Modelo UTXO do Ergo: A Evolução do Bitcoin para o Ergo

O Ergo é construído sobre o modelo UTXO, um modelo que o Bitcoin introduziu pela primeira vez. Este é um modelo onde um total das Saídas de Transação Não Gastas (dados imutáveis e de curta duração) são criados após cada transação. É uma abordagem completamente diferente das Contas mutáveis de longa duração do Ethereum. As Contas do Ethereum operam em um contexto compartilhado onde cada Conta precisa ser verificada - essa necessidade pode causar desvantagens na utilização de armazenamento. 

O UTXO é usado pelos mineradores (que são os validadores da blockchain, ou provedores de consenso) para verificar se uma chave privada única tem acesso a certas moedas. A privacidade e escalabilidade do modelo UTXO é atraente, no entanto, o design gênese do Bitcoin torna mais difícil a implementação de contratos inteligentes. O modelo UTXO tem muitas vantagens, no entanto, é uma área surpreendentemente subdesenvolvida em comparação com as aplicações de contratos inteligentes no modelo de Contas do Ethereum. O modelo UTXO do Ergo, por outro lado, permite Contratos de Múltiplas Etapas para fornecer operações cross-chain de conhecimento zero através da implementação de NIPoPoWs. O desenvolvedor principal Alex Chepurnoy tem ampla experiência com os recursos do UTXO e os benefícios de segurança do PoW, então ele focou sua pesquisa nesta área.

O termo UTXO indica a quantidade de criptomoeda que permanece não gasta após gastar uma certa quantia dela. Em uma rede blockchain baseada em UTXO, uma saída de transação não gasta é a entrada para a próxima atividade de gasto. Portanto, após cada atividade de gasto, um novo UTXO é criado que será usado novamente como entrada em uma nova atividade de gasto. Assim, o UTXO é usado como entrada e um novo UTXO é criado como saída. Esta é a noção de UTXOs gastáveis na qual o Bitcoin é baseado. No entanto, a contribuição do Ergo para sistemas baseados em UTXO introduz UTXOs somente leitura que permitem a formação de cadeias de transação UTXO.

Robert Kornacki (da pesquisa EMURGO):

“Sistemas UTXO habilitados para contratos inteligentes têm um grande potencial para revolucionar contratos inteligentes como um todo. …… Protocolos de contratos inteligentes baseados em UTXO utilizam padrões de design orientados a caminhos de gasto, como linear, ramificado, recursivo, terceirizado e paralelizado. Isso prepara o terreno para que desenvolvedores de dApp criem contratos inteligentes confiáveis e de alto desempenho, com ainda mais padrões de design de alto nível a serem descobertos no futuro próximo.”

Modelo UTXO do Bitcoin

Embora o Bitcoin seja o pioneiro da moeda descentralizada, ele tem algumas falhas. 

Os problemas incluem:

Falta de completude de Turing: A completude de Turing refere-se a loops em um sistema através da introdução de declarações “se”. Não é difícil introduzir loops, no entanto, loops podem causar ineficiência de armazenamento devido à repetição infinita do código subjacente. O Bitcoin é feito com um design simples e seguro. Ele é construído para servir como um sistema de transferência de dinheiro, então um sistema não completo de Turing foi escolhido para evitar loops infinitos durante as verificações de transação.

Cegueira ao valor: Um Bitcoin é um Bitcoin, ou seja, não há como a rede Bitcoin entender o valor subjacente do Bitcoin em outras denominações. Isso é um obstáculo ao tentar conectar sistemas financeiros tradicionais e descentralizados de maneira sem confiança, onde contratos inteligentes oraculares são necessários para fornecer feeds de dados descentralizados. Empréstimos, empréstimos e algoritmos de criação de mercado automatizados dependem de dados confiáveis para funcionar. Embora o Bitcoin seja o pioneiro das criptomoedas, ele carece da capacidade de conectar esses sistemas financeiros tradicionais e descentralizados. 

Falta de estado: No Bitcoin, o UTXO pode ser gasto ou não gasto e não suporta contratos com estado; portanto, criar qualquer outro estado além disso, como limites de retirada ou ordens de recompra, não é possível. Isso significa que o UTXO só pode ser usado para construir contratos simples e unidirecionais. Contratos “com estado” mais complexos, como organizações descentralizadas, meta-protocolos ou limites de retirada, não podem ser implementados. A forma binária e cega ao valor do Bitcoin, portanto, careceria da capacidade de impulsionar o futuro das finanças.

Cegueira à blockchain: O UTXO do Bitcoin é cego a dados da blockchain, como o nonce (número usado apenas uma vez, ou códigos 2FA) e o hash anterior (um valor específico de qualquer transação na blockchain, que é o valor que os mineradores estão tentando definir). Isso limita severamente as aplicações para jogos de azar, loterias e categorias semelhantes onde a aleatoriedade dentro de uma blockchain é necessária.

Modelo UTXO de Múltiplas Etapas

Sistemas Extended UTXO permitem contratos inteligentes completos de Turing. Esta é uma inovação nova que permite à última geração de blockchains recuperar o modelo original que o Bitcoin usou, mas com muito mais poder.

O Modelo Extended UTxO (eUTXO) preserva a estrutura do Bitcoin enquanto adiciona suporte para contratos inteligentes mais expressivos. O Ergo tem uma abordagem semelhante ao eUTXO do Cardano com seu próprio modelo UTXO de Múltiplas Etapas que introduz cadeias de UTXO. 

Contratos de Múltiplas Etapas fornecem uma extensão ao modelo UTXO do Bitcoin com computações on-chain. O Ergo implementou entradas somente leitura que permitem interação apenas através de cabeçalhos de bloco. Isso melhora a capacidade do Ergo de operar em Nível 3, permitindo computações paralelas não interativas com o uso de NIPoPoWs no modelo UTXO. 

A abordagem estendida do Ergo ao modelo de livro-razão UTXO, onde entradas somente leitura e um contexto enriquecido completo de Turing são implementados, pode fornecer escalabilidade quase infinita com fortes recursos de privacidade e segurança. Aplicações de conhecimento zero, como cofres de gastos coletivos no UTXO do Ergo, são mais eficientes do que em um estado mutável compartilhado como o do Ethereum.