A Qualidade da Cadeia (CQ) é uma propriedade fundamental das blockchains. De forma simplificada, significa:
Ter 3% do stake permite-lhe controlar 3% do espaço de blocos ao longo do tempo.
A qualidade da cadeia foi suficiente para as primeiras gerações de blockchains, que apresentavam baixa capacidade — mas as blockchains modernas oferecem larguras de banda muito superiores e conseguem registar inúmeras transações num único bloco.
Isto motiva uma definição mais robusta e detalhada, que reflete a divisão do espaço de blocos dentro de cada bloco, e não apenas a fração média ao longo do tempo. Denominamos esta propriedade de Qualidade de Cadeia Forte (SCQ):
Ter 3% do stake permite-lhe controlar 3% do espaço de blocos em cada bloco.
Na essência, esta propriedade confere aos detentores de stake a possibilidade de usufruírem de faixas virtuais numa blockchain de elevado desempenho, garantindo a inclusão das suas transações.
‘Qualidade da Cadeia’ nas blockchains
Uma das inovações fundamentais do Bitcoin, hoje presente em praticamente todas as blockchains, foi a introdução de um mecanismo de recompensa no protocolo para os proponentes de blocos: os tokens criados e as taxas de transação são atribuídos à entidade que consegue adicionar um bloco à máquina de estados. Estas recompensas são definidas na função de transição de estado e refletem-se no estado final do sistema.
Na computação distribuída tradicional, as partes dividem-se entre honestas e maliciosas. Não existe necessidade de recompensar o comportamento honesto; a honestidade é assumida no modelo.
No modelo criptoeconómico, as partes são vistas como atores racionais, possivelmente com funções de utilidade desconhecidas — e o objetivo é desenhar incentivos para que o comportamento de maximização de lucro se alinhe com o sucesso do protocolo. Aliado ao mecanismo de recompensa no protocolo, isto conduz à seguinte definição idealizada de Qualidade da Cadeia:
- Qualidade da Cadeia (CQ): Uma coligação que detenha X% do stake total tem, após o GST, uma probabilidade de X% de ser o proponente de cada bloco que entra na cadeia.
Uma cadeia que se desvie desta qualidade pode permitir que coligações acumulem uma quota desproporcionada das recompensas, desincentivando o comportamento honesto e colocando em risco a segurança do protocolo.
Muitas blockchains modernas cumprem, ou procuram cumprir, esta propriedade recorrendo à rotação aleatória de líderes ponderada pelo stake. Entre os principais desafios destacam-se o Selfish Mining do Bitcoin (nesta literatura, CQ é designado Ideal CQ, ver aqui); a resistência a ramificações finais da Monad; e o protocolo LMD GHOST da Ethereum (onde os problemas de CQ são frequentemente denominados “reorgs”, ver Goldfish).
O papel da ‘Qualidade de Cadeia Forte’
Quando existe abundância de espaço de blocos, não é necessário conceder a um único proponente o poder de decidir o conteúdo de todo o bloco — o espaço pode ser partilhado por várias partes no mesmo bloco. A definição criptoeconómica de Qualidade de Cadeia Forte reflete esta ideia:
- Qualidade de Cadeia Forte: Uma coligação que detenha X% do stake total tem, após o GST, controlo sobre X% do espaço de blocos em cada bloco.
Esta propriedade idealizada conduz à abstração de faixas virtuais, onde coligações controlam uma fração dedicada do espaço de blocos em cada bloco.
Do ponto de vista económico, deter uma faixa virtual equivale a possuir um ativo produtivo que pode gerar taxas e receitas de MEV. A competição entre entidades externas para adquirir e manter estas faixas, através da acumulação de stake, alimenta a procura pelo token subjacente da L1. Quanto maior o valor económico que uma faixa possa gerar, mais fortes serão os incentivos para competir pelo stake, e maior será o valor que se acumula no stake da L1 que regula o acesso ao espaço de blocos. Esta abstração permite noções mais robustas de resistência à censura, refletidas na propriedade de validade SCQ do protocolo.
Sobre a Qualidade de Cadeia Forte e a resistência à censura
Trabalhos recentes (aqui) sublinham a importância de protocolos resistentes à censura que incluam de imediato todos os inputs das partes honestas, e não apenas eventualmente. A Qualidade de Cadeia Forte (SCQ) pode ser vista como uma extensão desta propriedade para contextos com restrições fixas de capacidade de blocos.
Na prática, nenhum protocolo pode garantir a noção ideal de resistência à censura se a procura de inclusão de transações superar o espaço de blocos disponível. A SCQ ultrapassa esta limitação ao não exigir que todas as transações honestas sejam sempre incluídas, mas sim ao atribuir a cada nó com stake um orçamento dentro do qual a inclusão das suas transações é garantida.
O protocolo MCP foi proposto como complemento aos protocolos de consenso do tipo Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), para lhes conferir resistência à censura. Este protocolo cumpre ainda a SCQ ao atribuir o espaço de blocos aos proponentes de forma proporcional ao stake (cf. secção 5.3 do MCP). Protocolos BFT baseados em DAG existentes permitem implementar um mempool multi-escritor que também assegura algum grau de resistência à censura.
Implementações padrão destes protocolos não atingem estritamente a SCQ, pois permitem que os líderes adiem seletivamente subconjuntos de transações. Contudo, pequenas alterações a estes protocolos podem permitir-lhes recuperar a SCQ (ver resultados recentes aqui e aqui). Um tema relacionado é a inclusão forçada de transações para mitigar a censura (ver também EIP-7805).
O MCP mostra ainda como obter uma propriedade de ocultação mais forte, permitindo que os detentores de stake criem faixas virtuais privadas cujo conteúdo só é revelado quando o bloco completo é tornado público. Iremos abordar este aspeto em publicações futuras.
Como obter Qualidade de Cadeia Forte
Para garantir a Qualidade de Cadeia Forte após o GST, é necessário assegurar que o proponente não possa censurar os inputs dos detentores de stake. Tal é conseguido com um protocolo de duas rondas, com dois pequenos ajustes a praticamente qualquer protocolo BFT baseado em visões:
-
Ronda 1: Cada parte envia o seu input certificado a todas as partes.
-
Ronda 2: Cada parte que recebe um input certificado da parte i adiciona i à sua lista de inclusão. Depois, envia a lista de inclusão ao líder, comprometendo-se a aceitar apenas blocos que incluam todos os inputs dessa lista.
-
Proposta BFT: O líder recebe estas mensagens e inclui no bloco a união de todas as listas de inclusão recebidas.
-
Votação BFT: Uma parte só vota num bloco se este contiver todos os inputs da sua lista de inclusão.
É fácil verificar que este esboço pode ser convertido num protocolo completo que cumpre a Qualidade de Cadeia Forte pós-GST, assegura resistência à censura e está ativo para um líder honesto. Adicionar SCQ pré-GST exigiria ainda aguardar por um quórum de valores ou listas em cada ronda. Iremos aprofundar este protocolo e as suas generalizações em futuras publicações.
Estudos recentes demonstraram que a Qualidade de Cadeia Forte e a resistência à censura exigem mais duas rondas além das rondas de votação de um protocolo BFT convencional (como no esboço acima). Também abordaremos este resultado em futuras publicações.
Embora a Qualidade de Cadeia Forte (SCQ) determine a fração do espaço de blocos que uma coligação pode controlar, não define integralmente a ordem de execução das transações. A SCQ pode ser interpretada como a reserva de espaço num conjunto para cada nó com stake, sem garantir a ordem das transações nesse conjunto.
Isto abre um vasto campo de investigação para o desenvolvimento de mecanismos de ordenação de transações que promovam maior justiça e eficiência no ecossistema blockchain. Uma abordagem promissora consiste em ordenar as transações segundo as taxas de prioridade. Iremos explorar as nuances da ordenação em futuras publicações.
Publicado originalmente em a16zcrypto.com As opiniões expressas são da exclusiva responsabilidade dos colaboradores individuais da AH Capital Management, L.L.C. (“a16z”) citados e não refletem necessariamente as opiniões da a16z ou das suas afiliadas. Algumas informações aqui incluídas foram obtidas junto de fontes terceiras, incluindo empresas do portefólio de fundos geridos pela a16z. Embora provenientes de fontes consideradas fiáveis, a a16z não verificou independentemente tais informações e não faz declarações quanto à sua atualidade, exatidão ou adequação a situações específicas. Este conteúdo pode ainda incluir publicidade de terceiros; a a16z não analisou tais anúncios nem endossa qualquer conteúdo publicitário neles incluído.
Deve consultar os seus próprios consultores para estas matérias. As referências a quaisquer valores mobiliários ou ativos digitais são meramente ilustrativas e não constituem uma recomendação de investimento ou oferta de serviços de consultoria de investimento. Além disso, este conteúdo não se destina nem se dirige a investidores ou potenciais investidores, não podendo em caso algum ser utilizado como base para decisões de investimento em qualquer fundo gerido pela a16z. (Uma oferta de investimento num fundo da a16z será feita apenas através do memorando de colocação privada, acordo de subscrição e demais documentação relevante do respetivo fundo, que deverá ser lida na íntegra.) Quaisquer investimentos ou empresas de portefólio mencionados, referidos ou descritos não representam todos os investimentos dos veículos geridos pela a16z, não havendo garantia de que os investimentos serão rentáveis ou que outros investimentos futuros terão características ou resultados semelhantes. Uma lista dos investimentos realizados por fundos geridos pela Andreessen Horowitz (excluindo investimentos cuja divulgação pública não foi autorizada pelo emitente, bem como investimentos não anunciados em ativos digitais cotados) está disponível em https://a16z.com/investment-list/.
O conteúdo refere-se apenas à data indicada. Quaisquer projeções, estimativas, previsões, objetivos, perspetivas e/ou opiniões expressas nestes materiais estão sujeitas a alterações sem aviso prévio e podem divergir ou ser contrárias a opiniões expressas por outros. Consulte https://a16z.com/disclosures/ para informações adicionais relevantes.
Aviso legal:
-
Este artigo é uma reprodução de [a16zcrypto]. Todos os direitos de autor pertencem ao autor original [@ittaia,@PGarimidi, e @jneu_net]. Caso existam objeções a esta reprodução, contacte a equipa Gate Learn, que tratará do assunto com celeridade.
-
Aviso de responsabilidade: As opiniões expressas neste artigo são da exclusiva responsabilidade do autor e não constituem qualquer aconselhamento de investimento.
-
As traduções do artigo para outros idiomas são efetuadas pela equipa Gate Learn. Salvo indicação em contrário, é proibida a cópia, distribuição ou plágio dos artigos traduzidos.
