a16z Crypto: Quatro Capacidades Essenciais para a Blockchain Evoluir para Infraestrutura Financeira

Autor: a16z Crypto

Compilado por: Jiahua, ChainCatcher

As finanças são um dos cenários de aplicação mais óbvios para a blockchain e também um dos cenários com os requisitos de infraestrutura mais elevados. Ao discutir as utilizações financeiras da blockchain, as pessoas mencionam frequentemente uma das suas vantagens: pode incorporar ativos, registos de propriedade e regras de execução num sistema partilhado que não é controlado por nenhuma contraparte única. No entanto, isto não significa que a blockchain seja inerentemente capaz de satisfazer a vasta escala e os complexos requisitos operacionais dos mercados financeiros globais.

Durante muitos anos, as discussões sobre se a blockchain é adequada para aplicações em grande escala giraram principalmente em torno do custo e da taxa de transferência. A taxa de transferência refere-se a quantas transações uma cadeia pode processar por segundo; sem capacidade de processamento suficiente, a implementação em grande escala de aplicações financeiras está fora de questão. No entanto, à medida que a diferença na taxa de transferência entre muitos sistemas formalmente operacionais se estreita gradualmente, o foco da discussão começou a mudar.

À medida que as instituições financeiras começam a executar transações na cadeia e a emitir stablecoins e ativos tokenizados, precisam de avaliar se estas redes podem satisfazer os requisitos operacionais dos mercados financeiros reais. Isto inclui não só um acesso estável e fiável às transações e regras previsíveis de processamento de transações, mas também a capacidade de decidir se e quando divulgar informações sensíveis. Mesmo perante congestionamento da rede, interrupções do sistema ou ataques, estas garantias não devem falhar.

Os designers de blockchain têm trabalhado nestas questões durante anos. Este artigo irá discutir quais os problemas que progrediram, quais permanecem por resolver e por que razão as blockchains de hoje são mais capazes de suportar os mercados financeiros do que as do passado.

Previsibilidade: Garantir que as Transações São Incluídas e Ordenadas de Acordo com as Regras

Durante muitos anos, a capacidade de processamento tem sido o gargalo mais óbvio para a blockchain. Questões fundamentais como capacidade insuficiente de processamento de transações, congestionamento da rede e taxas elevadas tornaram impossível implementar muitos cenários financeiros reais. Sem capacidade de processamento suficiente, operações de rotina como colocar ou atualizar ordens tornam-se dispendiosas e instáveis assim que a atividade da rede aumenta.

Nos últimos anos, especialmente durante a última ronda de atualizações de infraestrutura, esta limitação foi significativamente aliviada. Ao longo de cinco anos, a taxa de transferência total da indústria blockchain aumentou mais de 100 vezes, e alguns sistemas blockchain formalmente operacionais podem agora processar dezenas de milhares de transações por segundo. Isto é apenas o começo; à medida que os testes de stress progridem e novas arquiteturas são implementadas, este número pode continuar a subir.

Mas o novo problema é que a taxa de transferência por si só não indica quando uma transação será realmente incluída num bloco. Esta é precisamente a questão que a previsibilidade precisa de abordar.

Nos mercados financeiros, muitas operações só são válidas dentro de janelas temporais específicas, pelo que as transações devem ser incluídas nos blocos atempadamente e processadas de acordo com regras que os participantes conhecem claramente com antecedência. Para pagamentos do dia a dia, um segundo de incerteza pode ser inconsequente; mas nos mercados financeiros, mesmo a incerteza ao nível do milissegundo pode abalar a confiança dos participantes no local de negociação.

Tomemos como exemplo os livros de ordens na cadeia: se a instrução de cancelamento de um trader não entrar em vigor atempadamente, outros podem executar negociações com base em cotações desatualizadas. Os criadores de mercado irão fatorizar este risco nas suas cotações, alargando o spread bid-ask para se protegerem, forçando, em última análise, todos os participantes a enfrentar piores preços de execução.

Por outras palavras, a previsibilidade requer dois tipos de garantias: primeiro, a garantia de que as transações podem ser incluídas atempadamente, o que é anti-censura; segundo, uma garantia clara da ordenação das transações.

Resiliência: Garantir que os Participantes Podem Submeter Transações de Forma Fiável

Mesmo que as regras de ordenação estejam bem concebidas, o que acontece se uma única entidade ainda puder controlar quem pode submeter e executar transações? Imagine se a Bolsa de Valores de Nova Iorque selecionasse aleatoriamente um nó de entre os participantes globais a cada segundo para controlar todas as transações que entram no mercado. Claramente, estes nós ganhariam um enorme poder sobre a execução das transações.

A ordenação das transações determina a sequência das ordens uma vez que estão na cadeia, enquanto a resiliência se concentra no passo anterior: podem os participantes realmente submeter ordens? Têm de depender de um único ponto de entrada ou operador, de tal forma que as decisões deste último sejam suficientes para influenciar preços, riscos ou resultados das transações?

Portanto, os programadores de blockchain procuram garantias mais fortes, mudando o foco de "as transações acabarão por ser incluídas" para "podem as transações ser incluídas atempadamente". O objetivo é que, desde que uma transação válida chegue à rede a tempo, seja incluída imediatamente, em vez de receber apenas uma promessa de "será processada em breve". Isto é muito mais rigoroso do que "as transações acabarão por ser processadas", e é esta certeza que os mercados financeiros exigem.

Investigadores da a16z Crypto propuseram o conceito e o método de medição de Strong Chain Quality (Qualidade de Cadeia Forte), que se centra em garantir que as hipóteses de os participantes entrarem na próxima ronda de execução já não dependem de uma única fila controlada por um operador. Especificamente, as blockchains podem reservar uma parte do espaço em cada bloco para processar transações submetidas a partir de outros caminhos na rede, proporcionando múltiplos pontos de entrada para transações válidas e reduzindo assim o controlo de um único operador sobre quais as transações que serão priorizadas.

O objetivo é tornar o espaço de bloco uma infraestrutura partilhada com múltiplos pontos de entrada, em vez de uma fila controlada por uma única entidade. Isto requer designs de protocolo mais complexos do que os sistemas atualmente em funcionamento, mas a complexidade acrescida pode valer a pena: mesmo sob pressão significativa da rede, os participantes podem confiar que as suas transações serão processadas normalmente.

Ordenação: Permitir que o Mercado Antecipe a Sequência das Transações

A previsibilidade também depende de como o local de negociação determina a ordem das transações. Uma vez que as transações entram num estado pendente, o mercado precisa de um conjunto claro de regras de ordenação.

Em muitas blockchains, as transações normalmente não são concluídas uma a uma para confirmação final; em vez disso, são primeiro agregadas em lotes, conhecidos como "blocos", que são depois escritos no livro-razão por construtores ou proponentes de blocos. Em muitos sistemas atuais, os construtores ou proponentes de blocos podem decidir em grande parte quais as transações a incluir e como as ordenar. Este design simplifica o protocolo e pode ser aceitável para certas aplicações. No entanto, nos mercados financeiros, a ordem das transações determina diretamente quem tem prioridade, a que preço ocorrem as negociações e se o processo de execução é justo.

Mais importante ainda, se uma parte controlar o próximo bloco, pode ver as transações mais cedo do que os outros e agir. No mercado cripto, isto é frequentemente designado por MEV (Valor Extraível pelo Minerador), ou o valor obtido ao incluir, excluir ou reordenar transações num bloco para além das recompensas regulares do bloco.

Ao explicar o MEV, as pessoas usam frequentemente o exemplo de um "ataque de sanduíche": um trader vê uma transação pendente e executa uma negociação antes dela para empurrar o preço, e depois completa imediatamente outra negociação após a sua execução para lucrar com a alteração do preço. Para os mercados institucionais, a questão é ainda mais direta: quem controla o fluxo de ordens pode agir antes dos outros participantes, usando essa informação para tomar decisões.

Isto é muito semelhante às falhas nas estruturas existentes dos mercados financeiros. Nos mercados tradicionais, os intermediários centralizados podem lucrar com o privilégio de receber primeiro o fluxo de ordens e as intenções de negociação. Se os mercados na cadeia não puderem fornecer garantias fortes para a ordenação das transações e as regras de execução, podem recriar as mesmas assimetrias de informação.

Os designers de protocolos blockchain estão a explorar regras de ordenação mais claras, incluindo principalmente regras determinísticas baseadas em taxas de prioridade e regras definidas por locais de negociação específicos de acordo com as suas aplicações. Os mecanismos específicos continuam a ser uma área ativa de investigação, mas os seus princípios básicos não são desconhecidos das finanças tradicionais: os participantes do mercado devem poder antecipar com precisão como as suas transações serão ordenadas e executadas, à semelhança dos princípios de prioridade de preço e prioridade temporal usados pelos locais de negociação tradicionais.

A inclusão e a ordenação das transações devem funcionar em conjunto. Se uma cotação de compra ou transação de compensação for seletivamente atrasada antes de entrar na fase de ordenação, então mesmo as regras de ordenação mais justas não servem de nada. Da mesma forma, se os participantes não puderem determinar como as suas transações serão tratadas após a inclusão, então o significado da inclusão atempada em si será grandemente diminuído.

Uma taxa de transferência elevada torna as finanças na cadeia possíveis; só a inclusão previsível de transações e regras de ordenação claras podem garantir que seja verdadeiramente utilizável em condições sensíveis ao tempo e sob pressão do mercado.

Privacidade: Proteger a Intenção da Transação Antes da Execução

Uma transação pode expor informações ou intenções detidas pelos participantes. Por exemplo, o tamanho e a direção de uma ordem podem indicar se um fundo está a construir ou a reduzir uma posição. Se esta informação for divulgada antes de a ordem ser totalmente executada, outros traders podem negociar antecipadamente e influenciar o preço.

Isto é especialmente importante num ambiente na cadeia, uma vez que muitas blockchains divulgam transações pendentes antes da confirmação final. Portanto, mesmo que a informação pós-execução não possa ser mantida completamente confidencial, os mercados financeiros precisam ainda de proteger a privacidade antes da execução.

Os designers de protocolos atuais pretendem manter confidenciais os conteúdos específicos da informação da transação durante a fase em que ainda pode ser explorada por outros, ao mesmo tempo que suportam modelos de privacidade mais diversificados após a execução da transação. Após a conclusão de uma transação, as regras de divulgação de informação podem mudar em conformidade: os mercados públicos podem divulgar registos completos, enquanto os bancos só podem divulgar registos relevantes às contrapartes e aos reguladores. Mesmo que outros não possam ver todos os detalhes, devem ainda poder verificar se a transação cumpre as regras.

Para este fim, os designers de protocolos estão a explorar diferentes tipos de tecnologias criptográficas, como a encriptação com bloqueio de tempo e a encriptação de limiar. Estas tecnologias podem manter os conteúdos das transações ocultos até que um prazo predeterminado termine ou que um comité confirme que a posição da transação no bloco foi estabelecida. Desta forma, mesmo que o mercado veja a transação nessa altura, já não pode ser antecipada.

O mercado pode permanecer transparente sem exigir que todos os participantes vejam as ordens não executadas dos outros em tempo real. As finanças na cadeia também precisam de traçar esta linha: verificáveis após a execução, mas confidenciais antes da execução.

Se a blockchain se tornar uma infraestrutura financeira essencial, deve ser capaz de suportar um mercado em que os participantes possam confiar.

A taxa de transferência é apenas o primeiro teste. Sem capacidade de processamento suficiente, as finanças na cadeia terão dificuldade em ir além de aplicações especializadas; mas uma vez que a velocidade se tornou uma capacidade essencial, o verdadeiro desafio é saber se a blockchain pode satisfazer os requisitos existentes das instituições financeiras para a infraestrutura de mercado, incluindo a execução previsível de transações, regras de prioridade claras e sem ambiguidade, acesso estável e resiliente às transações, e a proteção da informação antes da execução sem sacrificar a transparência pós-execução.