Blackout global da Internet: qual seria o impacto no Bitcoin?

Título original: Inside Bitcoin's 24-Hour Race to Survive a Global Internet Blackout

Autor original: Liam 'Akiba' Wright, CryptoSlate

Tradução original: Chopper, Foresight News

Imagine um cenário onde a espinha dorsal da Internet global entra em colapso em um dia.

Seja devido a erro humano, uma vulnerabilidade de software catastrófica, um vírus de computador malicioso ou conflito militar direto — se os hubs de troca de Internet físicos que conectam o mundo mergulhassem repentinamente na escuridão, que destino aguardaria o Bitcoin?

Se Frankfurt, Londres, Virgínia, Singapura e Marselha ficassem offline simultaneamente, a rede Bitcoin se dividiria em três partições separadas.

A comunicação através do Atlântico, Mediterrâneo e principais rotas transpacíficas pararia, com as Américas, Europa/África, Oriente Médio e Ásia formando cada um seus próprios históricos de transações independentes até que a conectividade da rede fosse restaurada.

Dentro de cada partição, os mineradores continuariam a produzir blocos com base no hashrate restante

Visando um tempo de bloco de 10 minutos, a região com 45% de hashrate produziria aproximadamente 2,7 blocos por hora, a região com 35% de hashrate cerca de 2,1 blocos e a região com 20% de hashrate cerca de 1,2 blocos. Como os nós não podem trocar cabeçalhos de bloco ou dados de transação entre partições, cada região estenderia autonomamente uma blockchain válida sem conhecimento das outras.

Com o tempo, à medida que a distribuição de hashrate e o tempo progridem, o comprimento do fork natural aumentaria continuamente.

Este ritmo de particionamento leva a divisões de cadeia como um resultado inevitável. Alocamos porcentagens aproximadas de hashrate para cada região: Américas 45%, Ásia 35%, Europa/África 20%, usadas como referência para simulação.

A partição das Américas veria aproximadamente 6 novos blocos a cada duas horas, a Ásia 4-5 e a Europa/África 2-3.

Após um dia inteiro, o número de blocos na divisão da cadeia excederia cem, superando os limites normais de reorganizações, forçando os serviços a tratar a confirmação regional como temporária.

A profundidade potencial de reorganização de uma partição falha aumenta linearmente com o tempo de isolamento

O mempool local se dividirá imediatamente. Uma transação transmitida em Nova York não pode chegar a Singapura, então o destinatário fora da partição do remetente não verá a transação até que a rede se recupere.

O mercado de taxas de cada partição exibirá características de localização. Os usuários devem competir com o hashrate local por espaço limitado no bloco, então em regiões com proporção de hashrate baixa, mas alta demanda, as taxas subirão mais rapidamente.

Quando a finalidade da transação é perdida globalmente, as exchange de criptomoedas, processadores de pagamento e crypto wallet de custódia geralmente pausam saques e liquidações on-chain; contrapartes na Lightning Network enfrentarão incerteza — transações confirmadas em partições minoritárias podem se tornar inválidas.

Reconciliação automática após a recuperação da rede

Após a reconexão da rede, os nós iniciarão um processo de reconciliação automática: cada nó comparará diferentes blockchains e então se reorganizará para a cadeia válida com o maior trabalho acumulado.

Os custos reais são refletidos principalmente em três áreas:

· A reorganização fará com que blocos em partições minoritárias se tornem inválidos, com a profundidade da invalidação dependendo da duração da divisão;

· Transações que foram confirmadas apenas na cadeia falha precisam ser retransmitidas e priorizadas;

· As exchange de criptomoedas e custodiantes precisam realizar verificações operacionais adicionais antes de retomar os serviços.

Durante uma divisão de rede de 24 horas, após a reconexão, dezenas a centenas de blocos em partições minoritárias podem ser órfãos. Serviços relacionados também precisarão de várias horas adicionais para reconstruir o mempool, recalcular saldos e restaurar capacidades de saque.

Devido à revisão manual necessária para canais fiat, verificações de conformidade e gerenciamento de canais, a normalização completa das atividades econômicas muitas vezes fica atrás da camada de protocolo.

Simular o estado isolado através da "proporção de hashrate alcançável" em vez do número de hubs torna mais fácil entender suas mudanças dinâmicas:

· Quando 30% do hashrate está isolado, uma partição minoritária produz aproximadamente 1,8 blocos por hora. Isso significa que um pagamento padrão de 6 confirmações dentro da partição enfrentará o risco de invalidação após cerca de 3 horas e 20 minutos — se os 70% restantes da rede construírem uma cadeia mais longa, esses 6 blocos podem ser órfãos.

· Em um cenário de divisão quase 50/50, onde duas partições têm trabalho acumulado semelhante, até mesmo uma divisão breve resultará em ambas tendo um histórico de transações competitivo marcado como "confirmado", levando a resultados aleatórios após a reconexão.

· Em um cenário de divisão 80/20, a partição majoritária quase inevitavelmente vence; uma partição minoritária que produz aproximadamente 29 blocos em um dia será órfã após a fusão, fazendo com que muitas transações confirmadas naquela área sejam revertidas.

O risco de reorganização é o produto de "tempo" e "hashrate da partição minoritária", sendo o cenário mais perigoso "isolamento de longa duração + divisão de hashrate quase igual".

Papel das ferramentas de resiliência existentes

Atualmente, existem várias ferramentas em vigor para aumentar a resiliência da rede, que impactam o impacto real da desconexão:

Métodos de transmissão alternativos, como downlinks de satélite, relés de rádio de alta frequência, redes tolerantes a atrasos, redes mesh e pontes Tor podem entregar cabeçalhos de bloco ou fluxos de transação compactados sobre rotas danificadas.

Esses caminhos têm largura de banda estreita e alta latência, mas mesmo transferências de dados inter-partições intermitentes podem reduzir a profundidade do fork, permitindo que alguns blocos e transações permeiem para outras partições.

A diversidade de interconexão de nós dentro de pools de mineração e a distribuição geográfica de pools de mineração podem aumentar a probabilidade de propagação parcial de dados globalmente através de canais laterais, limitando assim a profundidade e a duração das reorganizações quando a rede espinha dorsal é restaurada.

Portanto, durante uma divisão de rede, as diretrizes operacionais dos participantes do mercado são claras e concisas:

· Suspender liquidações inter-partições, considerar todas as confirmações de transação como temporariamente válidas e otimizar mecanismos de estimativa de taxa para picos de taxa locais;

· As exchange de criptomoedas podem mudar para um modo de prova de reserva e estender limites de confirmação para lidar com o risco de partição minoritária enquanto emitem políticas explícitas — definindo contagens de confirmação necessárias com base na duração do isolamento quando os saques estão suspensos;

· As crypto wallet devem avisar claramente os usuários sobre riscos de finalidade regional, desativar o rebalanceamento automático de canais e colocar transações sensíveis ao tempo na fila para retransmitir após a recuperação da rede;

· Os mineradores devem manter conexões de upstream diversificadas e evitar modificar manualmente a regra padrão de "seleção da cadeia mais longa" durante a coordenação.

Do ponto de vista do design, o protocolo em si pode sobreviver — os nós convergirão automaticamente para a cadeia com o maior trabalho acumulado assim que se reconectarem.

No entanto, a experiência do usuário durante uma divisão será muito diminuída porque a finalidade econômica depende da propagação consistente de dados globais.

No pior cenário de uma desconexão de multi-hub durando um dia, os resultados mais prováveis são: indisponibilidade transfronteiriça temporária, picos de taxa severos e irregulares, e reorganizações profundas levando a falhas de confirmação regional.

Após a recuperação da rede, o software reconciliará deterministicamente o livro-razão, e os serviços retomarão a funcionalidade total após a conclusão das verificações operacionais.

O passo final é: uma vez que o saldo e o histórico de transações na cadeia vencedora estejam consistentes, reabrir saques e canais da Lightning Network.

Se a divisão for irreparável

O que aconteceria se aqueles hubs de rede espinha dorsal mencionados no início fossem irreparavelmente incapazes de se recuperar? Neste cenário distópico, o Bitcoin que conhecemos deixaria de existir.

Em seu lugar, haveria partições geográficas permanentes, cada uma operando como uma rede Bitcoin independente: compartilhando as mesmas regras, mas incapazes de se comunicar entre si.

Cada partição continuaria a minerar, ajustar a dificuldade no seu próprio ritmo e desenvolver sistemas econômicos, livros de ofertas e mercados de taxas distintos. Sem restaurar a conectividade ou selecionar uma única cadeia através de coordenação manual, não haveria mecanismo para reconciliar os históricos de transações de diferentes partições.

Consenso e ajuste de dificuldade

Antes que cada partição complete a próxima rodada de 2016 blocos para ajuste de dificuldade, o tempo de bloco variaria com base no hashrate alcançável sendo mais rápido ou mais lento. Após o ajuste, cada partição restabeleceria seu tempo de bloco local para cerca de 10 minutos.

Com base na distribuição de hashrate passada estimada, os tempos iniciais de ajuste de dificuldade para cada partição seriam os seguintes:

Após o ajuste inicial, cada partição manteria tempos de bloco de aproximadamente 10 minutos, seguidos por halvings e ajustes de dificuldade independentes.

Sem conexões intercontinentais, cada região precisaria de 31 dias, 40 dias e 70 dias, respectivamente, para atingir seu primeiro alvo de reajuste de dificuldade.

Devido às diferentes velocidades nas quais as alturas de halving são atingidas antes do ajuste inicial de dificuldade, as datas de halving para cada partição desviariam gradualmente com base no tempo real.

Oferta e "definição de Bitcoin": Taxas, Mempool e Pagamentos

Dentro de cada partição, o limite de oferta de 21 milhões de moedas por cadeia permanece em vigor. No entanto, de uma perspectiva global, a oferta total de Bitcoin em todas as partições excederia 21 milhões de moedas — porque cada cadeia emitiria independentemente recompensas de bloco.

Em um nível econômico, isso cria três ativos BTC mutuamente incompatíveis: eles compartilham endereços e chaves privadas, mas têm conjuntos de UTXO (Unspent Transaction Output) diferentes.

Uma chave privada pode controlar tokens em todas as partições simultaneamente: se um usuário gastar o mesmo UTXO em duas regiões, essas transações seriam válidas em suas respectivas cadeias locais, criando, em última análise, "tokens divididos": eles compartilham o histórico pré-divisão, mas têm históricos pós-divisão inteiramente diferentes.

· O mempool será permanentemente localizado, e pagamentos cross-shard não se propagarão; quaisquer tentativas de pagar usuários em outros shards não chegarão aos destinatários pretendidos.

· O mercado de taxas formará um equilíbrio local: durante o longo período antes do primeiro ajuste de dificuldade, shards com uma pequena porcentagem de hashrate ficarão mais congestionados, mas retornarão ao normal após o ajuste.

· Canais da Lightning Network cross-shard serão incapazes de rotear: HTLCs (Hash Time Locked Contracts) expirarão, contrapartes publicarão transações de compromisso e operações de fechamento de canal só serão eficazes dentro do shard local, levando a um impasse de liquidez entre shards.

Segurança, mercados e infraestrutura

O orçamento de segurança de cada shard é igual à soma do hashrate local e das taxas. O hashrate de um shard compreendendo apenas 20% da rede original original significa que o custo do ataque seria significativamente menor do que a rede global original.

A longo prazo, os mineradores podem migrar para shards com um "preço de token mais alto e menor custo de energia", alterando assim o cenário de segurança de cada shard.

Como cabeçalhos de bloco não podem ser passados entre shards, um atacante em um shard não pode adulterar o histórico de transações de outro shard, confinando qualquer comportamento de ataque a uma região específica.

· As plataformas de negociação serão regionalizadas, e os pares de negociação divergirão — resultando em variações como BTC-A (Edição Américas), BTC-E (Edição Euro-África), BTC-X (Edição Ásia-Pacífico), com cada shard ainda se referindo a eles como BTC.

· Rampas de entrada/saída fiat, serviços de custódia, mercados de derivativos e redes de liquidação focarão em cadeias de regiões específicas. Provedores de índices e provedores de serviços de dados precisarão escolher uma única cadeia para cada plataforma ou fornecer dados compostos para múltiplas cadeias regionais.

· Ativos cross-chain e serviços de oráculo que dependem de fontes de dados globais falharão ou se dividirão em versões regionais.

As regras do protocolo permanecerão consistentes sem mudanças de coordenação local dentro de um shard, mas atualizações em um shard não serão eficazes em outros, potencialmente levando a uma divergência gradual de regras ao longo do tempo.

Software de pool de mineração, exploradores de blocos e crypto wallet precisarão construir infraestrutura independente para cada shard, e serviços multi-host carecerão de coordenação de saldo cross-chain sem estratégias manuais.

Os shards podem se reorganizar sem uma conexão tipo hub?

Se o caminho de comunicação não puder ser restaurado indefinidamente, a convergência em nível de protocolo será impossível.

A única maneira de retornar a um único livro-razão é através de meios sociais e operacionais: por exemplo, coordenando partes para escolher a cadeia de um shard específico como a ortodoxa enquanto abandona ou reproduz transações de outros shards.

Após semanas de profundo desacordo, não é mais viável reorganizar automaticamente de volta para uma única cadeia.

Destaques operacionais

Devemos tratar a divisão permanente como um "hard fork do histórico compartilhado pré-divisão" para lidar com:

· Gerenciar adequadamente chaves privadas para garantir o gasto seguro de tokens pós-divisão;

· Usar apenas saídas de transação únicas para cada partição para evitar reproduzir acidentalmente transações entre partições;

· Estabelecer contabilidade, mecanismos de precificação e sistemas de controle de risco separados para cada partição.

Mineradores, exchange de criptomoedas e custodiantes devem escolher uma partição principal, publicar identificadores de cadeia e desenvolver políticas de depósito e saque para cada cadeia.

Em suma, se o hub da rede espinha dorsal nunca puder ser restaurado e não houver caminho alternativo para preencher a lacuna de comunicação, o Bitcoin não perecerá; ele evoluirá para múltiplas redes Bitcoin independentes que nunca poderão ser reunidas.

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