Blocos obsoletos e propagação

Curiosidade

1. Por que um bloco válido às vezes é descartado?
2. Como a latência de rede favorece as grandes operações de mineração em relação às pequenas?
3. O que acontece quando dois mineradores encontram blocos na mesma altura exata?

Explorar

1. Quando um minerador encontra um bloco válido, ele o transmite para os pares (peers), geralmente na forma de um bloco compacto. Os limites de largura de banda e os atrasos na validação fazem com que essa transmissão leve tempo para chegar a todos os nós da rede. Durante esse intervalo, outros mineradores que ainda não receberam a nova ponta continuam a minerar com base no estado anterior da cadeia, sem saber que já foi encontrado um ramo concorrente.
2. Se um desses mineradores atrasados descobrir seu próprio bloco válido na mesma altura antes de receber a transmissão inicial, ocorre um fork temporário. Ambos os blocos possuem prova de trabalho correta e são tecnicamente válidos. No entanto, apenas um pode fazer parte da cadeia canônica ativa. O próximo bloco encontrado por qualquer minerador será anexado a um deles, estendendo esse ramo; o outro se torna obsoleto.
3. A latência de propagação aumenta diretamente a probabilidade dessa colisão. Uma propagação mais lenta eleva a taxa de blocos obsoletos, desperdiçando o poder computacional destinado à segurança do livro-razão em competições internas. Essa dinâmica favorece os mineradores grandes e bem conectados, que conseguem propagar seus blocos mais rapidamente do que os operadores menores e isolados, criando uma vantagem estrutural ligada à infraestrutura e não apenas ao poder de hash.
4. Para mitigar as perdas causadas pela obsolescência de blocos, alguns mineradores adotam a “mineração sem validação”. Eles verificam apenas a prova de trabalho do cabeçalho do bloco recebido e começam imediatamente a construir novos blocos sobre ele, enquanto baixam os dados completos das transações para validação posterior. Esse atalho pode ter consequências negativas: em julho de 2015, logo após a ativação de um soft fork, mineradores que adotaram esse método criaram mais cinco blocos sobre um bloco inválido, resultando em um fork de seis blocos que teve de ser abandonado.
5. Blocos compactos (BIP152) e redes de relé dedicadas como a FIBRE reduziram significativamente os tempos de propagação ao enviar identificadores curtos de transações e apenas as transações que um nó está faltando. Essas otimizações diminuem a taxa de obsolescência na rede, tornando mais difícil para grandes pools explorarem vantagens de latência. No entanto, a tensão entre o tamanho do bloco, o tempo de validação e a velocidade de propagação continua sendo uma restrição central no design do consenso.
6. A mineração egoísta, descrita por Eyal e Sirer em 2013, demonstrou que um minerador com poder de hash considerável pode obter vantagem ao retêr blocos estrategicamente, em vez de transmiti-los imediatamente. Embora reorganizações de um único bloco ainda ocorram ocasionalmente devido à latência natural, reorganizações mais profundas são raras, pois o custo econômico de um comportamento adversarial contínuo supera os ganhos potenciais para a maioria dos participantes.

Fatos-chave

Exercício nove, seis, três, um

Verificação de fatos

Datas, números e afirmações verificados com as fontes publicadas listadas abaixo.

• BIP152: Compact Block Relay
• Eyal, I. & Sirer, E.G., 'Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable' (2013)
• Decker, S. & Wattenhofer, R., 'Information Propagation in the Bitcoin Network' (2013)