taxa de processamento

Throughput em blockchain refere-se à quantidade de transações que uma rede consegue processar em determinado período, geralmente medida em Transações por Segundo (TPS). Como um dos principais indicadores de desempenho das redes blockchain, o throughput impacta diretamente a experiência do usuário e a utilidade da rede, servindo como referência essencial para avaliar a escalabilidade de um sistema blockchain. No cenário crescente das criptomoedas, o alto throughput tornou-se uma meta tecnológica que diversos projetos blockchain disputam alcançar, especialmente em blockchains públicas voltadas para aplicações comerciais de grande porte.

Origem do conceito de Throughput

O conceito de throughput surgiu nas áreas de ciência da computação e engenharia de redes, sendo utilizado para medir a capacidade de processamento de dados de um sistema. Nos primórdios da tecnologia blockchain, o throughput do Bitcoin era de cerca de 7 TPS, muito inferior ao de sistemas de pagamento tradicionais como o Visa (que chega a mais de 24 000 TPS). Essa diferença marcante motivou desenvolvedores de blockchain a priorizarem a melhoria do throughput da rede.

Com a popularização da tecnologia blockchain e o aumento dos casos de uso, especialmente após a congestão da rede Ethereum provocada por aplicações descentralizadas como o CryptoKitties entre 2017 e 2018, a limitação de throughput tornou-se cada vez mais evidente. Diversas soluções foram propostas, como técnicas de fragmentação (sharding), sidechains, canais de estado, soluções de escalabilidade camada 2 (Layer-2) e a criação de novas blockchains públicas de alto desempenho.

Ao longo dos anos, o throughput deixou de ser apenas um parâmetro técnico para se tornar um importante diferencial competitivo entre projetos blockchain e um critério relevante na avaliação de valor prático.

Funcionamento: Como o Throughput opera

O throughput das redes blockchain depende de diversos fatores, e os principais mecanismos envolvem:

1. Tamanho e tempo de bloco: O número de transações por bloco (definido pelo tamanho do bloco) e a frequência de geração de novos blocos (definida pelo tempo de bloco) afetam diretamente o throughput. Blocos maiores e intervalos menores podem aumentar o throughput, mas também elevam o risco de atrasos na propagação e bifurcações na rede.

2. Eficiência do algoritmo de consenso: Diferentes mecanismos de consenso têm grande impacto no throughput. Algoritmos Proof of Work (PoW) tendem a apresentar menor throughput, enquanto Delegated Proof of Stake (DPoS), Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) e similares conseguem taxas superiores.

3. Eficiência da verificação e execução das transações: A complexidade computacional da verificação de assinaturas, atualização de estados, execução de smart contracts e outros processos influencia diretamente a velocidade de processamento.

4. Topologia da rede e mecanismos de propagação: A distribuição dos nós, a conectividade e os protocolos de propagação de blocos afetam a velocidade de sincronização de novos blocos e transações em toda a rede.

5. Limitações de hardware: O desempenho dos dispositivos que mantêm os nós completos, a largura de banda da rede e outros fatores físicos impõem limites rígidos ao throughput.

As estratégias para aumentar o throughput incluem otimizações on-chain (como algoritmos de consenso aprimorados e maior capacidade dos blocos) e soluções off-chain de escalabilidade (como camada 2, sidechains e canais de estado), cada qual com vantagens, limitações e usos específicos.

Quais são os riscos e desafios relacionados ao Throughput?

A busca desenfreada por alto throughput pode gerar diversos desafios:

1. Compromissos entre descentralização e segurança: Muitas soluções de alto throughput aumentam o desempenho ao reduzir o número de validadores ou simplificar o consenso, o que pode resultar em maior centralização e menor segurança.

2. Crescimento excessivo do estado: O processamento acelerado de transações aumenta rapidamente os dados do estado da blockchain, exigindo maior capacidade de armazenamento dos nós completos.

3. Risco de partição da rede: Blocos grandes ou produção frequente podem elevar a latência, aumentando o risco de partições temporárias na rede.

4. Disputa por recursos: Em momentos de alta demanda, usuários podem precisar pagar taxas maiores para terem suas transações priorizadas, encarecendo o uso da rede.

5. Compatibilidade entre cadeias: Blockchains com níveis de throughput diferentes enfrentam dificuldades de sincronização ao interoperar.

6. Desafios regulatórios: O throughput muito elevado pode dificultar o monitoramento das atividades on-chain e a adequação aos requisitos de Conheça seu Cliente/Anti-Lavagem de Dinheiro (KYC/AML).

Na prática, projetos blockchain devem buscar o equilíbrio ideal entre throughput, descentralização e segurança, considerando o contexto de uso e as necessidades dos usuários, em vez de simplesmente perseguir os maiores valores possíveis.

O throughput é um indicador central do avanço da tecnologia blockchain rumo à aplicação em larga escala e reflete diretamente a escalabilidade dentro do "triângulo impossível" (descentralização, segurança e escalabilidade). Com o avanço das inovações, a combinação de otimizações Layer-1 com soluções camada 2 tem impulsionado o throughput das redes blockchain, aproximando-o da capacidade dos sistemas centralizados tradicionais. No futuro, com a evolução de tecnologias como fragmentação (sharding) e interoperabilidade entre blockchains, espera-se que os sistemas blockchain alcancem níveis de throughput capazes de atender às demandas comerciais de grande porte, mantendo a descentralização e a segurança, e assim promovendo a ampla adoção da tecnologia blockchain.