a ter um modelo de governação semelhante ao da Visa. Isto significa que haverá 39 organizações que irão formar uma espécie de conselho de liderança. Os termos exactos estão actualmente a ser finalizados e os 39 membros serão anunciados. Devido a esta estrutura com um órgão de gestão, não será possível dividir o código fonte para criar um projecto alternativo utilizando trabalho árduo.
Como funciona o Hashgraph?
Tal como com o emaranhado, o conceito do Hashgraph já não se baseia em blocos que são colocados cronologicamente para formar uma cadeia. Em vez disso, os chamados eventos, que estão interligados entre si – daí o nome “Hashgraph”. A seguinte informação está contida nestes “eventos”: um carimbo de tempo, dois hashes diferentes dos pais, e uma ou mais transacções.
Enquanto numa cadeia de blocos o nó vencedor tem a possibilidade de adicionar o novo bloco com transacções à cadeia existente, no Hashgraph todos os nós de toda a rede informam-se mutuamente sobre o estado mais recente e “trocam” as suas informações uns com os outros. Como num emaranhado, é criado um “evento” ou diagrama de ligação de transacções, e as transacções são organizadas de acordo com uma sequência temporal cronológica. Este histórico de transacções permite um consenso sobre a sequência de transacções individuais.
Com o conceito Hashgraph, a informação necessária dentro da rede é também transferida através do chamado protocolo Gossip, um protocolo de comunicação. Para divulgar informação dentro de uma rede, o protocolo Gossip é considerado o método mais rápido e mais eficiente de comunicação entre diferentes computadores. Cada computador passa a informação recebida a um computador seleccionado aleatoriamente. Isto leva a uma disseminação exponencial de informação por toda a rede.
Contudo, a mera divulgação de informação dentro da rede não é suficiente para se chegar a um consenso sobre a informação partilhada. Para tal, cada participante da rede deve conhecer o histórico exacto das transacções e, portanto, a sequência exacta de cada uma delas, o que é garantido pelos carimbos de tempo já mencionados. Portanto, o algoritmo de consenso do Hashgraph utiliza a abordagem “Gossip-about-Gossip”. Cada computador da rede partilha todo o seu conhecimento sobre que contas de rede falaram com o quê, com quem e quando. Ou mais tecnicamente falando: Cada computador partilha todo o seu conhecimento sobre o Hashgraph, que é a ordem exacta de todas as transacções na rede. Como cada participante da rede tem sempre o Hashgraph actual, cada computador conhece o histórico completo das transacções. Todos os participantes sabem que todos os outros participantes da rede têm toda a informação relevante sobre as transacções e a sua ordem. Esta circunstância permite o que se chama “votação virtual” porque todos os nós da rede têm uma cópia do histórico da transacção e informação sobre quem recebeu a informação e em que momento, cada participante pode calcular como cada um dos outros participantes da rede se comportará. Portanto, cada nó conhece a decisão do outro, sem que tenha sido tomada uma decisão efectiva, ou seja, uma “votação”. Com base nesta “votação sem direito a voto”, existe um consenso entre os participantes da rede, embora estes não tenham de realizar entre si um procedimento de coordenação intensivo em recursos.
Curiosamente, os algoritmos de votação utilizados para o Hashgraph têm agora mais de 35 anos e são utilizados de uma forma ligeiramente modificada. São tão úteis porque têm um nível de segurança matematicamente comprovado que, até agora, não pode ser ultrapassado. Os peritos por detrás do Hashgraph afirmam portanto – e referem-se à prova matemática – que o Hashgraph é a única tecnologia DLT que é A-BFT (Asynchronous Byzantine Fault Tolerance – Tolerância Assíncrona a Falhas Bizantinas). Segundo eles, isto significa: Desde que menos de 1/3 dos participantes da rede não tenham a intenção de defraudar a rede, pode sempre ser encontrado um consenso entre os computadores sobre o estado da rede e o histórico das transacções.
O Plano Visão de Futuro para o Hashograph
Como forma de tecnologia DLT, o Hashgraph visa também alterar radicalmente a estrutura e organização da Internet de hoje e, com ela, do mundo. Está a tornar-se cada vez mais claro que a Internet na sua forma actual tem sérias deficiências, algumas das quais são devidas a defeitos de nascença originais. Hoje em dia, as grandes instalações de servidores centralizados são as pedras angulares da nossa Internet global. Devido a estes hotspots de ataque, coisas como hacks, spam, ataques BotNet ou DDoS fazem parte da vida quotidiana online. Repetidamente nos lembramos deste facto na realidade.
O Hashgraph vê-se a si próprio como uma solução potencial para estes problemas. Com o Hashgraph, deveria ser possível criar uma “Internet de Mundos Partilhados” que minimiza os muitos riscos de segurança que existem hoje em dia, ao mesmo tempo que elimina o isolamento. Além disso, esta nova Internet movida pelo Hashgraph deveria no futuro permitir a cada um criar o seu próprio mundo, a sua própria comunidade, porque para além de uma segurança inadequada, a Internet também sofre de isolamento. O que isto significa é que a Internet como um todo consiste em sistemas massivamente isolados que não estão ligados uns aos outros por defeito, tornando a comunicação entre estes silos separados tediosa e complexa. Embora a Internet pareça ser uma rede perfeitamente interligada na superfície, ainda é constituída por inúmeros mundos separados que requerem muitos recursos.
O protocolo hash chart, que ao contrário dos protocolos convencionais de cadeia de blocos já permite a escalabilidade no seu protocolo básico, foi concebido para alterar fundamentalmente também o modelo de armazenamento de dados da Internet. Segundo os peritos, o armazenamento de dados deve ser amplamente distribuído através e dentro das redes. Pelo fornecimento da sua capacidade de armazenamento de dados, os participantes relevantes da rede seriam remunerados no terreno através de micro pagamentos. O financiamento de grandes unidades de servidor centralizadas para armazenamento de dados deixaria de ser necessário, dizem os defensores que acreditam na visão do Hashgraph. No centro desta nova Internet estariam as tecnologias DLT, tais como gráficos hash, que capturam de forma transparente todas as informações importantes sobre a comunidade. Se as aplicações da Internet se baseassem na tecnologia Hashgraph, os participantes poderiam estar confiantes de que as regras definidas pelo protocolo seriam aplicadas equitativamente a todos, uma vez que são protegidas e aplicadas através da criptografia e da matemática. Desta forma, as comunidades individuais poderiam comunicar sem problemas umas com as outras através das tecnologias DLT e alcançar um consenso neste novo mundo de mundos partilhados digitalmente.
Os infiltrados do hashgraph também sublinham outro ponto importante: esta tecnologia também pode tornar a Internet mais rápida. A Internet actual, baseada na liderança, que se baseia em servidores centrais que têm de encaminhar todo o tráfego de dados através de todo o sistema, parece-nos rápida. No entanto, se a Internet fosse baseada numa tecnologia DLT como o Hashgraph, seriam possíveis velocidades ainda mais altas. Com a sua rede privada Hashgraph, a Swirlds alcançou velocidades de transacção mais elevadas em tentativas de teste do que a actual rede Visa. Também aqui, os visionários do Hashgraph vêem outra razão pela qual o seu protocolo poderia melhorar a Internet existente.
O Emaranhado e o Hashgraph – Podem cumprir as suas promessas?
Como descrito no início deste capítulo, abordagens inovadoras como o Tangle ou o Hashgraph são vistas como a próxima geração na ainda jovem história da tecnologia DLT. A livre concorrência no mercado está a levar a inovação ainda mais longe. A velocidade com que a inovação avança é surpreendente, mas a rivalidade mútua entre projectos transforma-se muitas vezes em verdadeira animosidade. As discussões degeneram em batalhas de lama infantil, que pouco fazem para fazer avançar o mundo da criptografia, a cadeia de blocos e o DLT como um todo. É difícil para os investidores acompanharem todas as acusações e críticas baratas, emocionalmente carregadas e muitas vezes pessoais e chegarem a uma avaliação razoável dos potenciais ganhos de capital de cada criptomoney.
No entanto, uma das objecções mais significativas deve ser brevemente descrita: No caso de uma AGD, não existe um estado de rede global, uma vez que uma AGD (Maraña e Hashgraph) não tem bloqueios e baseia-se, em certa medida, no princípio do consenso regional. Isto significa que os participantes da rede já não armazenam todas as transacções, mas apenas os dados “locais” dos seus “vizinhos” e dependem de “outras regiões” para fazer o mesmo cuidadosamente. A questão final aqui é se este conceito de regionalismo pode realmente evitar ataques de despesas duplas. Para ser justo, há que dizer que a mesma questão se coloca para as empresas de escalada do Ethereum que querem tirar partido da solução de escalada.
Existe também o receio de que o emaranhado e o Hashgraph assumam uma grande dimensão de dados devido à sua escalabilidade e que isto leve à centralização entre os nós da rede que mantêm a rede em funcionamento. A IOTA e o Hashgraph Hedera parecem ter uma solução para este problema: anunciaram encurtar regularmente o emaranhado ou Hashgraph. É claro que isto significaria, no entanto, que as redes poderiam reintroduzir certos hotspots neuronais centralizados. Os responsáveis por ambos os projectos argumentam que os coordenadores do emaranhado e o conselho de liderança do Hashgraph apenas têm um papel de apoio. Quando os dois projectos atingissem uma certa dimensão e relevância, estas “rodas de apoio” deixariam de ser necessárias, sobre as quais os coordenadores da IOTA e o Conselho de Liderança do Hashgraph perderiam influência. Até lá, o problema de conjuntos de dados demasiado grandes também poderia ter sido resolvido. Até lá, no entanto, muito tem de acontecer, e os projectos têm primeiro de atingir a escala prometida. Embora tanto o emaranhado como o Hashgraph pareçam promissores, ainda não forneceram a prova final e prática do que é reclamado.
