DR

  • Blockchains só podem lidar com um número limitado de transações por segundo. A rede Bitcoin, por exemplo, pode processar cerca de sete transações por segundo. Se a tecnologia blockchain for adotada globalmente, ela deverá ser capaz de lidar com muito mais dados e em velocidades mais rápidas, para que mais pessoas possam usar a rede sem que ela se torne muito lenta ou cara. No entanto, a concepção fundamental de muitas redes descentralizadas significa que o aumento da escalabilidade tende a enfraquecer a descentralização ou a segurança. Isso é conhecido como trilema do blockchain. Os desenvolvedores que buscam resolver esse problema estão experimentando diferentes mecanismos de consenso e soluções de escalabilidade, como sharding, sidechains e canais de estado.

  • Melhorar uma propriedade muitas vezes vem à custa de uma ou ambas as outras.

  • Diferentes blockchains adotam várias abordagens técnicas, como mecanismos de consenso alternativos, soluções de Camada 2 e sharding, para lidar com o trilema.

  • Embora nenhuma blockchain tenha completamente "resolvido" o trilema, a indústria continua a inovar em direção a designs mais equilibrados.

Introdução

Como as blockchains podem lidar apenas com um número limitado de transações por segundo, muitos argumentam que, para que a tecnologia seja adotada globalmente, ela deve ser capaz de lidar com muito mais dados e em velocidades mais rápidas. Isso permitiria que mais pessoas usassem a rede sem que ela se tornasse lenta ou cara.

No entanto, o design fundamental de muitas redes descentralizadas significa que aumentar a escalabilidade tende a enfraquecer a descentralização ou a segurança. Isso é o que é conhecido como o trilema da blockchain. Desenvolvedores estão explorando várias soluções, como novos mecanismos de consenso, sharding e redes de Camada 2.

O Trilema da Blockchain

Em resumo, uma blockchain é um banco de dados digital distribuído. Blocos de dados são organizados em ordem cronológica. Os blocos são vinculados e assegurados por provas criptográficas. A implementação desta tecnologia em diferentes indústrias já está mudando a forma como trabalhamos e vivemos.

A ideia é que blockchains descentralizadas e seguras permitem um mundo onde não precisamos confiar em terceiros para que redes ou mercados funcionem. No entanto, especialistas geralmente concordam que, se essa tecnologia for mais amplamente adotada, o trilema da blockchain deve ser abordado.

Popularizado pelo cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, o trilema da blockchain refere-se à ideia de que é difícil para as blockchains atingirem níveis ideais de todas as três propriedades simultaneamente. Fortalecer uma dessas propriedades geralmente significa comprometer uma ou ambas as outras.

Descentralização

Redes blockchain são descentralizadas por design, o que significa que nenhuma única pessoa, empresa ou organização as controla. A rede está aberta a qualquer um que queira participar, e o controle é distribuído entre todos os participantes. Todos têm acesso ao mesmo livro-razão e, se um participante tentar enganar o sistema alterando os registros a seu favor, o resto da rede pode verificar e rejeitar os dados fraudulentos.

Considere a diferença entre o Bitcoin e o sistema bancário tradicional. Os bancos impõem confiança entre as pessoas que transacionam e garantem que todos os registros sejam mantidos corretamente. A blockchain do Bitcoin, no entanto, compartilha todos esses dados com todos na rede, para que possam ser verificados e confirmados antes de serem adicionados ao banco de dados. O resultado é um sistema que pode existir sem a necessidade de terceiros.

A descentralização oferece a possibilidade do que é conhecido como Web3. Enquanto o Web2 constitui a maior parte da internet de hoje, com sites e aplicativos controlados por empresas, o Web3 dá aos usuários controle sobre seus dados e identidade.

No entanto, a descentralização vem com compromissos. Como vários usuários devem alcançar consenso sobre cada transação, o processamento é muitas vezes mais lento do que em sistemas centralizados. Isso torna a escalabilidade (a capacidade de lidar com mais transações por segundo) um desafio chave para redes descentralizadas.

Segurança da Blockchain

A segurança é essencial para qualquer blockchain porque, sem ela, atacantes poderiam comprometer a rede e alterar o histórico de transações. Seja um sistema centralizado ou descentralizado, a segurança não é garantida. Sistemas centralizados podem se beneficiar de um controle mais rigoroso e tomada de decisões mais rápidas, mas também apresentam um único ponto de falha e dependem fortemente da qualidade de suas equipes de segurança.

Em sistemas descentralizados, a segurança deve ser alcançada sem depender de uma autoridade central. O Bitcoin, por exemplo, usa uma combinação de criptografia e um mecanismo de consenso chamado Prova de Trabalho (PoW). Cada bloco de dados é vinculado ao anterior através de uma assinatura digital única (hash), tornando qualquer adulteração imediatamente detectável.

A PoW adiciona outra camada de proteção exigindo que os participantes da rede, conhecidos como mineradores, resolvam quebra-cabeças matemáticos complexos por meio de extensas computações de hashing antes de validar transações. Isso torna os ataques caros e difíceis de realizar. Como a mineração de Bitcoin é intensiva em recursos por design, é mais lenta do que algumas outras abordagens.

Além disso, observe que quanto mais participantes (nós) houver na rede, mais segura ela se torna. Quanto maior a rede, mais difícil se torna para um ator malicioso assumir o controle do sistema.

Em teoria, se uma pessoa ou grupo conseguir controlar mais da metade do poder da rede, eles poderiam realizar o que é conhecido como um ataque de 51%, o que poderia potencialmente permitir explorações como gastos duplos.

Escalabilidade da Blockchain

A escalabilidade refere-se à capacidade de uma blockchain de lidar com um número crescente de transações por segundo (TPS). Para que a tecnologia blockchain suporte a adoção em massa e potencialmente bilhões de usuários, ela deve processar transações de forma rápida, barata e confiável. Na prática, a escalabilidade muitas vezes fica em segundo plano em relação à descentralização e segurança, que são os dois princípios fundamentais do design da blockchain.

Sistemas de pagamento centralizados como o Visa, por exemplo, podem supostamente lidar com milhares de transações por segundo porque operam em um ambiente fechado e permissionado. Eles não exigem consenso global de milhares de nós independentes, o que lhes permite processar transações quase instantaneamente.

Em contraste, blockchains públicas devem processar cada transação através de múltiplos validadores independentes. Essa verificação distribuída reduz o desempenho: a camada base do Bitcoin tem uma média de cerca de 5 TPS, enquanto o Ethereum processa cerca de 18 TPS.

Mesmo com o consenso de Prova de Participação (PoS) substituindo a Prova de Trabalho (PoW) em algumas redes, a necessidade de um acordo global ainda impõe restrições. Sem soluções de escalabilidade eficazes, um aumento no uso pode levar à congestão da rede, tempos de transação mais lentos e taxas mais altas.

Abordando o Trilema da Blockchain

A solução mais óbvia e básica para o Trilema da Blockchain é reduzir o número de validadores da rede (nós) em troca de maior escala e velocidade. Mas fazer isso levaria a um enfraquecimento da descentralização, com o controle sendo entregue a um número menor de participantes. Isso também poderia levar a um enfraquecimento da segurança, já que menos jogadores significam uma maior chance de ataques.

Assim, aqui reside o trilema: descentralização e segurança estão profundamente conectadas, e a forma como as blockchains são construídas dificulta a melhoria da escalabilidade sem enfraquecer uma ou ambas. A grande questão é como tornar as blockchains mais rápidas sem sacrificar as qualidades que as tornam confiáveis em primeiro lugar.

Desenvolvimentos em Andamento

Não há uma solução única e perfeita para o trilema. No entanto, desenvolvedores e pesquisadores exploraram uma variedade de abordagens, muitas das quais mostraram resultados promissores. Alguns dos desenvolvimentos mais notáveis incluem:

1. Sharding

O sharding divide uma blockchain em partições menores, ou shards, cada uma com seu próprio livro-razão e capacidade de processar transações de forma independente. Uma cadeia principal coordena as interações entre shards, reduzindo a carga em qualquer cadeia única e melhorando a escalabilidade.

Por exemplo, o protocolo NEAR usa um modelo de sharding conhecido como Nightshade 2.0, que escala dinamicamente dividindo a rede em múltiplos shards paralelos. A partir de agosto de 2025, a rede opera com 8 shards ativos e pode alcançar a finalização de transações em cerca de 600 milissegundos.

2. Diferentes mecanismos de consenso

Uma das razões pelas quais o trilema existe na rede Bitcoin é por causa da forma como a PoW funciona para garantir segurança. Encontrar uma maneira diferente de garantir consenso é uma abordagem para resolver o trilema.

Em blockchains PoS, os participantes envolvidos na validação de transações devem apostar (trancar) seus tokens. Não há necessidade de máquinas de mineração altamente especializadas. Adicionar mais validadores à rede é mais simples e acessível. PoS é apenas uma das muitas abordagens diferentes para mecanismos de consenso com a escalabilidade em mente.

Outra abordagem é a Prova de Autoridade (PoA), que garante a segurança da rede usando identidades de validadores em vez de moedas apostadas. Em sistemas PoA, um número limitado de participantes confiáveis é pré-aprovado para verificar transações e criar blocos. Isso pode oferecer maior escalabilidade, mas reduz a descentralização.

Algumas redes blockchain usam modelos híbridos para equilibrar as compensações. Por exemplo, a BNB Smart Chain usa Prova de Autoridade Apostada (PoSA), onde os validadores apostam BNB para participar da produção de blocos, alcançando tempos de bloco de cerca de três segundos. A rede Conflux combina elementos de PoW com uma estrutura de Grafo Acíclico Direcionado (DAG) para melhorar o throughput enquanto retém as características de segurança da PoW.

3. Soluções de Camada 2

Outra abordagem para abordar o trilema é construir sobre uma blockchain existente em vez de alterar sua camada base. Soluções de Camada 2 processam transações fora da cadeia principal e depois liquidam os resultados de volta nela. Isso reduz a congestão, diminui as taxas e mantém a segurança da camada base.

Rollups agrupam várias transações fora da cadeia e submetem uma única prova comprimida à cadeia principal para verificação. Rollups otimistas como Arbitrum assumem que as transações são válidas, a menos que sejam contestadas, enquanto rollups de conhecimento zero (ZK) como Scroll usam provas criptográficas para confirmar validade sem revelar todos os detalhes. O Ethereum se tornou cada vez mais centrado em rollups, com grande parte de sua atividade de finanças descentralizadas (DeFi), jogos e NFTs ocorrendo na Camada 2 para melhorar a velocidade e reduzir custos.

Canais de estado permitem que participantes conduzam transações fora da cadeia, com apenas os estados de abertura e fechamento registrados na blockchain. A Lightning Network do Bitcoin é um exemplo conhecido que usa canais de estado para permitir transações rápidas e de baixo custo, mantendo a maior parte da atividade fora da cadeia enquanto depende da camada base do Bitcoin para a liquidação final.

Considerações Finais

O trilema da blockchain continua sendo um desafio significativo para a tecnologia alcançar seu pleno potencial. No entanto, esforços contínuos como o roadmap centrado em rollups do Ethereum e a ascensão de blockchains modulares de alto desempenho mostram caminhos promissores. Essas inovações visam aumentar a escalabilidade sem comprometer a segurança ou a descentralização, aproximando a indústria de um futuro onde as blockchains possam suportar aplicações em escala global.

Leitura Adicional

  • O que são Appchains (Blockchains Específicas para Aplicações)?

  • O que são Redes de Camada 2 do Bitcoin?

  • O que é Abstração de Cadeia?

Isenção de responsabilidade: Este conteúdo é apresentado a você em uma base "como está" para informações gerais e propósitos educacionais apenas, sem representação ou garantia de qualquer tipo. Não deve ser interpretado como aconselhamento financeiro, legal ou profissional de qualquer outro tipo, nem é destinado a recomendar a compra de qualquer produto ou serviço específico. Você deve buscar seu próprio aconselhamento de profissionais apropriados. Produtos mencionados neste artigo podem não estar disponíveis em sua região. Onde o artigo é contribuído por um colaborador de terceiros, observe que as opiniões expressas pertencem ao colaborador de terceiros e não refletem necessariamente as de Binance Academy. Leia nossa isenção de responsabilidade completa para mais detalhes. Os preços dos ativos digitais podem ser voláteis. O valor do seu investimento pode cair ou subir e você pode não recuperar o montante investido. Você é o único responsável por suas decisões de investimento e a Binance Academy não se responsabiliza por quaisquer perdas que você possa incorrer. Este material não deve ser interpretado como aconselhamento financeiro, legal ou profissional de qualquer outro tipo. Para mais informações, veja nossos Termos de Uso e Aviso de Risco.