Taxa de processamento

Throughput representa a capacidade de processamento de transações numa rede blockchain, normalmente medida em transações por segundo (TPS). Como indicador fundamental de desempenho dos sistemas blockchain, throughput afeta diretamente a experiência do utilizador, a adequação das aplicações e toda a eficiência da rede. Desde o início do desenvolvimento das criptomoedas e da tecnologia blockchain, aumentar o throughput tem sido um dos principais motores da inovação técnica, em especial para projetos que visam a adoção comercial em grande escala.

Contexto

O conceito de throughput surgiu na ciência da computação e na engenharia de redes tradicionais, sendo utilizado para avaliar a quantidade de trabalho que um sistema consegue processar num intervalo de tempo definido. Com o aparecimento da tecnologia blockchain, throughput tornou-se rapidamente uma métrica central para avaliar o desempenho das redes, sobretudo à medida que blockchains como Bitcoin enfrentaram sérias dificuldades de escalabilidade.

O throughput da rede Bitcoin ronda as 7 TPS, enquanto a Ethereum gere entre 15 e 30 TPS, valores muito inferiores aos dos sistemas financeiros tradicionais como a Visa (capaz de mais de 24 000 TPS). Esta limitação de desempenho impulsionou o desenvolvimento de múltiplas soluções técnicas para aumentar o throughput das blockchains, incluindo alterações nos mecanismos de consenso, técnicas de sharding e soluções de escalabilidade fora da cadeia.

Recentemente, vários projetos blockchain de última geração, como Solana e Avalanche, apostaram no alto throughput como elemento central da sua vantagem competitiva, procurando resolver os desafios de escalabilidade da tecnologia blockchain através de arquiteturas inovadoras e melhorias algorítmicas.

Mecanismo de Funcionamento

O throughput de uma blockchain depende de vários fatores fundamentais:

1. Tamanho do bloco: Blocos de maior dimensão permitem mais transações, mas aumentam o tempo de propagação na rede e os requisitos de armazenamento.

2. Tempo de bloco: A produção mais rápida de blocos pode aumentar o throughput, mas também eleva o risco de forks.

3. Mecanismo de consenso: Proof of Stake (PoS) e mecanismos semelhantes oferecem normalmente maior throughput do que Proof of Work (PoW).

4. Conectividade da rede: A latência entre nós limita a velocidade de propagação da informação, influenciando o throughput.

5. Eficiência na verificação de transações: A otimização dos algoritmos de validação pode acelerar o processamento das transações.

As principais estratégias técnicas para aumentar o throughput passam por:

1. Escalabilidade on-chain: Aumentar o tamanho dos blocos, diminuir o tempo de produção dos blocos, otimizar os algoritmos de consenso.

2. Sharding: Dividir a rede em várias sub-redes que processam transações em paralelo.

3. Soluções Layer 2: Lightning Network, sidechains, state channels, entre outros, que transferem parte do processamento para fora da cadeia principal.

4. Protocolos cross-chain: Permitem que diferentes redes blockchain cooperem, partilhando o processamento de transações.

Quais são os riscos e desafios do Throughput?

Principais desafios na procura de alto throughput:

1. Compromisso entre descentralização e segurança: Soluções de alto throughput implicam frequentemente sacrificar algum grau de descentralização ou segurança, originando o conhecido "trilema da blockchain".

2. Exigências acrescidas de hardware: Sistemas de elevado throughput podem requerer nós mais potentes, aumentando a barreira à participação na rede.

3. Pressão sobre o armazenamento de dados: Processar mais transações acelera o crescimento dos dados da blockchain, dificultando a manutenção de nós completos.

4. Risco de congestionamento da rede: Mesmo com arquiteturas de alto throughput, picos súbitos de transações podem causar congestionamento.

5. Problemas de sustentabilidade: Algumas soluções de alto throughput dependem de componentes centralizados ou de compromissos temporários que não garantem sustentabilidade a longo prazo.

6. Complexidade protocolar: As soluções técnicas para aumentar o throughput acrescentam frequentemente complexidade ao sistema, o que pode introduzir novas vulnerabilidades.

As necessidades de throughput diferem consoante o caso de uso—sistemas de pagamento exigem alto throughput, enquanto aplicações orientadas para armazenamento de valor ou segurança podem privilegiar a proteção dos ativos.

O throughput permanece como um dos principais entraves à adoção generalizada da tecnologia blockchain. Com a evolução tecnológica, soluções inovadoras estão a superar as limitações de desempenho das blockchains tradicionais, mas este progresso exige um equilíbrio rigoroso entre segurança, descentralização e eficiência. O alto throughput é vital para que as blockchains suportem aplicações comerciais de grande escala, mas o caminho ideal poderá passar por uma combinação de diferentes tecnologias, escolhidas em função das necessidades específicas de cada aplicação.