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O que é o consenso de Nakamoto?

As criptomoedas são uma aplicação do campo de pesquisa de computação distribuída mais geral.

Embora o potencial impacto do Bitcoin nos mercados financeiros o tenha enviado direto para o centro das atenções, a realidade é que os conceitos técnicos por trás do Bitcoin têm sido objeto de pesquisas intensas. Muitas tecnologias peer-to-peer vieram antes do Bitcoin e tentaram resolver vários problemas diferentes no campo.

Um dos problemas de computação distribuídos mais difíceis para resolver é uma palavra que os entusiastas cripto tornaram-se muito familiarizados com: consenso.

Embora atualmente sejam utilizados servidores em nuvem, multithreading, aplicativos sem servidor e outros conceitos modernos de computação distribuída, realmente não há nada simples quando se trata de manter vários componentes remotos em perfeita sincronização.

Na verdade, obter um grande número de participantes da rede para chegar a consenso é um problema bastante difícil.

Consenso Clássico

O consenso clássico envolve todos os participantes conversando com todas as outras partes em uma rede. Embora este mecanismo de consenso não seja simples, ele funciona perfeitamente, desde que todos troquem informações com todos os outros.

Como você deve ter adivinhado, há um problema óbvio no consenso clássico: ele não escala. Como o consenso clássico exibe complexidade quadrática à medida que o número de nós cresce, torna-se intratável chegar a um consenso quando milhões de nós se juntam a uma rede clássica de consenso.

Como tal, o consenso clássico é comumente usado em ambientes controlados e confiáveis. Por exemplo, bancos de dados corporativos com nós líderes e nós de replicação em que todos os subnós extraem as atualizações mais recentes da cópia principal.

Consenso de Nakamoto

Em 2008, Satoshi Nakamoto publicou o whitepaper clássico Bitcoin P2P .

Neste artigo seminal, Nakamoto descreve um novo mecanismo de consenso de computação distribuída que desde então se tornou conhecido como consenso de Nakamoto.

O consenso de Nakamoto difere do consenso clássico na medida em que não requer comunicação de N a N entre os participantes.

Para que todos estejam sincronizados, cada participante simplesmente procura a cadeia mais longa em uma árvore de blockchains. A cadeia mais longa se torna o consenso.

A cadeia foi projetada para ser criptograficamente segura através do uso de assinaturas digitais e funções de hashing unidirecional. Todo o sistema é baseado na suposição de que nem as assinaturas ou os hashes podem ser forjados.

Para construir uma cadeia mais longa, um participante tem que resolver um quebra-cabeça criptográfico muito difícil, tornando o processo extremamente caro. Então, quem vem com uma cadeia que é 1 bloco válido por mais tempo ganhou a competição de quebra-cabeças criptográficos. Para isso, eles recebem uma recompensa de bloco (atualmente em 6.25 BTC por bloco).

Mesmo que dois nós não tenham se comunicado enquanto um deles resolveu o quebra-cabeça, assim que eles verificarem qual deles tem a cadeia mais longa, eles rapidamente entrarão em sincronia novamente.

Dois nós podem ter sua própria cadeia individualmente e ficar fora de sincronia por um tempo muito longo. Enquanto os parâmetros da cadeia corresponderem e tiverem um bloco ancestral comum, a cadeia mais longa se torna a cadeia aceita assim que entrarem em contato uns com os outros.

Como a mineração de Bitcoin é muito dinâmica e tem milhares de mineradores participando, é muito difícil para qualquer dois nós ter cadeias diferentes hoje. Mas o conceito funciona mesmo que os nós não se comunicassem por vários blocos. Assim, quando eles trocam opiniões comerciais, aquele com a cadeia mais longa ganha.

Embora isso pareça um pouco complicado, o consenso de Nakamoto é muito simples na prática. As ferramentas criptográficas usadas em Bitcoin eram bem conhecidas há décadas antes da primeira moeda ser extraída.

Consenso de Avalanche

Em 2018, Team Rocket publicou um artigo descrevendo um novo mecanismo de consenso que difere do clássico e do consenso de Nakamoto. O mecanismo de consenso da Avalanche adota uma abordagem completamente diferente de qualquer método anterior.

Leia nosso post mecanismo de consenso Avalanche para obter detalhes.

Referências

Entrada da Wikipédia em Computação Distribuída

Entrada da Wikipédia no Consenso de Computação Distribuída

Mecanismo de Consenso Avalanche

Evolução dos mecanismos de consenso

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