A criptomoeda Bitcoin é limitada por seu consumo astronômico de eletricidade e pegada de carbono descomunal. Uma alternativa de energia quase zero parece boa demais para ser verdade, mas como explica o professor Rachid Guerraoui da Escola de Ciências da Computação e da Comunicação (IC), tudo se resume ao nosso entendimento do que torna as transações seguras.

Para explicar por que o sistema desenvolvido em seu Laboratório de Computação Distribuída (DCL) representa uma mudança de paradigma em como pensamos sobre criptomoedas - e sobre a confiança digital em geral - o professor Rachid Guerraoui usa uma metáfora jurídica:todos os jogadores neste novo sistema são "inocentes até provado culpado."

Isso está em contraste com o modelo Bitcoin tradicional descrito pela primeira vez em 2008 por Satoshi Nakamoto, que se baseia na resolução de um difícil problema denominado "consenso" para garantir a segurança das transações. Neste modelo, todos em um sistema distribuído devem concordar com a validade de todas as transações para evitar que jogadores mal-intencionados trapaceiem - por exemplo, gastando os mesmos tokens digitais duas vezes (gasto duplo). Para provar sua honestidade e chegar a um consenso, os jogadores devem executar tarefas de computação complexas - e que consomem muita energia - que são então verificadas pelos outros jogadores.

Mas em seu novo sistema, Guerraoui e seus colegas invertem a suposição de que todos os jogadores são trapaceiros em potencial.

"Adotamos uma abordagem minimalista. Percebemos que os jogadores não precisam chegar a um consenso; eles só precisam prevenir o comportamento malicioso quando ele se manifesta, "ele explica." Então, presumimos que todos são honestos, e se os jogadores virem alguém tentando fazer algo errado, eles ignoram aquele jogador - e apenas aquele jogador. "

Com o requisito de consenso fora do caminho, o novo sistema do DCL, apelidada de transmissão confiável bizantina, pode alcançar transações seguras de criptomoeda em grande escala com um custo energético de praticamente zero - "aproximadamente equivalente ao da troca de e-mails, "Guerraoui diz - e apenas alguns gramas de CO ₂ em comparação com uma estimativa de 300 kg para uma única transação de Bitcoin.

Isso pode ser uma grande vantagem sobre o Bitcoin, que relatou ter um consumo global de eletricidade próximo ao da Áustria, e uma pegada de carbono global comparável à da Dinamarca.

A comunicação é fundamental

Então, como os usuários podem ter certeza de que as transações de criptomoeda são seguras se eles não têm certeza de quem são os jogadores mal-intencionados? Guerraoui diz:os jogadores só precisam se comunicar.

"Se um jogador malicioso quiser fazer um pagamento, por exemplo, este sistema não permitiria que ninguém aceitasse dinheiro daquele jogador até que uma amostra escolhida aleatoriamente confirmasse que o jogador não enviou dinheiro para mais ninguém; de outra forma, o pagamento não será aceito, "ele explica." Basicamente, estamos dizendo que você só precisa trocar informações com uma amostra de jogadores para implementar uma criptomoeda. "

O elemento central da comunicação, ou transmissão, informação é o que dá o nome ao sistema Byzantine Reliable Broadcast. Depois de publicar pela primeira vez os resultados teóricos por trás do sistema no início deste ano nos anais do Simpósio ACM 2019 sobre Princípios de Computação Distribuída (ACM PODC), uma das duas conferências de maior prestígio na área, Guerraoui e seus colegas publicaram recentemente um segundo artigo descrevendo a implementação e aumento de escala de seu algoritmo.

Para sua descrição da primeira solução escalável para uma alternativa de consenso, o segundo papel DCL já atraiu o interesse da indústria, e ganhou o prêmio de melhor artigo na outra conferência importante do campo, DISC 2019 (o 33º Simpósio Internacional de Computação Distribuída). O prêmio será entregue em Budapeste, Hungria em meados de outubro.

De bancos a bicicletas compartilhadas

Além de seu menor custo e gasto de energia, o sistema Byzantine Reliable Broadcast não sacrifica nada em termos de segurança de transações. Embora tenha uma gama de aplicações mais restrita do que o Bitcoin - sendo adequado apenas para criptomoedas, e não para transações mais complexas como contratos inteligentes - o sistema pode gerenciar outras formas de moeda além do dinheiro.

"Ele poderia ser usado para uma criptomoeda abstrata para a troca de mercadorias, como bicicletas em um programa de compartilhamento de bicicletas, por exemplo, "Diz Guerraoui.

Ele e seus colegas planejam lançar seu novo sistema como um código-fonte aberto para qualquer pessoa baixar e usar até o final de 2020.