A Próxima Fronteira da Performance Blockchain

Até este ponto, blockchains têm parecido muito com internet discada. Lenta, desajeitada e com casos de uso muito limitados. As velocidades de internet discada tinham um máximo de 56 kb/s, que é chocantemente lenta pelos padrões de hoje. 56 kb/s era suficiente apenas para fazer navegação muito básica na internet, como carregar seu portal web favorito, enviar emails ou baixar uma imagem de baixa resolução muito lentamente.

Nos anos 1990, as velocidades de 56kb/s da discada eram adequadas porque as pessoas não passavam muito tempo na internet ou tinham necessidade de compartilhar quantidades massivas de dados em imagens e vídeos de alta resolução. As pessoas não percebiam quão lentas eram as velocidades da internet porque a discada era a mais rápida que existia na época e os primeiros casos de uso e aplicações eram limitados pela performance da rede subjacente.

Ironicamente, o Bitcoin propaga muito menos dados que a discada. O Bitcoin faz um bloco de ~1mb a cada 10 minutos (600 segundos) ou cerca de 1,6 kb/s. Isso se deve em grande parte às preferências dos primeiros designers e adotantes de blockchain que optaram por resolver redundância e descentralização sobre performance. As preferências dos usuários estão mudando e as preferências dos primeiros adotantes cripto não são mais tão aplicáveis à curva média dos adotantes em massa.

Similar à internet inicial, a maioria das blockchains são lentas hoje, mas aumentarão a performance rapidamente ao longo do tempo. Blockchains de próxima geração são capazes de se beneficiar de upgrades massivos de performance conforme o poder computacional e as velocidades de internet aumentam.

Continuamos empacotando mais e mais transistores em um único chip de computador, mas não aumentamos a velocidade do clock. Em vez disso, aumentamos a capacidade computacional usando esses transistores para empacotar múltiplos processadores no mesmo chip. Isso é chamado de multicore. Assim, a performance multicore dobra aproximadamente a cada 2 anos. De acordo com a Lei de Nielsen, as velocidades de internet também dobram aproximadamente a cada 2 anos.

Diferentemente das tecnologias legadas, blockchains de próxima geração conseguem aproveitar completamente esses saltos no desempenho multicore e largura de banda. É muito difícil defender que blockchains como Ethereum, que não escalam com hardware moderno multicore, conseguirão acompanhar o desempenho de blockchains mais recentes que o fazem. A solução L2 frequentemente citada não é exclusiva do Ethereum, e a compressão de dados e agrupamento de transações dos L2s podem ser aplicados a um blockchain muito mais performático para o mesmo % de aumento no desempenho.

Existem várias características de blockchains de alta performance, mas para os propósitos deste artigo vamos focar na propagação de dados. A largura de banda da internet provavelmente continuará sendo o fator limitante da experiência de internet para os usuários.

No blockchain, o espaço de bloco é um dos recursos mais valiosos e importantes porque oferece a capacidade de escrever em um bloco e submetê-lo como transação para todos os nós para aprovação. É importante notar que uma transação idêntica em uma chain não usará a mesma quantidade de dados que em outra, não há uma quantidade padrão de dados que uma transação usará. No entanto, se uma chain propaga mais dados (blocos maiores, mais rápido), ela geralmente será capaz de processar mais transações por segundo e suportar uma maior quantidade de atividade na rede. Alto rendimento é uma característica de blockchains performantes de próxima geração (tradicionalmente medido por transações por segundo ou TPS). Diferentemente de uma aplicação única, blockchains suportarão centenas ou até milhares de aplicações em todo um ecossistema de produtos e aplicações rodando em uma única rede. Podemos concebivelmente dizer que a demanda por espaço de bloco aumentará exponencialmente nos próximos anos à medida que aplicações e casos de uso mais úteis e populares forem desenvolvidos. Sem alto rendimento, o acesso ao espaço de bloco escasso torna-se muito caro quando a demanda dispara. Vimos esse fenômeno ilustrado de forma dolorosa durante o mint dos Otherside deeds da Yuga Lab, quando as taxas de gas excederam 5 ETH ou ~$14.000 USD por transação.

Se espaço de bloco são dados, as pessoas demandarão exponencialmente mais e mais dados conforme melhores aplicações forem construídas. Vamos comparar alguns blockchains populares para ver quantos dados estão propagando para os nós por segundo. Excluindo algumas inovações recentes e casos excepcionais, a maioria dos blockchains precisa propagar dados para 2/3+1 ou 66% de todos os nós para alcançar consenso. Se o consenso não for alcançado, uma transação não é finalizada (completada).

Bitcoin está propagando uma quantidade minúscula de dados. Isso é consistente com o ethos do BTC de dinheiro sólido que pode sobreviver a um inverno nuclear, mas isso tem um custo enorme para a performance. Quanto ao Ethereum, mesmo após o sharding, que é o principal aumento de rendimento planejado no roadmap do ETH 2.0 em 2023 ou 2024, o ETH inicialmente estará propagando uma pequena fração dos dados que chains de próxima geração já estão fazendo hoje. Isso impacta severamente a escalabilidade do Ethereum. Mesmo se 100% dos 1,3mb/s iniciais for usado para rollups L2 de ZK (conhecimento zero) agrupando centenas de transações em uma, esse nível de propagação de dados e 100.000 TPS provavelmente não é compatível com adoção em massa se dezenas ou centenas de milhares de aplicações e milhões de usuários tentarem escrever no mesmo bloco simultaneamente.

"Blockchains legados que não escalam com hardware moderno e aumento de largura de banda terão dificuldade para competir com blockchains de próxima geração que o fazem"

A propagação deficiente de dados prejudica o alcance das inovações de engenheiros de aplicação e produto, tornando a adoção em massa muito difícil. Os engenheiros são forçados a resolver as limitações da blockchain em que estão construindo, minimizando interações com a cadeia para reduzir custos para os usuários. Engenheiros de produto e aplicação deveriam poder inovar livremente em blockchains sem ter que se preocupar com o custo e velocidade da rede em que estão construindo. Blockchains de próxima geração possibilitam isso.

Simplificando, até que superemos arquiteturas legadas como Ethereum e Bitcoin para chains mais performantes, será muito difícil construir aplicações com alcance e escala global que sejam úteis aos consumidores, limitando severamente a adoção em massa de crypto.

Nem tudo está perdido. Hoje, essas limitações de performance estão começando a ser removidas e estamos sendo conduzidos para uma nova geração de blockchains. Veremos níveis de propagação de dados, sincronicidade, e os efeitos da composabilidade, e desenvolvimento de aplicações ilimitado integrando bilhões de usuários.

O mundo não é estático. A única constante é a mudança, e você precisa adaptar continuamente as blockchains para escalar com hardware moderno e velocidades de internet crescentes. As únicas limitações à inovação e design deveriam ser o limite superior dos limites da física. A luz pode viajar ao redor da Terra em apenas 133 milissegundos. Até que os tempos de bloco estejam o mais próximo possível de 133 ms, com a maior quantidade de propagação de dados disponível, a tecnologia blockchain pode ser levada mais longe. Esta corrida apenas começou...

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