Reflexões sobre dimensionamento e desenvolvimento do protocolo Bitcoin

Escala on-chain e off-chain…

Validar e armazenar blocos é computacionalmente caro. Consome muito CPU, memória, largura de banda e espaço de armazenamento. A validação é uma operação fundamental que os “nós” da rede devem executar. O bom funcionamento dos “nós” de validação é essencial para a segurança de toda a rede.

Isso significa que há restrições de recursos que devem ser tratadas para qualquer coisa que desejamos fazer na cadeia. Há uma série de coisas já implementadas e outras que estão planejadas no Bitcoin Core para reduzir esses custos de recursos e torná-lo mais seguro para aumentar o tamanho do bloco no futuro.

Para a descalcificação, as restrições são muito mais flexíveis, uma vez que as transações não exigem que toda a rede as processe e as armazene por toda a eternidade. Isso significa que os protocolos off-chain podem fornecer ganhos significativamente maiores no “throughput” de transações com risco muito menor para a segurança da camada base.

Há um equívoco generalizado que os desenvolvedores do Bitcoin Core se opõem a aumentos de tamanho de bloco ou hards-forks – este não é o caso. Em vez disso, a maioria dos desenvolvedores de protocolo Bitcoin (e não apenas Bitcoin Core) parecem pensar que, para aumentar o tamanho do bloco, precisamos certificar-nos de que os custos dos recursos podem ser gerenciados adequadamente. E para fazer um hardfork é necessário ter um ambiente muito mais social, menos contencioso.

Os Soft-forks compatíveis são atualizações especialmente projetadas que evitam muitos dos problemas com os bifurcadores rígidos quando devidamente implantados e ativados. Em particular, eles permitem que as pessoas continuem usando software antigo e enviem transações entre software antigo e novo e não exijam que todos na rede atualizem de uma só vez. Tudo o mais sendo igual, o risco de uma divisão de cadeia com um garfo flexível compatível que é devidamente implantado e ativado é substancialmente menor do que o de um hardfork.

Dentro da comunidade de desenvolvimento de protocolo Bitcoin, softforks compatíveis tendem a ser preferidos sobre hardforks como um meio de atualizar as regras de consenso do protocolo. Vários softforks compatíveis foram implantados e ativados com sucesso, mas nenhum hardfork planejado já foi implantado na rede principal Bitcoin até o momento. Há uma quantidade considerável de estudos foi desenvolvido em ajudar a garantir a implantação segura de softforks compatíveis com a interrupção de rede mínima.

Além disso, para alcançar um amplo acordo entre a comunidade técnica, todas as propostas devem passar por um rigoroso processo de revisão. Caso contrário, arriscar a segurança de toda a rede (vale muitos bilhões de dólares) e provavelmente vai acabar com várias cadeias incompatíveis e/ou outra forma de uma quebra de rede. Assim, há um forte foco em corrigir as questões que o tornam mais seguro e mais fácil de escalar de diferentes maneiras, que são pré-requisitos para futuras propostas.

O projeto Bitcoin Core tem uma longa história de melhorias de desempenho que tornam o escalonamento em cadeia mais viável incluindo cache de assinatura, ultraprune, verificação de script paralelo, cabeçalhos de primeira sincronização, libsecp256k1 (biblioteca criptográfica que acelera a validação de assinaturas 5-7x) Blocos, blocos assumidos válidos, um cache de cuckoo que acelera ainda mais a validação de assinaturas e otimizações para o código de rede. A versão mais recente do Bitcoin Core 0.14.0, sincroniza muitas vezes mais rápido do que o Bitcoin Core de apenas 02 anos atrás e algumas otimizações ainda são consideradas possíveis.

Segtled Witness (Segwit): um softfork compatível que já foi ativo em três redes de teste dedicado, bem como o testnet Bitcoin e está aguardando a ativação no mainnet Bitcoin, é considerado um componente crítico na próxima fase de ambos on- chain e off-chain. Para a escala de cadeia, reduz o bloat UTXO e fornece mais opções de sincronização de nós, bem como resolve o problema sighash quadrática que atualmente faz algumas grandes transações levar muito tempo para validar. Para escalabilidade fora da cadeia, ele corrige a maleabilidade de transação, permitindo implementações muito mais limpas de protocolos fora da cadeia, como a Lightning Network.

A Segwit também permite a adição de outras características no futuro, como assinaturas schnorr e MAST (merkelized abstract syntax trees), que poderia reduzir substancialmente o tamanho das assinaturas e scripts em um bloco.

Enquanto o trabalho é realizado para descobrir como aumentar ainda mais o tamanho do bloco e usar o espaço do bloco existente de forma mais eficiente, as idéias do protocolo fora da cadeia podem ser exploradas simultaneamente. Ter equipes que trabalham nessas áreas diferentes, tanto on-chain como off-chain em paralelo, provavelmente levará a um ritmo rápido de inovação. Nós acreditamos realisticamente, em poder desdobrar um hardfork que aumente mais o tamanho do bloco dentro do próximo ano ou em 02 anos.

On-chain poderíamos ver de forma realista um pequeno porem significativo aumento do faturamento no processamento de transações de curto a médio prazo, porém com retornos decrescentes. Especificamente, será necessário reduzir os custos de validação, bem como uma arquitetura de rede mais sofisticada.

Propostas de tamanho de bloco dinâmicos ou adaptativos foram feitos – mas ainda é um problema em como melhor resolver isto, pois todas as propostas até agora parecem sofrer problemas de segurança. No entanto, não devemos impedir o progresso em outros lugares apenas porque uma solução ainda não é conhecida para este problema específico.

Off-chain, poderíamos ver realisticamente ganhos muito maiores dentro dos próximos anos para determinados casos de uso, 1000x ou mais no throughput de transação, sem perda de segurança de nível básico.

Esse é estudo que expressas opiniões, que se baseiam na maior precisão possível do entendimento geral que existe na comunidade de desenvolvimento do protocolo Bitcoin.

Fonte: cryptoinsider.com
Adaptação/Tradução: Guia do Bitcoin