Zilliqa

A plataforma Zilliqa e seu token ZIL foram projetados com o objetivo de minimizar os problemas de escalabilidade e taxa de transação em tecnologias de blockchain contemporâneas. Eles utilizam tecnologia de fragmentação para aumentar as transações.

A plataforma Zilliqa se autodenomina a plataforma blockchain da “próxima geração”. Ele foi construído do zero como o blockchain de terceira geração, com a ambição de superar o que seus criadores descrevem como seus predecessores de primeira e segunda geração, ou seja, Bitcoin e Ethereum. Um dos principais problemas identificados com o uso prolongado de criptomoedas como essas duas foi a escalabilidade.

O conceito de escalabilidade descreve o quão bem uma tecnologia pode crescer paralelamente à manutenção de sua eficiência e ao tratamento bem-sucedido da demanda crescente. Um sistema, negócio ou software descrito como escalonável tem uma vantagem porque é mais adaptável às mudanças nas necessidades ou demandas de seus usuários ou clientes.

Ter as criptomoedas competindo com empresas como Visa ou Mastercard em pé de igualdade, em última análise, exigiu uma infraestrutura mais rápida e avançada no blockchain. Pressionado pela competição dos jogadores globais de processamento de pagamentos (Visa, por exemplo, pode processar cerca de 24.000 transações por segundo), Zilliqa se concentrou na criação de uma plataforma que se concentrará indiscutivelmente nas necessidades dos usuários que exigem a experiência de pagamento rápida e sem atrito que eles são acostumados e não se importam com as limitações técnicas do blockchain.

Zilliqa visa resolver o problema das raízes da escalabilidade

Entender o que Zilliqa tenta alcançar neste campo começa por ter uma visão geral clara do que causa o problema de escalabilidade em primeiro lugar. Como o blockchain consiste em uma rede de nodes, o aumento em seus números torna inevitavelmente mais difícil chegar a um consenso. Sabendo que cada node tem uma palavra a dizer para decidir se um bloco é válido ou não, quanto mais nodes houver na rede, mais tempo levará para chegar a uma decisão.

Em última análise, isso coloca uma pressão sobre o mecanismo de consenso do blockchain usado em uma rede específica. A razão para isso é que chegar a um consenso torna-se um procedimento mais demorado sempre que o maior número de nodes atua como os blocos de processamento. Além disso, os livros-razão digitais aumentam de tamanho e reduzem o tempo de processamento, assim como aconteceu com Bitcoin e Ethereum. Desta forma, a gestão de consenso torna-se mais complexa à medida que aumenta o tamanho da rede, ao mesmo tempo que reduz a velocidade e a qualidade de operação de toda a plataforma.

Mover informações para fora da cadeia (em vez de mantê-las dentro da cadeia) foi uma das medidas que foram tentadas para ajudar a blockchain a lidar com o problema de escalabilidade. O dimensionamento fora da cadeia deveria permitir a aprovação de algumas das transações essenciais sem que cada uma delas recebesse a luz verde de todos os membros da comunidade. Algumas moedas, como a Decred, optaram pela implementação da Lightning Network, que permitirá processar transações por meio de canais de micropagamento, em vez de fazê-lo no blockchain principal.

No entanto, há desvantagens nessa abordagem para lidar com o problema de escalabilidade. Para começar, o público pode reclamar da transparência de um projeto assim que souber que não participa da verificação de transações fora da rede ou que não tem voz na decisão sobre as atualizações futuras da rede.

Outras plataformas, como Bitcoin XT, tentaram abordar os problemas de escalabilidade com uma abordagem mais estrutural que envolve aumentos propostos no tamanho do bloco em sua rede. Como o intervalo de tempo para a verificação do bloco depende da complexidade dos quebra-cabeças criptográficos resolvidos durante a mineração, o aumento do tamanho do bloco deveria fornecer mais transações por bloco e por segundo. No entanto, essa solução de escalabilidade tem seus pontos fracos, assim como o processamento de transações fora da cadeia. Como os blocos maiores são mais exigentes em termos de recursos de mineração, isso pode resultar em taxas mais altas para os usuários. Eventualmente, o custo de operação dos nodes completos pode se tornar muito alto, o que poderia levar à centralização dos recursos de hashing entre menos indivíduos com acesso a eles.

Tecnologia de fragmentação da Zilliqa

Zilliqa espera curar esses problemas não tentando apenas mitigá-los, mas contornando-os completamente. Para tal, os designers da plataforma criaram a arquitetura que pretende tornar a velocidade do mecanismo de consenso mais resistente ao impacto negativo da dimensão da rede em que se insere. Este princípio baseia-se na introdução de um mecanismo de consenso híbrido que permite mais throughput de processamento de transações conforme o número de nodes na rede aumenta. O protocolo de Zilliqa permite a divisão dos nodes de mineração em grupos compostos por 600 nodes. Como cada um desses grupos é descrito como um “fragmento” na rede Zilliqa, sua solução de escalabilidade foi denominada “fragmentação”.

Cada fragmento é capaz de processar uma fração da totalidade das transações que ocorrem na rede Zilliqa, operando como uma espécie de mini versão do próprio blockchain. A quantidade de transações processadas é aumentada simplesmente porque os shards as manipulam separadamente, em vez de como um grupo. A plataforma Zilliqa, portanto, lucra com o aumento do número de fragmentos nela, já que a transação pode ser gerenciada por mais unidades que cuidam deles. A própria rede é responsável por distribuir a carga de trabalho de consenso entre os fragmentos individuais, a fim de mitigar o consumo de recursos de computação. Portanto, se a rede suportar cinco shards, cada um deles será responsável pelo processamento de um quinto das transações que ocorrem nela.

Durante o processamento de transações, cada fragmento cria um microblock. O próprio processamento ocorre em intervalos paralelos que são descritos como a “época do DS” (com “DS” representando os nodes do “serviço de diretório”). No final de cada um desses períodos de processamento, os microblocks criados são combinados por um grupo de nodes designados como “comitê de serviço de diretório” ou “comitê DS”. Isso é feito para criar um bloco completo que é finalmente unido ao blockchain. Para garantir o gerenciamento de diferentes shards, os nodes são selecionados aleatoriamente para cada intervalo de época do DS. Os comitês de DS gerenciam a rede vinculando os nodes aos fragmentos apropriados. Eles também gerenciam as solicitações de transação, encaminhando as transações para os shards que ficarão encarregados de processá-las.

Então, o que essa tecnologia traz em termos de uso na vida real? Embora o lançamento da mainnet da Zilliqa ainda não tenha ocorrido (em novembro de 2018), sua testnet está passando por testes internos que mostram as velocidades de processamento chegando a 2.488 transações por segundo.

Considerando que a testnet é uma versão reduzida da mainnet, ainda resta saber se a plataforma será capaz de cumprir sua promessa de processar 15.000 transações por segundo, aproximando-se do que o sistema global concorrente pode oferecer para seus usuários.

Como o modelo de consenso híbrido pode ajudar Zilliqa?

A abordagem baseada em fragmentação do Zilliqa tem problemas. A chave origina-se da divisão do blockchain em grupos de nodes, pois isso leva à divisão das informações que são armazenadas neles. Tendo em vista que os nodes que compõem os shards contêm “pedaços” de blockchain (ao contrário do que acontece com o Bitcoin, por exemplo), eles não possuem as informações completas necessárias para o processamento de uma transação. A analogia seguiria as linhas de cada fragmento conter um pedaço de um livro que eles precisam reunir em uma fonte sensata de informação trabalhando juntos. Em redes compostas por milhares de computadores pessoais, garantir uma comunicação desobstruída torna-se essencial para fazer com que toda a plataforma funcione em uníssono.

A Zilliqa tenta contornar esse problema contando com seu modelo de consenso híbrido, o mesmo que permite o dimensionamento com o tamanho de uma rede. Ele é organizado em torno de duas camadas básicas: a camada de fragmentos e a camada de comitê do DS, que foi descrita anteriormente.

O hash de prova de trabalho (PoW) completa está disponível no início da operação de mineração. O sistema PoW implementado pelo Zilliqa é o algoritmo PoW do próprio Ethereum chamado Ethash. Ele usa os recursos de computação disponíveis para validar que uma única máquina pode operar apenas um node, ou seja, confirma a identidade do node. Somente quando o processo de identificação é concluído, o node é atribuído a um fragmento específico.

Quando se trata de shards, a plataforma Zilliqa aplica o modelo de consenso Practical Byzantine Fault Tolerance. Como a camada de shard não processa blocos completos de informações, ela se concentra apenas em microblocks combinados pelo comitê de DS. É necessário que a maioria dos nodes em um fragmento concorde com a confirmação de um minibloco junto com o comitê de DS. Um bloco verificado é o único que pode referir-se ao bloco que o precede.

Este mecanismo híbrido é focado em maior rendimento e se baseia no princípio de finalidade que não permite a discordância entre nodes que poderia levar a hard forks. Ele provavelmente precisa de menos energia para o processo de obtenção de consenso em comparação com outros métodos, como aqueles empregados pelo Bitcoin ou Ethereum.

Segurança e contratos inteligentes

O mecanismo de consenso híbrido da Zilliqa também é sua primeira linha de defesa contra ataques Sybil que envolvem invasores assumindo o papel de vários nodes em uma rede. Ao mesmo tempo, a plataforma emprega uma linguagem de programação própria chamada Scilla, que está focada no desenvolvimento de contratos inteligentes com verificação automatizada de seus recursos de segurança. Ele permite que os desenvolvedores trabalhem nos aplicativos e contratos inteligentes que podem operar com segurança na rede Zilliqa. Isso é feito dando aos desenvolvedores a oportunidade de abordar as fraquezas ou bugs potenciais dos aplicativos no nível da própria linguagem de programação.

A linguagem de programação Scilla não é Turing-completa, o que significa que ela não fornecerá suporte para aplicativos que requerem certos tipos de instruções condicionais ou loops. Ainda assim, pode ser prontamente envolvido no processo de prova lógica formal, que permite aos usuários verificar se um contrato inteligente é seguro antes de começar a usá-lo.

Zilliqa se concentra em programação funcional e fluxo de dados com contratos inteligentes construídos sobre esta plataforma. Isso está relacionado ao fato de que executar um contrato inteligente frequentemente envolve fazer com que eles verifiquem vários estados e funções entre si. Como isso sobrecarregaria potencialmente os recursos de comunicação disponíveis para shards na rede, os contratos inteligentes construídos sobre o Zilliqa não permitem mudanças de estado ou verificações, concentrando-se em questões como segurança e eficiência. Com base nisso, os aplicativos descentralizados (dapps) que precisam de altas taxas de transferência e transação podem, sem dúvida, encontrar um lugar para si nesta rede em face de seus concorrentes imediatos, como Ethereum ou NEO.

Token Zilliqa

O token ZIL serve como incentivo básico para a mineração, ou seja, é distribuído como uma recompensa para os mineradores que votam em blocos específicos e os validam.

O token ZIL começou sua existência como um token ERC-20 baseado no blockchain Ethereum. Assim que a rede principal Zilliqa for lançada, esses tokens serão trocados pelas moedas Zilliqa. Essas moedas terão função semelhante à do gás da plataforma Ethereum, ou seja, serão utilizadas para gerenciar a execução de contratos inteligentes. Por fim, essa criptomoeda pode ser utilizada como meio de pagamento de taxas relacionadas às transações que ocorrerão na rede. Zilliqa foi inicialmente financiado por fontes privadas que levantaram cerca de US$ 12 milhões até o final de 2017. Devido ao alto interesse acumulado pela plataforma, a equipe Zilliqa optou por ter uma oferta inicial de moedas (ICO) que levantou US$ 22 milhões no total até janeiro de 2018 .

o valor de mercado da moeda foi de US$ 274 milhões em novembro de 2018, para baixo de pouco menos de US$ 1,5 bilhões que teve no primeiro semestre do mesmo ano. O fornecimento total de moedas ZIL é limitado a 12.600.000.000 ZIL, com 7.901.840.271 em circulação em novembro de 2018.

As moedas Zilliqa estão disponíveis para negociação em exchanges de criptomoedas como Huobi e KuCoin.

Quem está por trás de Zilliqa?

O projeto Zilliqa foi idealizado por um grupo de cientistas liderado por Prateek Saxena da Universidade da Califórnia e seus colegas Amrit Kumar e Xinshu Dong da Universidade de Cingapura. A história do projeto começou no Laboratório de Ciência da Computação da Universidade de Cingapura com um grupo de entusiastas que estudou as ideias apresentadas no artigo de autoria de Loi Luu, cofundadora da Rede Kyber.

Xinshu Dong é um especialista em segurança cibernética com Ph.D. Graduado em Ciência da Computação, assim como seu colega Amrit Kumar que se encarregou de pesquisar e gerenciar o segmento criptográfico do projeto Zilliqa. Prateek Saxena serviu como consultor científico chefe do projeto, que também incluiu Yaoqi Jia como chefe de tecnologia.