Primeiro princípio fundamental da blockchain: um exemplo com Sui e Arweave AO

Autor: Pignard

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Fonte: Guilda de Conteúdo - Research Investment

O que é o primeiro princípio

O primeiro princípio (pensamento de primeiro princípio) refere-se a voltar às condições mais básicas das coisas, desmembrando-as em vários elementos para análise e assim encontrar o melhor caminho para alcançar os objetivos. Este princípio tem origens na filosofia antiga grega, atribuída à Aristóteles, e é conhecido pelo público devido à sua defesa por Elon Musk. Também tem semelhanças com o conceito oriental do ‘Tao’ na filosofia oriental.

Em 2014, Elon Musk mencionou o seu método de tomada de decisões baseado em primeiros princípios durante o seu discurso de formatura na Escola de Negócios da Universidade do Sul da Califórnia.

“Maybe you’ve heard me say that you need to think about problems from a physics perspective, this is the first principle. That is, don’t make analogical reasoning. You break things down into the most basic elements you can imagine, and then you reason from there, which is a good way to determine if something makes sense. This kind of thinking is not easy, you may not be able to think this way about everything because it takes a lot of energy. But if you want to innovate knowledge, then this is the best way to think. This framework was proposed and developed by physicists, who thus discovered counterintuitive things, such as quantum mechanics. So this is a very effective and powerful method. Anyway, try to do it as much as possible.

Elon Musk usa o trem de alta velocidade de cápsula de vácuo como exemplo. Se projetarmos novos produtos ferroviários com pensamento comparativo ou experiencial, a maioria das pessoas pensará em melhorar as funções existentes, tornando a potência mais forte e a hidrodinâmica melhor. No entanto, se analisarmos as necessidades do produto a partir de primeiros princípios, teremos que voltar à essência do meio de transporte: transportar uma grande quantidade de carga do ponto A para o ponto B. Este é o objetivo inicial de fabricar trens e outros meios de transporte, não necessariamente precisando de tração para realizar melhorias. Com base nos primeiros princípios, Musk propôs o uso do modo de levitação magnética com baixo vácuo para criar o trem de alta velocidade de cápsula de vácuo.

Princípio fundamental na Blockchain

Qual é o primeiro princípio fundamental da blockchain?

No discurso de encerramento da Web3 Carnival em Hong Kong em 2024, o Dr. Xiao Feng afirmou que o primeiro princípio fundamental do blockchain é um novo método de contabilidade.

“A blockchain que surgiu em 2009, como um Ledger distribuído (DLT), registra o valor digital e o valor de rede, e não mais é feito em livros privados, mas sim em um livro público global aberto e transparente, onde todos registram juntos e todas as partes interessadas registram em um único livro. Este é o primeiro princípio da blockchain, um “livro público global” transparente e aberto, e todas as inovações do Web3 são baseadas neste primeiro princípio.”

Eu concordo com a visão do Dr. Xiaofeng e, com base nessa visão, desenvolvo ainda mais a essência da blockchain.

As três palavras de ‘blockchain’ significam bloco + cadeia. Já que o primeiro princípio fundamental de blockchain é um método de contabilidade, são realmente necessários os blocos e as cadeias?

Antes de responder a essa pergunta, vamos primeiro entender por que o Bitcoin, como um livro-razão distribuído, precisa de blocos e cadeias.

No Bitcoin, um bloco é um registro digital que contém um conjunto de informações de transação, pode ser entendido como uma página de contas no livro-razão. Um valor de hash pode ser calculado usando uma função de hash, cuja característica é que, se o conteúdo do bloco for ligeiramente alterado, o valor de hash será diferente. Cada bloco contém o valor de hash do bloco anterior, de modo que a primeira linha do bloco N+1 deve ser escrita com o valor de hash calculado para o bloco N, formando uma estrutura de cadeia imutável.

Em Bitcoin, o mecanismo de consenso para sincronização de livros é o PoW. Quando ocorrem transações na rede Bitcoin, essas transações são colocadas na pool de memória (mempool). Em seguida, os mineiros selecionam um grupo de transações da mempool e tentam formar um novo bloco. Para fazer isso, os mineiros precisam encontrar um valor específico dentro de um número aleatório e combiná-lo com os dados do bloco para gerar um valor hash que atenda ao alvo de dificuldade da rede, este processo é chamado de “Mineração”, quem calcula primeiro o valor hash que atenda aos requisitos ganha o direito de registrar as transações, ou seja, tem sucesso na mineração. O alvo de dificuldade é um valor dinâmico, ajustado a cada 2016 blocos (aproximadamente a cada duas semanas), a fim de manter a média de tempo de geração de blocos do Bitcoin em torno de 10 minutos.

Bloco e cadeia são a infraestrutura da Bitcoin, e PoW é a Mecanismo de consenso da Bitcoin, e a combinação das duas permite a função de escrituração descentralizada da Bitcoin. No entanto, pela natureza da Blockchain, longo quanto Descentralização contabilidade pode ser alcançada, a contabilidade pode ser não-Bloco (por exemplo, transação única Consenso), e o livro razão também pode ser estrutura não-cadeia (por exemplo, DAG). Portanto, Bloco e cadeia não são necessários, mas as três palavras Blockchain estão profundamente enraizadas no coração das pessoas e se tornaram sinônimo de Descentralização Ledger representado por Bitcoin, Ethereum e Solana.

Bitcoin é uma produção de 2009, com o contínuo desenvolvimento da pesquisa em blockchain, embora a maioria das blockchains siga a estrutura tradicional de blocos + cadeia, também surgiram algumas blockchains projetadas a partir de princípios de primeira ordem. Eles partem do problema fundamental de contabilidade descentralizada, possuindo estruturas de dados e consenso únicos. Este artigo usa Sui e Arweave AO como exemplos.

Sui: O Caminho da Água

Sui é uma camada 1 projetada e construída com base nos primeiros princípios, com a equipe principal vinda dos projetos descontinuados Diem e Novi, anteriormente conhecidos como Facebook (agora Meta). ** O nome Sui vem do japonês para água e sua influência pode ser vista na identidade da marca. **

Sui usa Sui Move para escrever seus contratos inteligentes, adotando um modelo de dados baseado em objetos, onde todas as transações são feitas com objetos como entrada e geram novos objetos ou objetos modificados como saída, permitindo que objetos independentes processem transações em paralelo.

Em Sui Move, cada contrato inteligente é um módulo composto por definições de funções e estruturas. As estruturas são instanciadas nas funções e podem ser passadas para outros módulos através de chamadas de funções. As instâncias de estruturas armazenadas em tempo de execução atuam como objetos, e existem três tipos diferentes de objetos em Sui, nomeadamente objetos proprietários, objetos compartilhados e objetos imutáveis.

Sui não tem blocos, valida as transações individualmente e se uma transação passa pelo mecanismo de ordenação e consenso do Sui depende se os objetos na transação são compartilhados ou não.

Se não envolver transações de objetos compartilhados, é chamado de transação simples, Sui adota um algoritmo leve de transmissão consistente bizantina (Byzantine Consistent Broadcast), referenciando o design do FastPay. Os clientes transmitem transações para todos os validadores da Sui e coletam votos ponderados com base no stake dos validadores para gerar um certificado, que é então transmitido de volta para os validadores. Os validadores que recebem este certificado podem executar a transação diretamente.

Se houver negociação de objetos compartilhados, chamada de negociação complexa, Sui adota o mecanismo de consenso Narwhal & Bullshark. Narwhal é um módulo mempool responsável por garantir a disponibilidade das transações. Narwhal opera com base em rodadas, cada rodada consiste em duas etapas, distribuição das transações (sincronizando as transações com outros nós) e validação das transações (coletando votos de outros nós em relação às transações). Após várias rodadas, as transações formam um gráfico acíclico dirigido (DAG). Bullshark é um módulo de consenso responsável por ordenar as transações do DAG em Narwhal.

Sui utiliza DAG para propagação e consenso de transações, reduzindo a latência das transações e diminuindo os custos de comunicação. Ao mesmo tempo, para manter a integridade e ordem das informações históricas, Sui classifica as transações em checkpoints em um processo separado, interligando os checkpoints de forma linear, proporcionando uma estrutura semelhante à blockchain tradicional para armazenar e acessar dados históricos.

Mas na realidade, a estrutura de dados da Sui é completamente diferente da blockchain tradicional, as transações da Sui são agrupadas em checkpoints já finalizados, enquanto na blockchain tradicional as transações ainda não finalizadas são agrupadas em blocos.

Arweave AO: O Caminho do Vazio

A água é impermanente, mas ainda tem forma. Como Sui ainda mantém o mecanismo de consenso tradicional da blockchain e, finalmente, organiza os dados de transação em blocos e cadeias tradicionais da blockchain. AO, por outro lado, subverte completamente o paradigma tradicional da blockchain, sem blocos, sem correntes, sem consenso, em comparação com a água, AO simboliza mais o céu (em japonês, Sora).

AO é um sistema de computação distribuído, descentralizado e orientado para atores (Actor Oriented) baseado no Arweave. Seu princípio fundamental não é construir um livro-razão descentralizado, mas sim construir um sistema de computação descentralizado. É algo semelhante à relação entre um aplicativo e um sistema operacional.

O sistema de computação pode ser dividido em três questões: armazenamento, cálculo e comunicação, todos os quais têm soluções maduras em Web2, mas a descentralização é o desafio. Uma abordagem é construir separadamente uma rede de armazenamento descentralizada, uma rede de cálculo descentralizada e uma rede de comunicação descentralizada, que na verdade é a ideia da arquitetura de tecnologia descentralizada de 2014 proposta pelo co-fundador da Ethereum, Gavin Wood, que integra cálculo, armazenamento e comunicação, sendo a Ethereum (contratos inteligentes) responsável pela parte de cálculo descentralizado, o Swarm responsável pela parte de armazenamento descentralizado, e o Whisper responsável pela parte de comunicação descentralizada.

AO também é composto por três unidades:

• Unidade de Mensagens (Messenger Unit): Responsável pela comunicação de mensagens, transmitindo mensagens para a unidade de cálculo e coordenando o cálculo dos resultados de saída;
• Unidade de Agendamento (Scheduler Unit): Responsável pelo agendamento e ordenação de mensagens, e envio de mensagens para a Arweave;
• Unidade de Computação: Responsável pelo processamento de cálculos e pelo envio dos resultados de cálculos para o Arweave.

Um processo em AO consiste em um conjunto de unidades, cada uma das quais pode servir como uma sub-rede escalável horizontalmente, executando simultaneamente um grande número de transações para alcançar computação de alto desempenho, mas cada unidade não é uma rede descentralizada. Na verdade, na arquitetura geral do AO, apenas a rede de armazenamento Arweave, que serve como a base, é verdadeiramente descentralizada.

O processo no AO torna-se verificável, pois qualquer pessoa pode recuperar esse processo no AO através do seu dado holográfico enviado para o Arweave. Isso é realmente um paradigma de consenso de armazenamento (SCP), onde, desde que o armazenamento seja imutável, as transações nele são rastreáveis, portanto, qualquer cálculo de aplicativo produzirá os mesmos resultados, independentemente do local.

AO não tem um mecanismo de consenso, mas através do SCP, separa a camada de cálculo da camada de armazenamento, tornando a camada de armazenamento permanentemente descentralizada, enquanto a camada de cálculo mantém o modo tradicional da camada de cálculo. Portanto, a escalabilidade de cálculo no AO não tem restrições de nenhum tipo, não apenas pode fornecer serviços de contabilidade de blockchain com EVM, WASM ou máquina virtual Move como núcleo, mas também pode reconstruir qualquer serviço Web2 existente no AO como uma versão descentralizada.

Resumo

O primeiro princípio é pensar na essência das coisas do ponto de vista da física e, em seguida, projetar camadas a partir dessa essência. Embora Sui e Arweave AO sejam ambos projetados com base no primeiro princípio, devido às suas diferentes essências, foram criadas arquiteturas completamente diferentes.

A essência do Sui é um serviço de livro-razão descentralizado, que concorre com plataformas de alto desempenho como a Solana. Portanto, o Sui adota um modelo de dados orientado a objetos, com mecanismos de consenso duplo e execução paralela de transações baseadas em acesso de estado, melhorando a escalabilidade, reduzindo a latência e os custos. Isso permite que os desenvolvedores criem aplicativos baseados em contratos inteligentes Sui Move de forma rápida e econômica.

A essência da Arweave AO é um sistema de computação descentralizado, ou seja, um serviço em nuvem descentralizado, que é a infraestrutura que executa o serviço de livro-razão. Portanto, o AO propõe o SCP em torno do ‘Sistema de Computação Distribuído Verificável’, ou seja, realiza cálculos fora da cadeia e armazena na cadeia para alcançar a interconexão e colaboração em grande escala de computadores paralelos. A experiência do usuário é praticamente a mesma dos serviços em nuvem tradicionais, mas por trás está um sistema de computação descentralizado.