O Trilema da Segurança e o Futuro do Bitcoin

Raphael Auer é economista principal na unidade de Inovação e Economia Digital do Banco de Compensações Internacionais (BIS). Sua pesquisa se concentra em questões relacionadas a criptomoedas, stablecoins e moeda digital de banco central. As opiniões expressas aqui são dele e não refletem necessariamente as do BIS.

A iminente redução pela metade do “subsídio de bloco” expõe uma ameaça fundamental ao Bitcoin. Sempre que um novo bloco é adicionado ao blockchain, um quantum de novo bitcoinsé criado e pago ao minerador que adiciona o bloco. À medida que os mineradores competem por esse subsídio, eles aumentam a dificuldade do sistema, tornando-o mais difícil para os chamados51% ataques para ter sucesso. Mas o subsídio está definido para diminuir ao longo do tempo, caindo pela metade muito em breve para 6,25 bitcoins por bloco, de modo que o fornecimento total de moedas eventualmente atingirá 21 milhões. E conforme o subsídio diminui, o Bitcoin pode ser vítima de ataques de 51%, assim como criptomoedas menores já foram.

Raphael Auer é palestrante no Consensus: Distributed, conferência virtual gratuita da CoinDesk que acontece de 11 a 15 de maio. Registre-se aqui.

No entanto, um futuro em que o Bitcoin seja atormentado por ataques de 51% é apenas um dos resultados possíveis. Nesta coluna, apresento a noção de um “trilema de segurança” para ilustrar como o ecossistema do Bitcoin pode evoluir conforme o subsídio cai. Este trilema se refere a compensações que influenciam o quão bem o Bitcoin pode funcionar sem o subsídio de bloco.

Veja também:Bitcoin Halving, Explicado

Simplificando, "você T pode ter tudo" e, uma vez que o subsídio encolhe além de um certo ponto, os usuários terão que aceitar compromissos ao longo de pelo menos uma das três dimensões. No futuro, o Bitcoin se tornará mais centralizado (ou seja, dependerá de instituições para funcionar), ou sua liquidez pode secar, ou seu suprimento precisa crescer além dos 21 milhões de moedas originalmente previstos.

O papel do subsídio de bloco para a segurança dos pagamentos

A extensão em que o Bitcoin depende do subsídio de bloco para funcionar não pode ser exagerada. Olhando para essa questão em um BIS documento de trabalho, mostrei uma Criptomoeda que depende de prova de trabalhogarantir a finalidade do pagamento está sujeita a duas limitações econômicas.

O primeiro está nos custos extremos de garantir a finalidade do pagamento dentro de um espaço de tempo razoável. Para começar, a renda dos mineradores precisa ser muito alta para deter ataques de 51%. De acordo com meus cálculos, para que os pagamentos sejam irreversíveis dentro de seis blocos (ou seja, aproximadamente uma hora), a renda de um minerador deve ser de 8,3% do volume da transação – um múltiplo das taxas de transação cobradas atualmente nos serviços de pagamento convencionais de hoje.

O Bitcoin se tornará mais centralizado... ou sua liquidez poderá secar, ou seu suprimento precisará crescer além dos 21 milhões de moedas originalmente previstos.

A segunda limitação é que as taxas de transação do Bitcoin sozinhas não podem gerar um nível adequado de renda para os mineradores. Hoje, os usuários pagam uma taxa média de menos de US$ 1 por transação. Cada bloco pode incluir até cerca de 3.500 transações, mas a renda total da taxa ainda soma apenas uma fração do valor do subsídio do bloco. Na verdade, o subsídio normalmente compõe mais de 99% da renda total (veja o Gráfico 1 abaixo, lado esquerdo).

O nível insignificante de taxas se soma a um clássico “problema do carona”: para qualquer transação, a prova de trabalho e, portanto, o nível de segurança, é determinado no nível de seu bloco. Em contraste, a taxa é definida por cada usuário privadamente. Embora cada usuário possa se beneficiar se o minerador colher uma alta renda, os usuários não têm incentivo para contribuir para essa renda com as taxas que cada um paga. Tomadas em conjunto, essas observações sugerem que a liquidez do Bitcoin deve se deteriorar substancialmente a cada halving.

À medida que a renda do minerador cai, a dificuldade do sistema também cai, e os usuários terão que esperar cada vez mais antes de poderem presumir com segurança que um pagamento foi feito. O número deconfirmaçõesterá que aumentar. Minha pesquisa (Gráfico 1, painel direito) indica que, no final desta década, pode levar várias horas ou até dias para que os pagamentos se tornem irreversíveis. Eventualmente – ou seja, uma vez que o subsídio em bloco seja eliminado completamente – os tempos de espera podem aumentar para meses.

O trilema da segurança: em busca de um Plano B para o Bitcoin

O Bitcoin começará a funcionar de forma diferente conforme o subsídio de bloco cai. Uma opção, simulada acima, é que as transações exigirão mais e mais confirmações. Mas este não é o único resultado possível. A gama de cenários pode ser visualizada adaptando o “Trilema de Escalabilidade” de Vitalik Buterin para a perspectiva específica do Bitcoin.

O Bitcoin enfrenta um “trilema de segurança” e uma gama de resultados possíveis (veja o Gráfico 2). Esse trilema significa que, das três propriedades que hoje tornam o Bitcoin desejável para seus fãs (escassez, descentralização e um mercado de negociação de blockchain líquido), compromissos terão que ser feitos em pelo menos uma dimensão. O Bitcoin pode se tornar menos líquido, ou seu protocolo pode ser alterado para que o suprimento eventualmente exceda 21 milhões, ou pode se tornar mais centralizado.

Cenários envolvendo menor liquidez

Cenários envolvendo menor liquidez significam que a negociação de Bitcoin on-chain será muito mais lenta ou sujeita a taxas muito mais altas do que é o caso hoje. O cenário mais direto é que o sistema permaneça inalterado e as taxas continuem baixas, mas que mais confirmações sejam necessárias, conforme discutido acima.

No entanto, há também outro cenário envolvendo menor liquidez, que é criar taxas mais altas. Isso poderia, por exemplo, ser alcançado por meio da criação deliberada de congestionamento. Quando os blocos recém-adicionados já estão no tamanho máximo permitido pelo protocolo, o sistema congestiona e as transações entram em uma fila. Usuários que querem ter suas transações processadas imediatamente começam a definir taxas mais altas. Durante o pico do hype criptográfico no final de 2017, as taxas de transação dispararam para mais de US$ 50 por transação dessa forma (veja o Gráfico 1, lado esquerdo). No futuro, esse congestionamento também poderia ser criado artificialmente, ajustando o número máximo de transações que o Bitcoin pode processar.

Cenários envolvendo menor escassez

Um cenário muito controverso envolve um afastamento substancial deProjeto inicial de Nakamoto: crescimento contínuo da oferta. Por exemplo, uma das opções discutido pelos pesquisadores Hasu, Prestwich e Curtis é mudar o protocolo para que o fornecimento de Bitcoin continue a crescer além de 21 milhões – por exemplo, 1% ao ano. Isso resolveria o problema do subsídio de bloco em declínio de frente. No entanto, como Hasu e colegas observam, tais propostas foram recebidas com ceticismo por uma série de razões. Uma ONE é que muitos agora veem a escassez digital como a PRIME virtude do Bitcoin. Assim, embora continue sendo uma opção teórica, expandir o fornecimento além de 21 milhões pareceria um cenário improvável.

Cenários envolvendo menos descentralização

Um terceiro conjunto de resultados possíveis envolve menos descentralização e alguma institucionalização. Isso pode assumir várias formas, incluindo cartéis de mineração. Mesmo hoje,a mineração é dominada por um pequeno número de grandes players. Isso pode ser um grande problema quando se trata deresistência à censura, mas o resultado é que estesgrandes players têm incentivos estratégicos para proteger transaçõese assim proteger seus investimentos em equipamentos de mineração.

No futuro, é possível que os mineradores formem cartéis que se coordenem entre si para responder a quaisquer ataques de 51%. Os pesquisadores do MIT Moroz, Aronoff, Narula e Parkes analisaram o potencial decontra-ataques de gasto duplono caso de um único minerador. Se vários mineradores estivessem envolvidos, isso exigiria algum tipo de institucionalização – ou seja, um acordo para garantir que a cooperação entre os mineradores funcionasse sem problemas.

Mas a institucionalização também pode assumir outras formas. Por exemplo, pode envolver “prova de participação,” ou seja, substituindo cálculos custosos de prova de trabalho por um jogo de apostas essencialmente sem recursos. Por que isso envolveria institucionalização? Com ​​a prova de trabalho, os mineradores normalmente Siga a cadeia mais longa ao escolher entre blockchains, caso elas entrem em conflito. Com a prova de participação, a ausência de um custo real abre a porta para o chamado ataques de longo prazo.

Este é um problema que Buterin denominou de “Fraca subjetividade.” Isso implica que implementações bem-sucedidas de proof-of-stake podem precisar se basear em algum ponto de contato central que oriente os recém-chegados ao blockchain “honesto”. Resta saber o quão bem tais arranjos podem funcionar.

A última opção para institucionalização envolve custódia e negociação off-chain em bolsas regulamentadas. Por anos, o Bitcoin foi negociado em bolsas especializadas como Coinbase ou Kraken. Mais recentemente, alguma atividade comercialdesenvolveu-se na Bakkt, uma subsidiária da Intercontinental Exchange, a proprietária da Bolsa de Valores de Nova York. No futuro, uma parcela maior de negociação poderia migrar para tais mercados regulamentados.

Claro, qualquer desenvolvimento desse tipo viria com questões regulatórias semelhantes às dos Mercados financeiros padrão. Começando com o Mt. Gox, bilhões de dólares em criptomoedas foram perdidos ou roubados nos últimos anos, já que as bolsas não regulamentadas acabaram sendo fraudulentas ou simplesmente incompetentes. A indústria poderia se beneficiar de uma melhor regulamentação. Isso iminenteregulamentação nem sempre é uma má notícia para as criptomoedas, de acordo com pesquisa do BIS, o que contribui para esse caso.

E a regulamentação também pode ser adaptada à Tecnologia das criptomoedas, como descrevi em outro BIS documento de trabalho. A ideia de “supervisão incorporada” é que o supervisor financeiro garanta que os fundos depositados em uma exchange sejam totalmente respaldados por participações de Bitcoin na cadeia. A entrega de dados é automatizada, com o supervisor financeiro lendo diretamente os saldos de propriedade no blockchain do Bitcoin . Dessa forma, os investidores são protegidos, e a carga administrativa sobre a crypto-exchange é mantida no mínimo.

O caminho a seguir: Se não for dinheiro, então o quê?

À medida que o subsídio de bloco cai, o ecossistema do Bitcoin precisará mudar – não para crescer, mas apenas para limitar as consequências. O futuro provavelmente envolverá uma transição estável para bolsas regulamentadas, com menos negociações anônimas no blockchain e mineradores desempenhando um papel menor.

Como isso está muito longe da revolução proclamada, a proposta de valor CORE do Bitcoin pode muito bem precisar ser reavaliada. Com toda a probabilidade, a perspectiva de longo prazo do Bitcoin dependerá dos aplicativos que podem ser feitos para rodar sobre ele, e quão bem tais aplicativos ganham tração e geram receita. Nisso, o ativo CORE do Bitcoin pode muito bem acabar sendo menos a Tecnologia original baseada em prova de trabalho do que sua grande comunidade de fãs e desenvolvedores, bem como a penumbra de atenção da mídia que ele continua a atrair.

Há apenas alguns anos, o Bitcoin era aclamado como o futuro do dinheiro. Mas suas múltiplas limitações corroeram essa afirmação. Hoje em dia, uma narrativa comum é que ele é o equivalente digital do ouro. Mas as pessoas continuarão a negociar ouro por milênios, enquanto poucos ousariam fazer tal afirmação sobre o Bitcoin. Em vez disso, o perigo é que a Criptomoeda acabe sendo o equivalente digital da SAND escorregando lentamente por entre seus dedos.