p Um novo esquema de roteamento de criptomoeda co-inventado por pesquisadores do MIT pode aumentar a eficiência - e, em última análise, lucros - de certas redes projetadas para acelerar transações de blockchain notoriamente lentas. p As criptomoedas são promissoras para transações financeiras ponto a ponto, potencialmente tornando os bancos e cartões de crédito obsoletos. Mas há um problema de escalabilidade:Bitcoin, por exemplo, processa apenas um punhado de transações por segundo, enquanto os principais cartões de crédito processam centenas ou milhares. Isso porque o blockchain - as criptomoedas do livro razão digital são construídas - leva muito tempo para processar as transações.

p Uma nova solução é "redes de canais de pagamento" (PCNs), onde as transações são concluídas com envolvimento mínimo do blockchain. Pares de usuários de PCN formam contas de garantia fora do blockchain com uma quantia específica de dinheiro, formando um grande, rede interconectada de contas conjuntas. Os usuários encaminham os pagamentos por meio dessas contas, apenas pingando o blockchain para estabelecer e fechar as contas, o que acelera as coisas dramaticamente. As contas também podem cobrar uma pequena taxa quando as transações são roteadas por meio delas.

p Esquemas de roteamento ineficientes, Contudo, desacelere até mesmo essas soluções rápidas. Eles esgotam os saldos dos usuários nessas contas com frequência, forçando-os a investir muito dinheiro em cada conta ou rebalancear frequentemente suas contas no blockchain. Em um artigo a ser apresentado no próximo mês no Simpósio USENIX sobre Projeto e Implementação de Sistemas em Rede, os pesquisadores apresentam "Spider, "um esquema de roteamento mais eficiente que permite aos usuários investir apenas uma fração dos fundos em cada conta e processar cerca de quatro vezes mais transações antes de rebalancear no blockchain.

p "É importante ter equilíbrio, roteamento de alto rendimento em PCNs para garantir que o dinheiro que os usuários colocam em contas conjuntas seja usado de forma eficiente, "diz o primeiro autor Vibhaalakshmi Sivaraman, Pós-graduando no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial (CSAIL). "Isso deve ser eficiente e um negócio lucrativo. Isso significa rotear o maior número de transações possível, com o mínimo de fundos possível, para dar aos PCNs o melhor retorno para seus investimentos. "

p Juntando-se a Sivaraman no papel estão o ex-pós-doutorado Shaileshh Bojja Venkatakrishnan, Os alunos de pós-graduação do CSAIL Parimarjan Negi e Lei Yang, e Mohammad Alizadeh, professor associado de engenharia elétrica e ciência da computação e pesquisador do CSAIL; Radhika Mittal, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign; e Kathleen Ruan e Giulia Fanti, da Carnegie Mellon University.

p Pagamentos de pacotes

p Os PCNs dependem fortemente de contas conjuntas bidirecionais - onde ambas as partes podem receber e enviar dinheiro - para que o dinheiro possa ser encaminhado entre quaisquer usuários. O usuário B pode ter uma conta conjunta com o usuário A, ao mesmo tempo que se conecta separadamente ao usuário C. Os usuários A e C não estão conectados diretamente, mas o usuário A pode enviar dinheiro para o usuário C por meio das contas conjuntas A-B e B-C.

p Para trocar fundos, cada parte deve aprovar e atualizar os saldos de suas contas conjuntas. Os pagamentos só podem ser encaminhados em canais com fundos suficientes para lidar com as transações, causando grandes problemas.

p Os esquemas tradicionais enviam as transações pelo caminho mais curto possível, sem estar ciente do saldo de qualquer usuário ou da taxa de envio dessa conta. Isso pode fazer com que um dos usuários da conta conjunta lide com muitas transações e caia para um saldo zero, tornando-o incapaz de rotear outras transações. O que mais, os usuários só podem enviar um pagamento integral. Se um usuário deseja enviar, dizer, 10 bitcoins, os esquemas atuais tentam empurrar o valor total no caminho mais curto possível. Se esse caminho não puder suportar todos os 10 bitcoins de uma vez, eles vão procurar o próximo caminho mais curto, e assim por diante - o que pode retardar ou falhar completamente a transação.

p Inspirado por uma técnica de comunicação pela Internet chamada comutação de pacotes, O Spider divide cada transação completa em "pacotes" menores que são enviados por canais diferentes em taxas diferentes. Isso permite que o esquema encaminhe partes desses grandes pagamentos por meio de contas potencialmente com pouco financiamento. É muito mais provável que cada pacote chegue ao seu destino sem diminuir a velocidade da rede ou ser rejeitado em qualquer conta devido ao seu tamanho.

p "O roteamento pelo caminho mais curto pode causar desequilíbrios entre contas que esgotam os principais canais de pagamento e paralisam o sistema, "Sivaraman diz." Rotear dinheiro de forma que os fundos de ambos os usuários em cada conta conjunta sejam equilibrados nos permite reutilizar os mesmos fundos iniciais para suportar o maior número de transações possível. "

p Todos na fila

p Outra inovação foi a criação de filas em contas congestionadas. Se uma conta não consegue lidar com transações que exijam o envio de dinheiro, em vez de rejeitá-los, isso os coloca na fila. Então, ele espera por quaisquer transações que irão reabastecer seus fundos - dentro de um prazo razoável - para poder processar essas transações.

p "Se você está esperando em uma fila, mas eu mando fundos no próximo segundo, você pode então usar qualquer um desses fundos para enviar suas transações em espera, "Sivaraman diz.

p Os pesquisadores também adotaram um algoritmo - desenvolvido por Alizadeh e outros pesquisadores - que monitora o congestionamento do data center para identificar atrasos na fila em contas congestionadas. Isso ajuda a controlar a taxa de transações. Digamos que o usuário A envie fundos para o usuário C por meio do usuário B, que tem uma longa fila. O receptor C envia ao remetente A, junto com a confirmação do pagamento, um bit de informação que representa o tempo de espera da transação no usuário B. Se for muito longo, o usuário A roteia menos transações por meio do usuário B. À medida que o tempo de enfileiramento diminui, a conta A encaminha mais transações por meio de B. Desta forma, monitorando apenas as filas, O Spider é capaz de garantir que a taxa de transações seja equilibrada e a mais alta possível.

p Em última análise, mais equilibrado será o roteamento de PCNs, quanto menor for a capacidade necessária, ou seja, fundos gerais em todas as contas conjuntas - para alto rendimento de transações. Em simulações PCN, O Spider processou 95% de todas as transações usando apenas 25% da capacidade necessária nos esquemas tradicionais.

p Os pesquisadores também executaram testes em transações complicadas chamadas "DAGs, "que são pagamentos unidirecionais em que um usuário inevitavelmente fica sem fundos e precisa se reequilibrar no blockchain. Uma métrica chave para o desempenho de PCNs em transações DAG é o número de transações fora da cadeia habilitadas para cada transação no blockchain. A respeito disso, O Spider é capaz de processar oito vezes mais transações fora da cadeia para cada transação na cadeia. Em contraste, os esquemas tradicionais suportam apenas o dobro de transações fora da cadeia.

p "Mesmo com rebalanceamento extremamente frequente, esquemas tradicionais não podem processar todas as transações DAG. Mas com rebalanceamento de frequência muito baixa, Spider pode completar todos eles, "Sivaraman diz.

p Próximo, os pesquisadores estão tornando o Spider mais robusto para transações DAG, o que pode causar gargalos. Eles também estão explorando questões de privacidade de dados e maneiras de incentivar os usuários a usar o Spider.