Novos algoritmos são seguros como correntes de bloqueio, mas mais simples, mais rápidos e energeticamente mais eficientes

Uma alternativa de energia quase zero para o Bitcoin e outras moedas criptográficas baseadas em cadeias de bloqueios que prometem tanta segurança mas com velocidades muito maiores está agora em desenvolvimento na Europa, um novo estudo descobre.

As moedas criptográficas como o Bitcoin são moedas digitais que usam criptografia para proteger e permitir transações financeiras entre indivíduos, tornando desnecessários intermediários de terceiros, como bancos ou empresas de cartões de crédito. A explosão do interesse no Bitcoin fez dele a moeda de maior crescimento do mundo durante anos.

No entanto, uma grande fraqueza do Bitcoin são as extraordinárias quantidades de energia que ele exige, e as vastas quantidades de dióxido de carbono de gás de aquecimento global que ele expele como resultado. O Bitcoin supostamente tem um consumo global de eletricidade próximo ao de toda a nação da Áustria, e uma pegada global de carbono comparável à da Dinamarca.

Na busca de abordagens alternativas à moeda criptográfica, os cientistas da computação observaram que o artigo de 2008 que descreveu o Bitcoin pela primeira vez explicou que o coração do protocolo está em evitar a duplicação de gastos. Esta falha potencial em qualquer esquema de dinheiro digital permitiria que um token digital fosse gasto mais de uma vez.

Para resolver este problema, Bitcoin transmite mensagens para toda a sua rede para que todos confirmem cada transação, tudo para evitar que jogadores maliciosos chamados de “bizantinos” façam batota. Bitcoin consegue esse consenso implementando uma cadeia de bloqueio, que é um registro seguro de todas as transações no sistema que é mantido pela sua comunidade de usuários ao invés de qualquer intermediário, como um banco.

Para que as cadeias de bloqueio cheguem a um consenso sobre a validade de todas as transações, os usuários devem executar tarefas complexas de computação “prova de trabalho”, que consomem muita energia. As muitas outras moedas criptográficas desenvolvidas após o surgimento do Bitcoin são geralmente todas baseadas em cadeias de bloqueio também.

No entanto, o autor principal do estudo Rachid Guerraoui, um cientista da Escola Politécnica Federal de Lausanne na Suíça, e seus colegas argumentam que Bitcoin e outras moedas criptográficas baseadas em cadeias de bloqueio são essencialmente exageradas. Eles sugerem que a solução do problema do duplo gasto não requer a complexa tarefa de se chegar a um consenso. Ao invés disso, algoritmos muito mais simples, rápidos e menos intensivos em energia podem ser suficientes.

Os algoritmos mais recentes que os cientistas desenvolveram transmitiram mensagens sobre cada transacção de uma forma semelhante às fofocas: um utilizador conta a um pequeno grupo sobre a transacção, e eles passam a informar os outros sobre ela, e assim por diante, com a mensagem a espalhar-se a um número crescente de participantes no sistema de uma forma exponencial. Quando se trata de bilhões de usuários, são necessárias apenas algumas dezenas de rodadas de comunicação para que uma mensagem chegue a qualquer outro membro do sistema, dizem os pesquisadores.

Em vez de buscar consenso de cada participante do sistema para cada transação, os algoritmos verificam se uma amostra aleatória de usuários recebeu mensagens sobre cada transação. Se essa amostra for suficientemente grande, a chance de atacantes maliciosos enganarem o sistema a pensar que outra transação ocorreu é reduzida o suficiente para garantir que tais hacks não ocorram dentro da idade do universo, dizem os pesquisadores.

Os pesquisadores dizem que seus algoritmos sem consenso não só são seguros, mas também consomem quantidades insignificantes de eletricidade, com transações que requerem tanto energia quanto a troca de e-mails.

“É definitivamente menos intensivo em energia do que Bitcoin”, diz Guerraoui. Os cientistas detalharam suas últimas descobertas em um estudo que será apresentado no dia 16 de outubro no Simpósio Internacional de Computação Distribuída em Budapeste e já ganhou o prêmio de Melhor Papel daquele encontro.

Os algoritmos sem consenso também geram apenas algumas gramas de dióxido de carbono por transação, em comparação a uma estimativa de 300 quilos por transação de Bitcoin. Além disso, enquanto o protocolo Bitcoin original levou até uma hora para confirmar que uma transação foi realizada corretamente, os algoritmos protótipos da equipe suíça podem fazê-lo em menos de um segundo.

Os algoritmos não só podem ser aplicados à moeda, mas também podem ajudar a transferir com segurança a propriedade de qualquer outro tipo de ativo, como um terreno, diz Guerraoui. Os pesquisadores estão atualmente investigando o quanto seus algoritmos podem realizar em relação a outros tipos de transações de bloqueio, como a implementação de “contratos inteligentes”. São convênios onde os participantes concordam em realizar uma tarefa com base em uma série de condições.