Se o mundo ficar offline por um dia, como o Bitcoin evitará a crise de paralisação da internet?

Escrevendo por: Liam ‘Akiba’ Wright

Traduzido por: Chopper, Foresight News

Imagine que a espinha dorsal da internet global colapsa num dia.

Quer seja por erro humano, vulnerabilidades catastróficas de software, vírus maliciosos ou conflito militar direto — se os pontos de troca física da internet que conectam o mundo ficarem de repente às escuras, qual será o destino do Bitcoin?

Se Frankfurt, Londres, Virgínia, Singapura e Marselha ficarem simultaneamente sem conexão, a rede Bitcoin se dividirá em três partições independentes.

As comunicações através do Atlântico, do Mediterrâneo e das principais rotas transoceânicas ficarão interrompidas, as Américas, os continentes Euro-Africano, o Médio Oriente e a Ásia formarão suas próprias histórias de transações até que a conexão seja restabelecida.

Dentro de cada partição, os mineiros continuarão a produzir blocos com base na sua hash rate restante.

Seguindo o objetivo de um bloco a cada 10 minutos, as regiões com 45% da hash rate produzirão cerca de 2,7 blocos por hora, as com 35% cerca de 2,1, e as com 20% cerca de 1,2. Como os nós não podem trocar cabeçalhos de blocos ou dados de transações entre partições, cada região desenvolverá de forma independente uma cadeia de blocos válida, sem conhecimento das outras.

Com o tempo e a redistribuição da hash rate, o comprimento das bifurcações naturais aumentará continuamente.

Este ritmo de divisão leva à inevitabilidade de uma separação da cadeia. Distribuímos aproximadamente a hash rate por região: Américas 45%, Ásia-Pacífico 35%, Europa-África 20%, e usamos isso como base para uma simulação.

A partição das Américas gera cerca de 6 blocos adicionais a cada duas horas, a Ásia-Pacífico cerca de 4-5, e a Europa-África cerca de 2-3.

Após um dia, o número de blocos em cadeias divididas ultrapassará as 100, excedendo o limite de reorganizações normais, forçando os serviços a considerarem confirmações regionais como confirmações temporárias.

A profundidade potencial de reorganização de partições falhadas aumenta linearmente com o tempo de isolamento.

O mempool local se dividirá imediatamente. Transações transmitidas de Nova York não chegarão a Singapura, portanto, o destinatário fora da partição não verá essa transação até que a rede seja restaurada.

Dentro de cada partição, o mercado de taxas será caracterizado por características locais. Os usuários competirão por espaço limitado nos blocos com base na hash rate local, fazendo com que as taxas aumentem mais rapidamente em regiões com menor hash rate, mas alta demanda.

Quando a confirmação de transações perder sua validade global definitiva, exchanges, processadores de pagamento e carteiras de custódia geralmente suspendem saques e liquidações na cadeia; os participantes do Lightning Network enfrentarão incertezas — transações confirmadas em partições minoritárias podem falhar.

Reconciliação automática após a recuperação da rede

Quando a conexão for restabelecida, os nós iniciarão um processo de reconciliação automática: cada nó comparará as diferentes cadeias de blocos e se reorganizará na cadeia válida com maior trabalho acumulado.

Os custos reais envolvem principalmente três aspectos:

A reorganização fará com que blocos de partições minoritárias fiquem inválidos, dependendo do tempo de separação;

Será necessário retransmitir e priorizar transações que só foram confirmadas na cadeia falhada;

Exchanges e custodiante precisarão realizar verificações operacionais adicionais antes de retomar o serviço.

Durante uma divisão de 24 horas, após a reconexão, dezenas ou centenas de partições menores podem ficar isoladas. Os serviços relacionados precisarão de horas adicionais para reconstruir mempools, recalcular saldos e restaurar funções de saque.

Devido à necessidade de revisão manual de canais fiduciários, verificações de conformidade e gestão de canais, a normalização completa das atividades econômicas costuma atrasar-se em relação ao nível do protocolo.

Ao simular o isolamento usando a “percentagem de hash rate acessível” em vez do número de pontos de troca, fica mais fácil entender sua dinâmica:

Quando 30% da hash rate é isolada, as partições minoritárias produzem cerca de 1,8 blocos por hora. Isso significa que pagamentos padrão de 6 confirmações nessa partição estarão em risco de falha após aproximadamente 3 horas e 20 minutos — se o restante da rede construir uma cadeia mais longa, esses 6 blocos podem ficar isolados.

Em um cenário de divisão quase 50/50, as duas partições terão trabalhos acumulados semelhantes, e mesmo uma divisão breve pode gerar uma história de transações “confirmadas” concorrentes em ambas as cadeias. O resultado após a reconexão será imprevisível.

Em uma divisão de 80/20, a maioria quase certamente vencerá; a partição minoritária produzirá cerca de 29 blocos em um dia, que serão isolados na hora da fusão, levando à reversão de muitas transações já confirmadas na região.

O risco de reorganização é o produto do “tempo” e da “hash rate da partição minoritária”: o cenário mais perigoso é uma “longa separação + divisão quase igualitária de hash rate”.

Ferramentas atuais de resiliência

Existem várias ferramentas que aumentam a resiliência da rede, influenciando o impacto real após uma desconexão:

Links satelitais, retransmissões de rádio de alta frequência, redes de atraso tolerante, redes em malha e pontes Tor podem transmitir cabeçalhos de blocos ou fluxos de transações simplificados por rotas danificadas.

Esses canais têm largura de banda limitada e alta latência, mas mesmo transmissões intermitentes entre partições podem reduzir a profundidade da bifurcação ao permitir que alguns blocos e transações atravessem para outras partições.

A diversidade de nós em pools de mineração e a distribuição geográfica dos pools aumentam a probabilidade de propagação de dados por canais secundários, limitando a profundidade e a duração das reorganizações quando a espinha dorsal for restaurada.

Assim, durante uma divisão de rede, os participantes do mercado devem seguir diretrizes simples:

Suspender a liquidação entre partições, tratar todas as confirmações de transações como temporárias, e otimizar a estimativa de taxas devido ao aumento local de taxas;

As exchanges podem, ao suspender saques, adotar um modo de prova de fundos, estender o número de confirmações necessárias para mitigar riscos de partições minoritárias, e publicar políticas claras — como definir o número de confirmações necessárias com base na duração do isolamento;

Carteiras devem informar claramente os usuários sobre os riscos de validade regional, desativar o reequilíbrio automático de canais e priorizar transações sensíveis ao tempo, retransmitindo-as após a recuperação da rede;

Mineradores devem manter conexões diversificadas com upstreams e evitar alterações manuais na regra padrão de “cadeia mais longa” durante a coordenação.

Do ponto de vista do design, o próprio protocolo é capaz de se sustentar — após a reconexão, os nós convergirão automaticamente para a cadeia com maior trabalho acumulado.

Porém, a experiência do usuário durante a divisão será bastante prejudicada, pois a validade econômica depende da propagação global de dados consistentes.

No pior cenário de uma divisão de um dia com múltiplos pontos de troca, o mais provável é uma falha temporária na acessibilidade internacional, aumento descontrolado e desigual de taxas, e uma reorganização profunda que invalide confirmações regionais.

Quando a rede for restaurada, o software irá reparar o livro razão de forma determinística, e os serviços relacionados, após verificações operacionais, retomarão todas as funções.

A última etapa será a reabertura de saques e canais Lightning na cadeia vencedora, com saldo e histórico de transações consistentes.

Se a divisão for irreparável

E se os pontos de troca essenciais mencionados no início forem permanentemente inoperantes? O que acontecerá? Nesse cenário distópico, o Bitcoin que conhecemos deixará de existir.

Serão substituídos por partições geográficas permanentes, semelhantes a redes Bitcoin independentes: regras comuns, mas incapazes de se comunicar entre si.

Cada partição continuará a minerar, ajustando a dificuldade de acordo com seu ritmo, e desenvolverá seu próprio sistema econômico, livros de ordens e mercados de taxas. Sem uma conexão restaurada ou uma coordenação artificial para escolher uma cadeia única, não haverá mecanismo para reconciliar os históricos de transações diferentes.

Consenso e ajuste de dificuldade

Antes de cada partição completar a próxima rodada de 2016 blocos, o tempo de produção de blocos será acelerado ou desacelerado dependendo da hash rate acessível. Após o ajuste, cada partição estabilizará seu tempo de bloco em aproximadamente 10 minutos.

Com base na participação de hash rate anterior, o tempo estimado para a primeira mudança de dificuldade de cada partição é:

Após o primeiro ajuste, cada partição manterá cerca de 10 minutos por bloco, e posteriormente realizará suas próprias reduções de halving e ajustes de dificuldade.

Sem conexão transoceânica, as regiões levarão aproximadamente 31, 40 e 70 dias, respectivamente, para alcançar seu primeiro objetivo de dificuldade.

Devido às velocidades diferentes de atingimento do halving antes do primeiro ajuste de dificuldade, as datas de halving de cada partição se desviarão ao longo do tempo real.

Oferta e “Definição de Bitcoin”: taxas, mempools e pagamentos

Cada partição manterá o limite de 21 milhões de bitcoins por cadeia. Mas, globalmente, o total de bitcoins será superior a 21 milhões, pois cada cadeia emitirá suas próprias recompensas de bloco de forma independente.

Isso criará, economicamente, três ativos BTC incompatíveis: compartilham endereços e chaves privadas, mas possuem conjuntos diferentes de saídas de transações não gastas (UTXOs).

As chaves privadas podem controlar tokens em todas as partições: se um usuário gastar a mesma UTXO em duas regiões, ambas as transações serão válidas em suas cadeias locais, formando “tokens divididos”: com o mesmo histórico anterior à divisão, mas com histórias completamente distintas após a separação.

O mempool será permanentemente local, e pagamentos entre partições não poderão ser propagados; qualquer tentativa de pagamento a usuários de outras partições ficará impedida de chegar ao destinatário.

O mercado de taxas será local, formando um equilíbrio regional: antes do primeiro ajuste de dificuldade, as partições com menor hash rate terão maior congestão, e após o ajuste, as taxas voltarão ao normal.

Canais Lightning entre partições não poderão ser roteados: contratos de tempo de hash (HTLCs) expirarão, os contrapartes publicarão transações de compromisso, e o fechamento de canais será válido apenas na partição local, com liquidez entre regiões parada.

Segurança, mercado e infraestrutura

O orçamento de segurança de cada partição será igual à soma da hash rate local e das taxas de transação. A hash rate de uma região que esteja em divisão de 20% terá custos de ataque muito inferiores ao restante da rede global.

No longo prazo, os mineiros poderão migrar para partições com “preço de token mais alto e menor custo energético”, alterando o cenário de segurança de cada uma.

Como os cabeçalhos de blocos não podem ser transmitidos entre partições, um atacante em uma partição não poderá alterar o histórico de transações de outra, limitando ataques a regiões específicas.

As exchanges se tornarão regionais, os pares de negociação terão variações de preço — por exemplo, BTC-A (versão Américas), BTC-E (Europa-África), BTC-X (Ásia-Pacífico) — mesmo que todas continuem a chamar seus ativos de BTC.

Canais de entrada e saída fiduciários, serviços de custódia, mercados de derivativos e redes de liquidação se concentrarão em cadeias específicas de cada região. Provedores de índices e dados precisarão escolher uma única cadeia para cada plataforma ou publicar dados combinados de várias regiões.

Ativos cross-chain e oráculos que dependem de fontes de dados globais podem se tornar ineficazes ou se dividir em versões regionais.

As regras do protocolo permanecerão consistentes sem coordenação interna de partições, mas uma atualização em uma partição não será refletida em outras, levando a uma divergência gradual nas regras ao longo do tempo.

Pools de mineração, exploradores de blocos e carteiras precisarão criar infraestrutura independente para cada partição. Serviços multi-hospedados, sem estratégias manuais, não poderão coordenar saldos entre cadeias diferentes.

As partições podem se reconstituir sem pontos de troca se não houver conexão entre elas?

Se a comunicação nunca puder ser restabelecida, a convergência ao nível do protocolo será impossível.

A única maneira de retornar a um livro razão único é por meios sociais e operacionais: por exemplo, coordenar as partes para escolher uma cadeia de uma partição como legítima, enquanto abandonam ou reproduzem transações de outras partições.

Após semanas de profundas divergências, a recomposição automática para uma única cadeia não será mais viável.

Pontos operacionais

Devemos tratar a divisão permanente como uma “hard fork de histórico compartilhado”: gerenciar cuidadosamente as chaves privadas para garantir a segurança dos tokens após a divisão; usar apenas saídas de transações exclusivas de uma região, evitando reexecuções acidentais; estabelecer sistemas de contabilidade, precificação e gestão de risco independentes para cada partição.

Mineradores, exchanges e custodiante devem escolher uma partição principal, publicar identificadores de cadeia e definir políticas de depósito e saque específicas para cada rede.

Resumindo, se os pontos de troca essenciais nunca forem restaurados e não houver caminhos alternativos para preencher a lacuna de comunicação, o Bitcoin não desaparecerá, mas evoluirá para múltiplas redes Bitcoin independentes, incapazes de se fundir novamente.