Esta é uma opinião editorial de Shinobi, um educador autodidata no espaço do Bitcoin e apresentador de podcast do Bitcoin voltado para a tecnologia.

Este artigo é o último de uma série que mergulha nos principais projetos de sidechain que existem para o Bitcoin. É altamente recomendável ler as partes anteriores antes disso: (1) Spacechains, (2) Spacechain Use Cases, (3) Softchains, (4) Drivechains, (5) Federated Chains.

O que são sidechains em poucas palavras? Blockchains que permitem que você mova seu bitcoin da blockchain Bitcoin para esta outra sidechain. É aí que reside o problema e a dificuldade de projetar uma sidechain – você não pode realmente fazer isso. Você não pode mover bitcoin da blockchain Bitcoin para outra blockchain; isso não é possível porque o único lugar onde seu bitcoin realmente existe é na blockchain do Bitcoin. Eles não podem realmente existir em nenhum outro lugar. Tudo o que é realmente possível fazer é bloquear seu bitcoin de alguma forma na blockchain do Bitcoin e depois criar outros tokens em uma cadeia diferente para representar esses bitcoins. A maior aspiração de um sidechain é fazê-lo de uma maneira que seja verificável que esses tokens existam apenas 1:1 com bitcoin real (fácil), e onde a única maneira de desbloquear bitcoin no mainchain em qualquer situação é bloquear de forma verificável tokens que você controla legitimamente na outra cadeia (muito difícil de fazer de uma maneira confiável que não torna o próprio bitcoin mais caro para verificar).

Quase todas as dificuldades em projetar uma sidechain se resumem a como esse mecanismo de bloqueio e desbloqueio é projetado: como o bloqueio funciona, quais condições são necessárias para desbloqueá-los e como essas condições são verificadas e aplicadas. Mecanismos unidirecionais, onde você só pode bloquear moedas e nunca desbloqueá-las, são trivialmente simples. Apenas queime alguns bitcoins com OP_RETURN e exija a verificação para cunhar tokens na nova cadeia e pronto. Mecanismos bidirecionais, que suportam bloqueio e desbloqueio, são muito mais complicados. Até agora, não há nenhum mecanismo bidirecional projetado, exceto aqueles que aumentam o custo de validação da principal blockchain do Bitcoin (softchains), ou aqueles que introduzem novas premissas de confiança na segurança de moedas bloqueadas”na sidechain”(drivechains e cadeias federadas).

O santo graal das sidechains é um mecanismo para bloquear e desbloquear moedas que não requer nenhuma confiança para aplicá-lo e que não aumenta os custos de validação da blockchain principal do Bitcoin (ou seja, uma única interação de sidechain com a cadeia principal não é mais cara, mais ou menos, para verificar do que uma única transação Bitcoin). Atualmente nada consegue isso, então é hora de passar pelas desvantagens.

Centralização de Mineração

Todos os diferentes projetos pelos quais passei, exceto Liquid, de uma forma ou de outra dependem dos mineradores de Bitcoin para fornecer segurança para a sidechain. O RSK, mesmo sendo um peg federado, ainda usa mineradores de Bitcoin. As softchains poderiam, em teoria, usar outra coisa, mas se não fornecesse tanta segurança de prova de trabalho (PoW) quanto os mineradores de Bitcoin, estaria abrindo o blockchain do Bitcoin para ataques de negação de serviço (DoS). Então, na realidade, se uma softchain fosse implantada, ela usaria mineradores de Bitcoin. O Spacechains PoW é baseado explicitamente em mineradores de Bitcoin confirmando uma transação de compromisso para o sidechain. As cadeias de transmissão são projetadas especificamente para mineração de mesclagem por mineradores de Bitcoin. Não há como escapar de envolver os mineradores em sidechains se algo mais, exceto uma sidechain federada pura, é tudo o que já foi implantado.

Uma distinção clara precisa ser feita antes de entrar nesse risco: a diferença entre os próprios mineradores (operadores de hardware) e coordenadores de mineração (pools; os blocos de construção do nó). Os pools são necessários para coletar uma recompensa regularmente se você não tiver uma quantidade muito significativa de hardware de mineração físico e for um ponto de centralização legítimo. A centralização/descentralização da mineração não é um tópico simples (mais aqui) e há nuances importantes em como os diferentes aspectos da mineração centralizada interagem com outros aspectos da mineração. Sem pools de mineração, a renda de um minerador é um fluxo de receita totalmente errático e imprevisível. Isso, combinado com o risco muito real de regulamentação potencial dos pools de mineração no futuro (eles são uma entidade de custódia; eles guardam os fundos dos usuários até a retirada), torna os pools de mineração um ponto de centralização muito perigoso para o espaço.

Os mineradores precisam validar o blockchain para minerar, independentemente de essa função ser terceirizada ou não. Sem validar a cadeia, eles não têm ideia se o bloco que estão minerando contém apenas transações válidas; basta um único inválido para invalidar o bloco que encontrarem e perder todo o dinheiro que poderiam ter ganho. Esse requisito de validação, no entanto, não é o motivo pelo qual os pools de mineração são usados: é a previsibilidade das recompensas. Um minerador com 1% do hashrate raramente encontrará um bloco e coletará toda a recompensa, enquanto um minerador com 1% do hashrate usando um pool coletará regularmente cerca de 1% da recompensa do bloco que o pool ganha coletivamente. O custo de validação é pequeno. A previsibilidade da recompensa é o ponto de venda, e é por isso que os desenvolvedores estão tentando encontrar uma maneira de obter esses mesmos benefícios sem exigir um pool centralizado. Isso permitiria que os mineradores não dependessem de uma entidade centralizada que tenha controle sobre quais transações vão para um bloco.

Agora imagine se os custos de validação fossem maiores. Não há limite para o número de cadeias espaciais que podem ser criadas. E embora eles não estejam atrelados ao preço do bitcoin como outros designs, qualquer um deles que tenha um valor significativo valeria a pena para os pools de mineração (e mineradores) funcionarem para ganhar mais dinheiro. Os mineradores que o fizessem seriam mais competitivos do que aqueles que não o fizessem, e se a mineração no longo prazo se tornar um setor com margens de lucro muito pequenas, isso se tornará efetivamente um requisito para minerar essas outras cadeias. Se você não fizer isso, você não é lucrativo. Os mineradores que os administram podem aumentar os custos para os mineradores que não o fazem e ainda lucram, tirando os outros do negócio.

Lembre-se também de que não há limitação nos custos de validação de uma sidechain. Pode ser muito caro validar algumas funções criptográficas, complexidade arbitrária como Ethereum ou até estupidez completa de gigablock como BSV. As softchains têm exatamente o mesmo risco, além de aumentar o custo de validação de usuários regulares que executam nós completos. A única”graça salvadora”, se você quiser chamar assim, é o requisito de ativar uma única cadeia lateral de cada vez com um softfork exclusivo. Isso pelo menos significa que cada proposta individual e seu custo de validação serão fortemente examinados antes de serem ativados.

Drivechains? Eles afirmam resolver esse problema, mas a realidade é que não. A noção de um drivechain é que o criador do bloco acaba pagando a maior parte das taxas aos mineradores para que seu bloco seja minerado, mantendo apenas uma pequena parte para si. Essa pequena porção em um mundo de margens de lucro muito pequenas é mais lucro que pode ser obtido, o que novamente volta a ser capaz de tirar outros mineradores do negócio se você fizer isso sozinho. Mesmo se você assumir que os criadores de blocos de drivechain não mantêm nenhuma das taxas para si, dando 100% aos mineradores, por que eles fariam isso se não houvesse algum outro aspecto desse sidechain que eles pudessem monetizar? Isso é provavelmente uma forma de extraível de minerador Valor (MEV) com o qual os mineradores poderiam ganhar dinheiro, tendo o mesmo efeito centralizador. A longo prazo, qualquer tipo de pool de mineração descentralizado teria que envolver mineradores executando todos esses nós de sidechain, além de um nó de mainchain, o que poderia acabar sendo uma perspectiva muito irreal para mineradores de pequena escala. Isso colocaria um piso artificial restringindo o quão descentralizada a mineração poderia ser.

Apenas sidechains federadas evitam esse efeito centralizador na mineração de Bitcoin porque eles não interagem de forma alguma com os mineradores, exceto em virtude do pagamento de taxas de minerador em transações atrelando moedas da sidechain.

Os Riscos de Pegs e Consenso

O processo de como as sidechains são mineradas apresenta riscos para a centralização da mineração e o processo de como as moedas são bloqueadas e desbloqueadas de uma sidechain peg pode apresentar riscos para consenso. As cavilhas federadas e as cavilhas unidirecionais não apresentam um risco sério ao consenso. No caso de uma indexação federada, porque fundamentalmente não é diferente de uma exchange custodial-você pode depositar e sacar-ela não tem nenhuma interação fundamental com o processo de consenso que as exchanges fazem e, portanto, não apresenta nenhum risco novo. Os pinos unidirecionais são simplesmente uma maneira de queimar seus bitcoins e torná-los irrecuperáveis. Isso não é um risco ou interferência no consenso. Softchains e drivechains, no entanto, ambos de maneiras diferentes apresentam riscos para o consenso do Bitcoin.

Softchains apresentam um risco de consenso muito claro para a rede Bitcoin principal. Em primeiro lugar, aumenta o custo de validação por softchain adicionado para nós somente mainchain e, dependendo do tamanho dos blocos ou da complexidade das regras para validar isso, pode haver um aumento marginal ou um aumento bastante drástico. Em segundo lugar, qualquer divisão de consenso devido a um bug não determinístico pode afetar a cadeia principal. Tal bug foi a causa do chainsplit que ocorreu em 2013. Devido à forma como o banco de dados Bitcoin usa para lidar com trabalhos de leitura e gravação de dados, alguns nós”ficariam sem”os tempos em que poderiam ler e gravar dados e invalidar um bloco inválido. Como essas operações eram limitadas com base nos recursos individuais do computador, não havia uma situação consistente que pudesse causar isso, pois os recursos de cada nó individual são diferentes.

Tal incidente em uma softchain apresenta um risco de consenso para a mainchain devido à forma como eles estão entrelaçados. Por fim, como os requisitos de dificuldade são definidos para minerar uma softchain pode ter enormes implicações para o custo de validação de nós somente de mainchain. Qualquer detecção de uma softchain chainsplit aciona o download e a validação de cada bloco até a raiz dessa chainsplit, o que, dependendo dos custos de validação de uma softchain específica, pode criar um aumento maciço de validação para os nós da mainchain. Se a dificuldade de mineração for ou puder ser uma porcentagem muito baixa da taxa total de hash do Bitcoin, pode se tornar muito barato atacar o Bitcoin criando chainsplits na softchain apenas para aumentar os custos do nó da cadeia principal.

As cadeias de transmissão apresentam um risco mais sutil ao consenso. Como discutido acima, eles de fato têm dinâmicas como outros projetos de sidechain que criam pressão para centralizar ainda mais a mineração. Isso interage muito mal com o fato de que o pino é essencialmente apenas mineradores no controle total das moedas nas cadeias de transmissão; a maioria deles pode efetivamente fazer o que quiser com moedas trancadas em cadeias de transmissão. A segurança de todas as moedas nas cadeias de transmissão depende de os mineradores serem descentralizados o suficiente para tornar os ataques de 51% impraticáveis, mas ao mesmo tempo cria pressões que provavelmente aumentarão a centralização da mineração a longo prazo.

Se tal dinâmica acontece com os drivechains e os mineradores roubam moedas do peg, não há literalmente nenhuma opção para os usuários desse sidechain, exceto um soft fork ativado pelo usuário (UASF) para invalidar esse peg. Esta seria uma dinâmica muito diferente da última UASF; em 2017, os usuários jogaram essencialmente um jogo de galinha, onde teriam moedas em ambos os lados do garfo. Ambas as opções estavam disponíveis para pessoas que apoiavam uma UASF. No caso de um UASF para impedir o roubo da cadeia de transmissão, os usuários não teriam as duas opções disponíveis. Somente no lado UASF do garfo eles teriam moedas; na cadeia legada eles não teriam nada. Eles literalmente não têm incentivo para voltar à cadeia legada se o UASF falhar e resultar em uma divisão de cadeia.

Alguns até argumentam que os mineradores devem atacar certas sidechains”ruins”(embora não seja certo o que constitui”ruim”em uma sidechain). Se as cadeias de transmissão fossem amplamente adotadas, toda essa dinâmica poderia fragmentar a blockchain do Bitcoin e diluir seu efeito de rede. As pessoas vitimadas por um roubo de cadeia de transmissão têm todos os incentivos do mundo para manter um garfo funcionando, pois deixá-lo morrer significa que eles perderam tudo.

Encerrando

Seria negligente da minha parte não mencionar sidechains federados neste artigo; eles não apresentam ameaças diretas ao consenso do Bitcoin como outros projetos, mas por sua natureza são efetivamente um sistema confiável. Os usuários de tais sistemas devem considerar profundamente se a utilidade oferecida por tais sistemas vale a troca no modelo de segurança e se a federação que opera o sistema é confiável o suficiente para manter a custódia de seus fundos.

No final, nenhum projeto de sidechain proposto atualmente chega perto de cumprir a promessa original de sidechains apresentada no artigo original de 2014. Todos eles falham em fornecer o nível de segurança desejado em um mecanismo de indexação para se mover entre as cadeias ou apresentam riscos para a própria rede Bitcoin principal. Talvez um dia coisas como provas de conhecimento zero possam fornecer uma maneira de projetar um peg que não imponha maiores custos de validação em nós de mainchain como softchains, ou não exija novas suposições de confiança como drivechains ou cadeias federadas em termos de segurança dos fundos dos usuários. Mas a partir de agora, não existe tal projeto concreto. Se você acha que sidechains verdadeiramente sem confiança são uma melhoria importante para o Bitcoin, espero que um dia a tecnologia para implementá-los seja desenvolvida, mas atualmente nada que existe chegou perto.

Esta é uma postagem de convidado de Shinobi. As opiniões expressas são inteiramente próprias e não refletem necessariamente as da BTC Inc ou da Bitcoin Magazine.

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