p À medida que os blockchains se tornam cada vez mais populares e difundidos, uma preocupação crescente é sua sustentabilidade. Designs atuais, mais notavelmente o blockchain subjacente à criptomoeda Bitcoin, são protegidos usando as chamadas "provas de trabalho, "que requer uma grande quantidade de poder computacional. Este é um problema ecológico que desafia a viabilidade a longo prazo das criptomoedas. Em uma colaboração contínua, O Professor Krzysztof Pietrzak do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (IST Áustria) e o inventor do BitTorrent / CEO da Chia Network, Bram Cohen, procuram resolver esse problema fazendo uso do espaço em disco em vez de trabalho computacional. Pesquisa em um dos dois componentes principais desta abordagem - "provas de trabalho sequencial, "também conhecido como" algoritmos de atraso verificáveis, "recebeu o Prêmio de Melhor Artigo deste ano na EUROCRYPT, uma das duas principais conferências de criptografia do mundo. p Bitcoin é de longe a moeda digital de maior sucesso. Sua natureza descentralizada o distingue de todas as moedas digitais propostas anteriormente. Em vez de ter uma entidade central, todas as transações Bitcoin são registradas em uma sequência pública de blocos conhecida como blockchain. Para adicionar um bloco ao blockchain, um usuário (ou "minerador") precisa fornecer uma "prova de trabalho, " isso é, eles devem resolver uma espécie de quebra-cabeça ou desafio criptográfico. Contanto que mais da metade do poder computacional dedicado para resolver esses quebra-cabeças seja de contribuição de partes honestas, o blockchain atua como robusto, livro-razão inalterável que mantém o controle de todas as transações Bitcoin. Os mineiros são incentivados pela promessa de receber Bitcoins como recompensa por adicionar blocos, atualmente vale cerca de US $ 100, 000 (cerca de EUR 80, 000) para cada bloco encontrado. Isso leva ao uso massivo de energia - por algumas estimativas, o consumo equivalente da Dinamarca. Mas o problema não é apenas ecológico, também é econômico. As altas recompensas necessárias para incentivar os mineiros irão, a longo prazo, podem levar à inflação ou a altos custos de transação.
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Os pesquisadores estão procurando alternativas para provas de trabalho para proteger blockchains. "Acreditamos que a abordagem mais promissora é usar espaço em disco, "diz Krzysztof Pietrzak." Existem enormes quantidades de espaço em disco não utilizado - em centros de dados, mas também laptops pessoais e similares - que poderiam ser usados ​​para mineração quase sem custo marginal. "

p Projetar blockchains que usam espaço em disco em vez de provas de trabalho é um problema desafiador. Uma proposta recente, a rede Chia (chia.net), substituirá as provas de trabalho por dois componentes principais.

p O primeiro deles é "provas de espaço, "que são usados ​​por mineradores para provar que dedicam espaço em disco. Como essas provas são extremamente baratas de gerar uma vez que o espaço dedicado tenha sido inicializado, outro componente é necessário para impor uma dinâmica em que novos blocos só aparecem a cada poucos minutos, semelhante ao que ocorre no Bitcoin. Este segundo componente usa o que é chamado de "prova de trabalho sequencial" ou "algoritmo de atraso verificável". Essencialmente, este é um protocolo onde o usuário pode mostrar que fez um longo cálculo sequencial ao receber algum tipo de desafio. Ser sequencial significa que - ao contrário das provas "normais" de trabalho - ter enormes quantidades de poder computacional disponível não torna o cálculo mais rápido. Portanto, serve como prova de que um determinado período de tempo se passou desde que o desafio foi recebido.

p Em seu jornal premiado, Cohen e Pietrzak constroem a primeira prova prática e publicamente verificável de trabalho sequencial. As construções anteriores exigem que o verificador mantenha um alçapão secreto para verificar uma prova, ou o provador dedicar uma grande quantidade de espaço em disco para gerar uma prova.

p Os algoritmos existentes eram extremamente complicados, ou as provas só poderiam ser verificadas por uma parte que tivesse algum tipo de alçapão secreto, ou o provador exigiu uma grande quantidade de espaço em disco para gerar uma prova. Infelizmente, a nova construção não pode ser prontamente usada para a aplicação principal em que os autores estavam interessados ​​- designs de blockchain - uma vez que falta uma propriedade crucial:exclusividade. Em particular, uma prova válida pode ser adaptada em uma prova válida diferente sem ter que repetir o cálculo sequencial. Isso é um problema, pois o processo de adicionar um novo bloco é como uma loteria, e sem a propriedade de exclusividade, um adversário pode gerar muitas provas diferentes de trabalho sequencial, e apenas anuncie aquele que lhe dá a melhor chance de também ganhar nesta loteria na próxima rodada. "Criar um design em que as provas tenham uma representação canônica sem usar maquinário criptográfico pesado é uma questão aberta emocionante, "diz Pietrzak.