Sobre como um blockchain se mantém sincronizado

por Felipe Benghi

Imagino que a essa altura do campeonato não seja mais novidade para ninguém que as moedas digitais são descentralizadas e que qualquer um possa participar dessas redes. O que talvez possa ser uma novidade surpreendente é que muitas pessoas de fato façam isso. Isto é, existem sim pessoas mundo afora que gastam seus recursos para viabilizar as Criptomoedas.

É bem verdade que muitas dessas pessoas não fazem isso motivados por sentimentos altruístas, pelo contrário, mineração de moedas digitais pode ser sim muito lucrativo. Não quero entrar nesse mérito e discutir novamente se mineração é boa ou ruim.

Mas a verdade é que no momento em que eu escrevo esse texto existem mais de 9 mil nós conectados à rede do Bitcoin e 17 mil conectados à rede do Ethereum. Além disso, existem diversos outros participantes que não entram nessa estatística pois estão conectados a um pool de mineração.

Assim, não é uma tarefa banal manter todo esse povo sincronizado. Explicando que com sincronizado aqui quero dizer: todos concordando sobre o bloco válido mais recente do blockchain.

Para entender a importância da agilidade na sincronização, imagine que você é um minerador de Bitcoin que acabou de encontrar um novo bloco. Você precisa fazer com que maior parte dos outros nós reconheça o seu bloco como verdadeiro para ganhar a sua recompensa. Se esse reconhecimento demorar para acontecer, outros mineradores podem por sua vez encontrar um bloco e ganhar a maioria da rede. Se isso acontecer já era a sua recompensa.

Outro motivo relevante para manter a propagação de blocos o mais rápido possível é impedir a divisão ou forks do blockchain. Isto ocorre quando uma parte da rede acha que o bloco “X” de transações é o mais novo e outra parte da rede acredita que outro bloco, o “Y”, deve ser o mais novo. Essa divisão acaba sendo corrigida com o tempo, mas leva ao aumento no tempo de espera para a confirmação das transações.

Em uma pesquisa um pouco antiga, de 20131, os autores mediram que mesmo após 40 segundos, 5% dos nós podem ainda não ter recebido um novo bloco de Bitcoin. Em uma estatísticas atuais2, normalmente demora-se entre 4 e 6 segundos para um bloco alcançar a maioria da rede.

Para o Bitcoin e seus derivados, essa demora é dependente principalmente de dois fatores: tempo de transmissão e tempo de verificação. O primeiro refere-se à velocidade com que os pacotes de dados trafegam na rede. O segundo fator é um pouco mais complexo, pois, antes de propagar um novo bloco, o nó precisa garantir que ele é realmente válido e todas as transações podem de fato ocorrer. O tempo gasto nesse processo depende principalmente do número de transações, do tamanho do blockchain e da latência na leitura dos dados salvos em disco.

Atualmente esse tempo para sincronização da rede não chega a ser um problema, mas novas tecnologias podem e precisam manter esse tempo baixo. Afinal a adoção de aplicações de blockchain pelas massas ainda estão só no começo e, quando isso ocorrer, a pressão por agilidade deve aumentar.

1 C. Decker and R. Wattenhofer, "Information propagation in the Bitcoin network," IEEE P2P 2013 Proceedings, Trento, 2013, pp. 1-10.http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6688704&isnumber=6688689

2 http://bitcoinstats.com/network/propagation/

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