Uma Nova Busca por Descentralização, Parte I: Aspectos Técnicos

Enquanto a maioria das conversas hoje no espaço cripto são sobre adoção mais ampla da tecnologia blockchain (que frequentemente significa
vender-se para Wall Street) e competição com sistemas como Visa e Mastercard (que frequentemente significa abrir mão de
descentralização ou introduzir hipóteses de segurança não muito claras em nome de eficiência), há a óbvia necessidade de
revisitar as raízes do movimento de criptomoedas, que é em sua maioria sobre descentralização. Aqui, muitas questões devem ser respondidas claramente. Está
tudo bem quando 90% do poder de mineração em Bitcoin pode se reunir em uma sala?
Está tudo bem quando 2 ou 3 pools de mineração controlam a maioria do poder de hashing, e logo podem, em teoria, praticar censura? Está tudo bem quando quase todos
os novos nós evitam processar uma blockchain a partir de seu bloco inicial? Está tudo bem quando desenvolvedores de uma moeda Prova-de-Trabalho (PoW, em inglês) estão
fazendo uma bifurcação e mudando o algoritmo de consenso para tornar a rede amigável a mineração por GPUs de novo? Podemos resumir todos estes problemas com
descentralização? Podemos contornar todos estes problemas por meios técnicos?

Descentralização está no centro de muitos problemas que se espalham por diferentes campos de conhecimento, desde campos técnicos e sociais, até campos híbrodos. Pesquisadores e
desenvolvedores estão tentando encontrar soluções técnicas, preferencialmente elegantes e eficientes. Porém, em muitos casos
tais soluções não são conhecidas, o que trás a necessidade de soluções de cunho social.

Neste artigo, eu irei cobrir somente aspectos técnicos de descentralização, em especial descentralização de mineração e
descentralização de verificação.

Descentralização de Mineração

Duas das maiores preocupações sobre descentralização de mineração são hardware especializados (e.g. ASICs) e pools centralizadas.

Com ASICs, um grande ator do mercado, capaz de investir dinheiro suficiente em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), pode conseguir uma vantagem injusta por possuir
exclusividade sobre um hardware eficiente. Em princípio, para qualquer tipo de atividade computacional é sempre possível desenvolver
hardware especializado que tenha melhor performance do que unidades computacionais comercialmente acessíveis, e.g. CPUs e GPUs. Porém, esforços de P&D
e resultados possíveis para diferentes tarefas computacionais podem variar muito. A motivação por trás de uma busca pelo hardware perfeito (ou
perto suficiente de perfeito) pode ser bastante complexa (e.g. artigo sobre artigo sobre Equihash em inglês).

Para maioria das criptomoedas PoW (incluindo Bitcoin, Ethereum e ZCash), de 2 a 4 pools centralizadas de mineração
controlam a maioria do poder de mineração. Isto facilita acesso à censura ou frontrunning em aplicações (por exemplo,
reordenamento de ordens de compra e/ou venda em uma corretora), ou seja, os controladores das pools centralizadas decidem um candidato a bloco para toda a pool trabalhar.
Como um possível resultado, esquemas de mineração não-terceirizáveis podem prevenir a formação de pools centralizadas. Só a Plataforma Ergo é conhecida por implantar um prático esquema PoW que é não-terceirizável (baseado em um problema que supostamente consume bastante memória e que foi introduzido no artigo de Equihash (em inglês)) chamado Autolykos.

Como um exemplo de onde problemas de descentralização social encontras a descentralização de mineração, algumas vezes os desenvolvedores de
PoW estão introduzindo bifurcações de fazer um algoritmo PoW que novamente seja amigável a GPUs uma vez que ASICs irão
dominar o mercado de mineração para a moeda. Porém, não está sempre claro por quê atividades totalmente legítimas são banidas
e por quê desenvolvedores (junto com alguns usuários) podem fazer uma bifurcação por essa razão particular.

Descentralização de Verificação

Descentralização de verificação é sobre a possibilidade de conferir a validade da história da blockchain. Tais confirmações fornecem
confiança de que nada errado (i.e fora do protocolo) foi injetado na blockchain e, portanto, dá a um usuário
o direito de rejeitar uma parte maliciosa de uma blockchain mesmo que tenha absorvido mais trabalho que partes alternativas desta blockchain. Havia muitas conversas sobre
tal direito na comunidade Bitcoin quando a ideia sobre Bifurcações Suaves Ativadas por Usuários (UASF, em inglês) havia sido recentemente proposta. Um artigo recente, em inglês, chamado "Who secures Bitcoin?" ("Quem garante a segurança do Bitcoin?", tradução livre) resume bem esta linha de pensamento.

Se verificação pode ser feita em tempo razoável somente por uma entidade capaz de gastar milhões de dólares em aluguel de um datacenter,
obviamente esta rede não é descentralizada. Idealmente, deveria ser possível verificar a integridade da blockchain inteira
em um hardware comum, como um laptop decente.

Contudo, novas blockchains também tendem a absorver mais e mais funcionalidades e, como diz o ditado, "não existe almoço grátis". Então, um
grande tópico na comunidade acadêmica é como tornar possível a verificação da integridade de uma blockchain completa
através de blocos "podados" ou estado do sistema (ou ambos), sob hipóteses plausíveis. Possíveis soluções caminham na direção de bootstrapping
uma fotografia do estado e sufixo da blockchain (popular em clientes do protocolo Ethereum e até mesmo formalizado em um artigo acadêmico), clientes sem estado (parcialmente sem estado, como implementado na Plataforma Ergo ou completamente sem estado, que atualmente só existe em artigos de pesquisa acadêmica).