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Sexta-feira, Dezembro 6, 2019
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Do Blockchain a caminho do Hashgraph

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***Este artigo foi publicado na semana passada em parceria com o Sapo24.
Blockchain é um livro digital descentralizado, distribuído e público, que usa centenas de computadores para validar que algo, por exemplo, uma transação ou um registo, realmente aconteceu. Por outras palavras, o Blockchain é um documento digital transparente de coleta e verificação de registos.

O Blockchain usa contratos inteligentes (smart contracts) para incentivar o uso da tecnologia. Os contratos inteligentes permitem que transações e acordos confiáveis sejam realizados entre partes anónimas diferentes, sem a necessidade de uma autoridade central, um sistema legal ou um mecanismo de execução externa. As transações realizadas com o Blockchain são rastreáveis, transparentes e irreversíveis.

No passado, apenas entidades oficiais podiam realizar e verificar transações. No entanto, o processo de verificação não era transparente e podia ser facilmente corrompido. Com o Blockchain a noção de autoridade central desaparece.

Esta nova tecnologia tem um impacto significativo na sociedade e está a transformar-se numa abertura filosófica na forma como reorganizamos a sociedade e os negócios. Várias empresas, como a Maersk ou a Open, usam o Blockchain para melhorar a eficiência dos seus negócios.

A Maersk gere cerca de 150 portos em todo o mundo, onde as embarcações precisam de transportar contentores. Um ponto desafiante para a empresa é conseguir rastrear os contentores ao longo da viagem entre dois portos. Para entregar um contentor, o navio exige coordenação com várias empresas e é necessário registar essa informação para transportar um contentor entre dois portos. Ao adotar a tecnologia Blockchain, a Maersk consegue, com a ajuda de contratos inteligentes, faze tracking dos contentores e reduzir o número de interações humanas. Desta forma, a Maersk conseguiu aumentar em 15% o número de navios que envia ao redor do mundo, e, ao mesmo tempo, reduzir o custo operacional entre 10%-15%.

A empresa Open Mineral, a primeira plataforma B2B de fornecimento logístico de produtos de metal, teve dificuldade em lidar com fraudes, corrupção e manipulação de preços porque as transações entre retalhistas não era transparente. Após ter optado pelo uso dos contratos inteligentes, esta empresa conseguiu melhorar a eficiência das operações. Uma operação logística que poderia levar semanas para acontecer agora realiza-se em minutos. Ao mesmo tempo, conseguiu reduzir o número de intermediários e reduzir o preço final do produto.

O Blockchain também tem o potencial para provocar mudanças na organização social. Por exemplo, esta tecnologia tem os ingredientes necessários para rastrear e contar votos. Embora existam detratores sobre o uso desta tecnologia para substituir a urna de votos tradicional devido a vulnerabilidades, é verdade que o Blockchain tem o que é necessário para eliminar a fraude eleitoral. As startups que procuram promover mecanismos de votação através do Blockchain estão a trabalhar para superar esse ceticismo. Talvez no futuro o Blockchain, ou uma tecnologia alternativa, possa tornar este cenário uma realidade.

Existem diferentes tipos de implementações de Blockchain que têm propriedades diferentes, assim como tecnologias alternativas. Uma tecnologia alternativa ao Blockchain e que está a ganhar o apoio de grandes empresas é o Hashgraph. Companhias como a Deutsche Telekom ou a Swisscom têm apoiado a empresa responsável pelo Hashgraph, Hedera.

Leemon Baird – Inventor do Hashgraph

O Hashgraph é um ledger (registo) distribuído desenvolvido por Leemon Baird em 2016. É considerada uma alternativa ao Blockchain que tenta lidar com limitações de desempenho, justiça, custo e segurança desta tecnologia. Não há muitas aplicações Blockchain que podem fazer cinco transações por segundo. Em contraste, o Hashgraph pode realizar centenas de milhares de transações por segundo.

A Hedera, empresa co-fundada pelo inventor do Hashgraph, dedica-se a usar essa tecnologia para construir um futuro digital confiável e seguro. Hedera é governado por um conselho de corporações e organizações líderes em vários setores. Esta empresa pretende oferecer contratos inteligentes, micro-armazenamento, armazenamento descentralizado e permitindo microtransações.

No entanto, no que difere entre o Hashgraph e o Blockchain?

O Hashgraph é uma estrutura de dados com um algoritmo robusto de consenso distribuído. O algoritmo de consenso é assíncrono e tolerante a faltas Bizântinas [faltas Bizantinas, ou faltas arbitrárias, são consideradas o tipo de faltas mais difíceis que existem e que fogem ao padrão de comportamento especificado para o sistema. As faltas Bizantinas causam desvios inesperados de comportamento do sistema que podem advir de causas naturais ou resultantes de ataques maliciosos].

O Hashgraph é um algoritmo patenteado que tem sua estrutura de dados e alcança bons resultados de escalabilidade e desempenho devido a duas técnicas: gossip of gossipvirtual voting.

A técnica gossip of gossip difunde mensagens através de uma rede constituída por nós pré-autorizados. No Hashgraph, apenas nós autorizados podem ler e escrever na base de dados, obrigando existir uma base confiável que não deixa espaço para ataques Sybil [ataque que vista assumir controlo da rede] e DDoS [ataque que visa tornar o serviço indisponível].

Um ataque Sybil acontece quando um atacante obtém a maioria dos nós na rede através da criação de várias contas diferentes. Como resultado, o atacante pode aprovar as próprias transações provocando, um problema de double-spending. Para o Bitcoin este problema foi resolvido através da prova de trabalho. Por sua vez, o Hedera obriga que os participantes sejam pré-aprovados por eles, não havendo necessidade de existir prova de trabalho ou prova de interesse como no Blockchain.

O Hedera Hashgraph é um algoritmo probabilístico, ou seja, um algoritmo não determinístico. Como tal, não se pode dizer quantos nós são necessários para atingir o consenso, ou quantas mensagens terão que ser trocadas, ou quanto tempo levará para chegar a um consenso. É expectável que o consenso seja conseguido à medida que o tempo avança.

A nível de estrutura, o Blockchain é uma cadeia de blocos, onde cada bloco tem um hash[sumário criptográfico da operação] das suas transações e um ponteiro para si próprio e para o bloco anterior. Em contraste, o Hashgraph armazena eventos que estão conectados em um gráfico acíclico direto. No Hashgraph, cada evento contém dois ponteiros para pais diferentes.

Podemos ver na imagem abaixo uma comparação entre um evento Blockchain e Hashgraph. O evento Hashgraph contém dois hashes que apontam para o pai, um timestamp e uma lista de transações. No Blockchain, o apontador em cada bloco contém o endereço e o hash do conteúdo para o bloco anterior.

Na técnica gossip of gossips, o Hashgraph mantém a ordem e a origem dos eventos. Esta forma colaborativa de disseminar eventos à medida que os participantes vão adicionando informação, é que permite validar os eventos.

Propagação de eventos através de gossip of gossips

Neste exemplo, temos cinco nós diferentes, ou membros, em cada ramo. Cada membro começa por criar um evento que é uma pequena estrutura de dados na memória. A comunidade vai executar um protocolo de gossip of gossips. Por exemplo, Bob envia um evento (pode ser uma transação) para Ed que ainda não conhece. Ed regista a transação criando um novo evento. Este novo evento agora tem uma conexão para Bob e para si próprio. Tanto Bob quanto Ed têm duas conexões (de Bob para Bob, de Bob para Ed, de Ed para Ed e de Ed para Bob). As novas conexões são representadas nos hashes que o novo evento contém. Em seguida, Ed envia todos esses eventos para Carol e Carol envia os eventos para Bob, e por aí em diante. É através desta troca de eventos que os dados são propagados.

A segunda técnica usada pelo Hashgraph é a noção de voto virtual e o seu propósito é conseguir consenso na ordem de transações. Consequentemente, quanto mais tempo a transação é mantida no Hashgraph, mais confiável ela é.

Em primeiro lugar, os eventos são divididos em rounds e o início de cada round é determinado pelo algoritmo. A cada round os nós têm que votar para determinar que evento é considerado uma “testemunha famosa”. Uma testemunha famosa é o evento que tem mais votos obtidos pelos outros nós. São as “testemunhas famosas” que determinam a ordem das transações.

O Hedera Hashgraph é uma tecnologia bastante promissora e para se perceber a sua importância é necessário compará-la com o Blockchain.

O Blockchain garante que os dados não sejam armazenados num local individual, enquanto o Hashgraph é um ledger distribuído que funciona com a sua própria estrutura de dados e possui um mecanismo de consenso distribuído, assincrono, tolerante a faltas Bizantinas.

O algoritmo Hedera Hashgraph não requer prova de trabalho e também pode oferecer baixo custo e alto desempenho sem um único ponto de falha. Além disso, o Hashgraph não precisa de grandes quantidades de computação, permitindo poupar no gasto de eletricidade.

O Hedera Hashgraph permite centenas de milhares de transações por segundo, à medida que as informações viajam exponencialmente. Em contraste, as tecnologias que usam Blockchain têm velocidade diferente em termos de transações por segundo. Bitcoin pode fazer 7-10 transações num segundo, Ethereum tem potencial para realizar 15-20 transações por segundo e Hyperledger pode fazer milhares de transações em um segundo.

O Hedera Hashgraph também se mostra mais justo que o Blockchain, já que os nós podem escolher a ordem das transações, atrasá-las ou impedi-las de entrar no bloco, se necessário. Mas no Hashgraph, as “testemunhas famosas” podem impedir outras testemunhas de alterar a ordem das transações.

Em suma, o Hashgraph é uma tecnologia promissora, no entanto, o seu verdadeiro potencial ainda continua a ser limitado. Atualmente, a tecnologia é implementada para funcionar numa rede privada e baseada em permissão.

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