Blockchain governance - Parte 4
Parte 4
Decred Project
Decred é uma criptomoeda aberta, progressiva e autofinanciável com um sistema de governança baseado na comunidade integrado em sua blockchain. O Decred está vinculado a um conjunto de regras, que incluem princípios orientadores, um sistema de governança - Politeia - e um mecanismo de financiamento - os fundos da rede (Decred Project, 2016).
Fundamentos e emissão de moeda
O servidor de blockchain do Decred (dcrd) é um fork do servidor de blockchain do Bitcoin (btcd) do pacote btcsuite, criado por desenvolvedores do Decred antes da existência do Decred. O fork (bifurcação) do código-fonte é diferente do fork da blockchain, ilustrada na Figura 2 na Parte 3. Um fork do código-fonte significa que uma cópia do código original foi feita (Martins, 2018).
Em 08 de fevereiro de 2016, no bloco #1, 1 680 000 DCR foram pré-minerados: 840 000 DCRs (50%) foram distribuídos entre os desenvolvedores como forma de pagamento e os outros 840 000 foram distribuídos por meio de airdrop, com 282.63795424 DCRs enviados para cada um dos 2 972 endereços de e-mail que se inscreveram na lista de airdrop, forma de distribuição que os desenvolvedores criaram para que desde o início houvesse uma circulação de DCRs (oferta e demanda), diluindo a participação dos desenvolvedores iniciais (Martins, 2018). A Equação 3.1 mostra como a emissão total decred é calculada. Na criação da Decred, em 08 de fevereiro de 2016, cada bloco minerado poderia recompensar os participantes (mineradores PoW e PoS e a tesouraria) com um total máximo de 31.19582664 DCR. Após cada 6 144 blocos, a emissão é exponencialmente reduzida em um fator de (100⁄101)^n, um processo repetido 400 vezes até junho de 2039. Nesta data, este ciclo de emissão, adicionado aos 1 680 000 DCRs pré-minerados iniciais, deve emitir1 uma quantidade estimada de 20 638 308 DCRs (Martins, 2018).
Equação 3.1 - Equação da emissão estimada de Decred (até junho de 2039)
Fonte: (Martins, 2018)
Bitcoin e Decred irão emitir cada um quase 21 milhões de moedas em suas blockchains, mas as estimativas mostram que Decred terá emitido todas as suas moedas até setembro de 2120, com um limite máximo de fornecimento de 20 999 999.99800912, enquanto Bitcoin ainda estará ‘imprimindo dinheiro’ até 2140. A Equação 3.1 mostra uma estimativa para Decred após reduzir sua recompensa de bloco 400 vezes, aproximadamente a cada 21,33 dias, enquanto o Bitcoin leva quase 4 anos para reduzir pela metade sua emissão de dinheiro (a cada 210 000 blocos, conforme mostrado na equação 3.2 abaixo), um evento denominado ‘halving’, que tem um grande impacto nos mercados financeiros de criptomoedas. A Figura 3 mostra uma comparação entre suas curvas de crescimento da oferta (com base nas equações 3.1 e 3.2) e é perceptível que a curva do Decred apresenta uma redução mais suave em sua emissão.
Equação 3.2 - Equação da emissão estimada de Bitcoin
Fonte: Modificado de (Bitcoin Community, 2017)
Figura 3 – Curvas de estimativa de crescimento de oferta de Bitcoin e Decred até junho de 2039
Fonte: elaboração própria
Segurança da Blockchain
Não há boa governança sem segurança. Se as regras são vagas ou não podem ser aplicadas corretamente, se o mecanismo de consenso não impede os atores de desempenhar um papel dominante, se o sistema de votação é inseguro ou se não há transparência, responsabilidade e anonimato, não é possível garantir a integridade dos resultados eleitorais (Johnson, 2019). Sem os ‘controles de equilíbrio’ corretos, não há governança ou democracia. Além disso, sabendo que não há “almoço grátis” e que executar um sistema de contabilidade distribuído que ajuda a reduzir incertezas e irregularidades de votação tem um custo, os incentivos devem ser claros e bem equilibrados para evitar o domínio e a desconfiança do público. É por isso que a escassez (emissão de dinheiro e inflação) e as recompensas são questões centrais, especialmente para blockchains públicas sem permissão (permissionless).
Mineração híbrida Proof-of-Work/Proof-of-Stake
A mineração híbrida PoW/PoS é crítica para a compreensão do mecanismo de segurança da blockchain do Decred, portanto, uma breve introdução é necessária. Para mecanismos de consenso que usam apenas PoW, uma série de questões pode surgir, como negação de serviço por meio da mineração de blocos vazios ou artificialmente pequenos; censura por ignorar certas transações ou endereços; e mineradores bloqueando ou forçando mudanças de consenso. Há disputas entre mineradores, que querem centralizar a mineração para aumentar seu poder de decisão e seu lucro em detrimento do ecossistema; grandes empresas e corretores, que buscam melhorar os recursos de suporte aos negócios para aumentar seus lucros; e usuários e investidores, que utilizam a rede como reserva de valor e meio de troca. A mineração de PoW pode ser vista como um único fator de autenticação para o sistema de consenso, onde geralmente é executada por um pequeno número de entidades que não representam necessariamente o resto dos participantes do sistema. Embora esse processo seja fundamentalmente descentralizado, questões práticas levam o processo de mineração PoW a ser muito centralizado, semelhante a sistemas de terceiros de confiança, como bancos (Martins, 2018).
A mineração PoS cria um segundo fator de autenticação, validando as decisões de mineração PoW. Stakeholders de longo prazo, aqueles que desejam ficar com as moedas, podem votar nas alterações propostas para a rede e seus tickets validam os blocos minerados via PoW. Os mineradores PoW recebem 60% da recompensa do bloco, os mineradores PoS recebem coletivamente 30% e os 10% restantes vão para o tesouro, também chamado de ‘fundos da rede’. Com a mineração PoS, as moedas são temporariamente bloqueadas na blockchain em troca de tickets com poder de voto.
A primeira fase envolve a maioria dos mineradoras de PoW e partes interessadas em PoS atualizando seu software para a versão mais recente. Para PoW, 95% dos 1 000 últimos blocos devem estar na versão mais recente e para PoS, 75% dos votos em um intervalo de 2 016 blocos deve ser a versão de votação mais recente (Decred Project, 2020). Quando as propostas estão prontas para serem votadas, elas aparecem no software dos usuários e os mineradores e investidores podem escolher como vão votar quando minerarem um bloco ou quando seu ticket for sorteado.
Um mecanismo de loteria pseudo-aleatório determinístico sorteia 5 tickets a cada bloco. Os tickets votam na validade do bloco anterior e são premiados (em DCRs). São necessários no mínimo 3 tickets para validar o bloco e eles são premiados somente se efetivamente derem seu voto. As moedas ficam bloqueadas por 20 dias, em média, mas pode demorar até 143 dias e 0,5% dos tickets expiram após 143 dias e não chegam a votar e serem recompensados, embora as moedas sejam devolvidas, mas a taxa paga para comprar o ticket não é devolvida. Cada bloco pode conter até 20 compras de tickets e os preços são ajustados em janelas de 288 blocos para reduzir2 a chance de grandes partes interessadas comprarem grandes quantidades de tickets (Decred Project, 2020).
Tesouro da rede para reduzir conflitos de interesses
Uma fonte de financiamento é necessária para manter um desenvolvimento sólido e estável. Essa fonte de financiamento pode ser os desenvolvedores, doações públicas ou uma empresa privada e faz a diferença na hora de avaliar a possibilidade de conflito de interesses, a agenda de cada organização e seus objetivos por trás do financiamento.
Desde 2014, empreendedores e golpistas começaram a usar ICOs (oferta inicial de moedas) para arrecadar dinheiro para financiar novos projetos de criptomoeda. Estima-se que 28,4 bilhões de dólares foram arrecadados de janeiro de 2014 a agosto de 2018. (Kalomeni, 2018). O nome vem do IPO (Initial Public Offer) e tais projetos sofrem conflitos de interesses inerentes ao seu modelo de financiamento. “As ICOs geralmente têm dois problemas principais: (1) no papel, tudo é possível; (2) empreender é construir algo primeiro e depois obter os resultados, ter lucro.” (Martins, 2018). Vários projetos nunca foram concretizados, outros tiveram apenas o primeiro commit de código para o repositório de código e depois que os fundos foram levantados, eles foram abandonados.
Para evitar depender de fontes e agendas externas, o Decred Project optou por não pedir dinheiro dos contribuintes usando programas de inovação, nem iniciou uma ICO para ser financiado por terceiros. Em vez disso, o Decred Project se auto-financia com 10% de cada recompensa do bloco.
Ataques de maioria em PoW e a falta de ‘skin in the game’
O ataque majoritário, também chamado de ‘51% ataque de hashpower’, depende de um adversário ser capaz de criar blocos mais rápido do que o resto da rede (os nós honestos), mantendo a cadeia mais longa. Os resultados seriam criar blocos sem transações específicas, permitindo o gasto duplo de uma transação anteriormente gasta, revertendo o histórico recente do livro-razão para fraudar comerciantes, ou realizar um ataque de negação de serviço recusando-se a incluir transações nos blocos minerados, excluindo participantes da rede, negando-lhes a capacidade de enviar ou receber pagamentos (Bentov, Lee, Mizhari & Rosenfeld, 2014). Este ataque é viável para adversários ricos e depende muito de um grande investimento inicial para aquisição do equipamento de mineração e de baixos custos fixos com eletricidade e preços de aluguel. Os ataques baseados em nuvem não são considerados aqui porque as máquinas virtuais de propósito geral não calculam hashes de forma eficiente como um dispositivo de mineração ASIC construído para esse propósito específico.
Conforme afirmado na seção anterior, um sistema PoW puro permite uma má tomada de decisão: os mineradores PoW podem “minerar e vender”, o que significa que eles podem gastar a recompensa nos próximos blocos ou trocá-la por moeda fiduciária sem serem prejudicados no longo prazo pelas consequências de uma má decisão tomada. Com um PoW puro, há muito menos “skin in the game”, porque os mineradores podem minerar outras moedas que usam o mesmo algoritmo PoW de seu equipamento de mineração.
Mineradores e estratégias de maximização de lucro
A Parte 2 explicou que os incentivos de mineração também podem ser financiados com taxas de transação além da recompensa do bloco. Para evitar a ‘tragédia dos comuns’, um problema de teoria dos jogos em que os participantes têm um incentivo para agir de forma egoísta para aumentar seu próprio resultado em detrimento de todos os outros participantes (Hardin, 1968), os mineiros podem selecionar quais transações irão processar com base nas taxas pagas pelos usuários. Caso contrário, os caroneiros buscariam pagar nenhuma taxa, o que reduziria os incentivos para que os mineradores comprassem equipamentos e gastassem eletricidade validando os blocos, no final reduzindo o número de participantes e a segurança da rede, deixando todos pior do que se eles cooperassem e pagassem suas taxas.
Cada minerador pode selecionar uma taxa mínima aceitável. Eles poderiam cooperar para aumentar as taxas, mas os mineradores têm um incentivo para desertar. Como a mineração é um negócio de capital intensivo e os preços dos equipamentos, impostos de importação, aluguel de edifícios e custos de eletricidade diferem de um lugar para outro, os mineradores operando com menor eficiência terão um incentivo para aceitar taxas mais baixas a fim de atingir seu ponto de equilíbrio. Se os mineradores selecionarem uma taxa excessivamente alta, eles podem ficar com apenas um punhado de transações e terão que arcar com os mesmos custos de processamento para minerar o bloco, então eles têm um incentivo para escolher a taxa mínima aceitável que maximize sua utilidade. Durante os mercados em baixa, quando a taxa de câmbio da moeda em relação à moeda fiduciária é ainda mais baixa, eles precisam vender mais moedas para conseguir equilibrar as contas. Mineradores ricos operando com maior eficiência têm incentivos para manipular os mercados e diminuir o valor da moeda e, consequentemente, a taxa de câmbio, para expulsar outros mineradores do mercado, empurrando sua receita abaixo de seus custos fixos.
Sistemas puramente Proof-of-Stake
As blockchains PoS (Proof-of-Stake - prova de participação) baseiam-se no pressuposto de que as partes interessadas manterão a segurança da blockchain porque sua participação será desvalorizada em caso de desconfiança no sistema. Os ataques PoS não exigem investimento inicial em equipamentos e custos de eletricidade. Enquanto os ataques PoW podem ser notados quando um adversário publica um bloco na rede competindo com os nós honestos para formar a cadeia mais longa, os ataques PoS acontecem em silêncio, usando chaves privadas que controlam as transações para assinar um bloco. Quanto maior a participação (transações ou moedas), mais poderoso é o ataque (Bentov, Gabizon & Mizrahi, 2016).
Este ‘ataque silencioso’, também chamado de ‘simulação sem custo’, permite que os mineiros executem um ataque ‘stake-griding’, estendendo apenas os blocos que os tornarão os signatários do próximo bloco e, assim, assumindo o controle da blockchain ou criando várias blockchains porque é barato criar ‘história’. Como não é possível diferenciar o tempo real do tempo dos blocos, os novos usuários não podem dizer quando essas várias versões da blockchain foram criadas: para eles, todas as versões são verdadeiras. Somente nós existentes antes do ataque seriam capazes de distinguir essas múltiplas versões da história (Poelstra, 2015).
A solução do Decred Project
Decred aumenta a segurança do PoW adicionando PoS ao processo de mineração. Um invasor com uma fração dos tickets exigiria várias vezes o hashpower de mineradores honestos para assumir o controle da rede. Em comparação, um invasor que tivesse o mesmo hashpower dos nós honestos (50% do hashpower total) ainda precisaria de 50% dos tickets para atacar com sucesso a rede, o que é uma grande quantidade de “skin in the game” para um invasor.
Teoricamente, se a rede minoritária com apenas uma pequena fração de tickets tivesse várias vezes mais hashpower, ela poderia acompanhar a rede majoritária, embora isso não seja realista devido aos incentivos econômicos. Gastar várias vezes mais eletricidade para obter o mesmo resultado tornaria a recompensa em 1/n (Collins, 2017).
Outros ataques, como o Dilema do Minerador (Eyal, 2015), aqueles perpetrados por governos, ataques de negação de serviço, que se baseiam no isolamento de nós honestos entre nós desonestos para facilitar o gasto duplo, o ataque de Sybil (Eyal & Sirer, 2014), onde um adversário cria múltiplas identidades ou nós, e incentivos para que os mineradores não propaguem para outros nós as transações recebidas estão fora do escopo desta investigação.
Karakostas et. al. tentaram definir o conceito e medir o ‘igualitarismo’ da recompensa das criptomoedas avaliando Decred (PoW+PoS); Bitcoin, Litecoin, Ethereum, Monero (PoW); e o algoritmo PoS Ouroboros de Cardano. Eles criaram uma simulação3 para avaliar o tamanho mínimo de investimento necessário, recompensas de base de moedas, preços de eletricidade, dificuldade de bloco, especificações de dispositivos ASIC e preços de moedas (Karakostas, Kiayias, Nasikas e Zindros, 2019). Suas descobertas mostram um resultado que aponta que os blocos de prova de participação (Proof-of-Stake) são mais “igualitários” em termos de tamanho mínimo/múltiplo de investimento para uma parte interessada.
No caso do Decred, eles concluem que “o igualitarismo é prejudicado para capitais que não são múltiplos dos preços dos tickets”, mas não levaram em consideração o Decred Ticket Splitting, que atualmente está em fase beta e permite que vários participantes comprem um ticket gastando no mínimo 5 DCRs (em contraste com os preços dos tickets acima de 100 DCRs desde janeiro de 2019). Os direitos de voto “são atribuídos pseudo-aleatoriamente a um único participante, com base na porcentagem de sua contribuição. ou seja, se alguém comprar 60% de um ticket dividido, terá 60% de chance de ser selecionado como eleitor para esse ticket” (Decred Project, 2019). Eles argumentam que “igualitarismo perfeito poderia, em princípio, ser alcançado fazendo o preço do ticket se aproximar de 0”, o que em um sistema de “uma moeda, um voto” levaria a um aumento linear nos votos e no poder das partes interessadas. No final, eles chegaram a uma conclusão de que Ouroboros e Decred são mais ‘igualitários’, mas não levaram em consideração a (in)segurança discutida anteriormente de blockchains de Proof-of-Stake puro, como o algoritmo Ouroboros PoS de Cardano (Karakostas, Kiayias, Nasikas e Zindros, 2019, p. 17).
Decred Privacy e mineração Proof-of-Stake
O mecanismo de privacidade do Decred usa CoinShuffle++4, um protocolo usado no processo de mixagem, que se baseia nas transações de compra de tickets da mineração PoS, permitindo que as partes interessadas comprem tickets anonimamente. A compra de tickets fornece um fluxo constante de transações que pode ser usado para combinar entradas de transações e anonimizar completamente os endereços de saída. Um trabalho adicional é necessário para ofuscar os valores das transações, e é por isso que denominações fixas menores são usadas (Yocom-Piatt, 2019). A capacidade de monitorar o processo eleitoral usando uma trilha de auditoria com carimbo de data/hora para verificar o voto sem identificar o eleitor pode aumentar a transparência e a participação no processo de votação (Johnson, 2019).
Governança on-chain e off-chain e descentralização
A natureza descentralizada do Bitcoin já foi contestada no passado em uma disputa de tamanho de bloco, onde as estimativas mostraram que os mineradores chineses controlavam 74,5% da rede por meio de pools de mineração. Em 2015, os grupos de desenvolvedores não chegaram a um consenso sobre a decisão de aumentar o tamanho do bloco de 1 MB para 8 MB. Enquanto aqueles a favor argumentavam pela escalabilidade da rede, aqueles contra argumentavam que seria um grande risco de segurança porque excluiria máquinas menos potentes de lidar com a blockchain (De Filippi & Loveluck, 2016).
Enquanto a governança on-chain envolve regras e processos de tomada de decisão codificados na blockchain, a governança off-chain envolve todas as outras decisões relacionadas ao desenvolvimento e gerenciamento de um projeto (Reijers, Wuisman, Mannan & De Filippi, 2018). O Decred Project implementa a conhecida governança on-chain5, para manter as regras de consenso6, bem como uma governança off-chain, usando a plataforma de governança Politeia e um timestamping arquitetura cliente/servidor.
Decred Timestamping
Timestamping é a base do notário digital na blockchain e do sistema de governança off-chain da Politeia e dcrtime é o aplicativo cliente/servidor que faz o hash do conteúdo de um arquivo e ancora esse hash na blockchain, provando sua existência em um determinado momento. Se o arquivo selecionado já tiver seu hash registrado na blockchain, dcrtime (cliente de tempo de front-end) mostrará informações sobre esse arquivo. Caso contrário, o hash do arquivo será publicado na blockchain do Decred na próxima hora. Decred oferece essa funcionalidade gratuitamente a cada hora no site dcrtime (servidor de tempo de backend)7 e também fornece o código-fonte.
Politeia
Politeia8 é o sistema de propostas públicas ancorado em blockchain resistente à censura. Por meio da Politeia os usuários anônimos podem propor mudanças no desenvolvimento e na gestão do projeto, incluindo iniciativas de gasto dos fundos da rede. Eles podem usar a plataforma para debater as propostas, mas os debates podem ocorrer em qualquer lugar da Internet. As estatísticas9 sobre propostas podem ser consultadas no explorador de blocos. A plataforma e seu repositório de propostas são open source e toda proposta recebe um token que pode ser usado para provar a censura, caso um administrador precise remover conteúdo ilegal ou não conforme com as regras. Politeia usa dcrtime para marcar a data e hora de uma proposta e ancorá-la na blockchain.
Decentralised Autonomous Organisation (DAO)
Uma Organização Autônoma Descentralizada (DAO) é um “sistema baseado em código com capital interno que vive no blockchain e opera de forma autônoma (…) através de um conjunto de regras baseadas em código (“contratos inteligentes”) para executar pagamentos automaticamente quando certo as condições são atendidas” (Reijers, Wuisman, Mannan & De Filippi, 2018, pp. 5, 6).
O Decred Project planeja criar um DAO para permitir a soberania direta sobre o protocolo para uma organização verdadeiramente descentralizada. Um DAO pode ser implementado de duas maneiras: por meio de votação direta ou delegada. O voto delegado é como a democracia representativa (com suas problemáticas notórias) e o voto direto envolve o debate de propostas, o voto e a convivência com as consequências das decisões tomadas. Por meio da Politeia os indivíduos têm voz e participam do DAO, tendo soberania direta (Yocom-Piatt, 2019).
A próxima seção avaliará a governança da blockchain, incluindo os mecanismos implementados pelo Decred Project para aumentar a governança e a segurança.
Notas de rodapé
1 Disponível em https://docs.decred.org/advanced/issuance/
2 PoS Voting General FAQ, questões 5 e 6, disponível em https://docs.decred.org/faq/proof-of-stake/general/
3 O código-fonte está disponível em https://github.com/decrypto-org/egalitarianism
4 From “P2P Mixing and Unlinkable Bitcoin Transactions”, disponível em https://eprint.iacr.org/2016/824.pdf
5 Disponível em https://voting.decred.org/
6 Disponível em https://docs.decred.org/governance/consensus-rule-voting/overview/
7 Disponível em https://timestamp.decred.org/
8 Disponível em https://proposals.decred.org/
9 Disponível em https://dcrdata.decred.org/proposals
Referências
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Bentov, I., Lee, C., Mizhari, A., & Rosenfeld, M. (2014, December 8). Proof of Activity: Extending Bitcoin’s Proof of Work via Proof of Stake. (G. Casale, Ed.) ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 42(3). Obtido do: https://dl.acm.org/doi/10.1145/2695533.2695545
Decred Project. (2016). Decred Constitution. Obtido do Decred Project: https://docs.decred.org/governance/decred-constitution/
Decred Project. (2019). Ticket Splitting. Obtido do Decred Documentation: https://docs.decred.org/proof-of-stake/ticket-splitting/
Decred Project. (2020). Proof-of-Stake (PoS) Voting. Obtido do Decred Docs: https://docs.decred.org/proof-of-stake/overview/
De Filippi, P., & Loveluck, B. (2016, October 17). The Invisible Politics of Bitcoin: Governance Crisis of a Decentralized Infrastructure. Internet Policy Review, 5(4). Obtido do: https://ssrn.com/abstract=2852691
Eyal, I. (2015, July 20). The Miner’s Dilemma. 2015 IEEE Symposium on Security and Privacy (pp. 89-103). San Jose, CA: IEEE. Obtido do https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7163020
Eyal, I., & Sirer, E. (2014, November 09). Majority Is Not Enough: Bitcoin Mining Is Vulnerable. Financial Cryptography and Data Security. FC 2014, 8437 (Lecture Notes in Computer Science), 436-454. Obtido do: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-45472-5_28
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Karakostas, D., Kiayias, A., Nasikas, C., & Zindros, D. (2019). Cryptocurrency Egalitarianism: A Quantitative Approach. Tokenomics 2019. Obtido do: https://arxiv.org/abs/1907.02434
Martins, M. (2018, July 24). The origin of Decred. Obtido do Stakey Club: https://stakey.club/en/the-origin-of-decred/
Poelstra, A. (2015, March 22). On Stake and Consensus. Obtido do Satoshi Nakamoto Institute: https://nakamotoinstitute.org/static/docs/on-stake-and-consensus.pdf
Reijers, W., Wuisman, I., Mannan, M., & De Filippi, P. (2018, December 18). Now the Code Runs Itself: On-Chain and Off-Chain Governance of Blockchain Technologies. TOPOI : International Review of Philosophy, 37(17). Obtido do Springer Link: https://link.springer.com/article/10.1007/s11245-018-9626-5
Yocom-Piatt, J. (2019, November 19). Cointelegraph. Secrets They Missed at DevCon: What It’s Really Like in a Working DAO. Obtido do: https://cointelegraph.com/news/secrets-they-missed-at-devcon-what-its-really-like-in-a-working-dao