Pontos-chave
O trilema da blockchain explica o desafio de equilibrar segurança, descentralização e escalabilidade nas redes blockchain.
Melhorar uma propriedade geralmente compromete uma ou ambas as outras.
Para lidar com o trilema, diferentes blockchains adotam várias abordagens técnicas, como mecanismos de consenso alternativos, soluções de Layer-2 e sharding.
Embora nenhuma blockchain tenha “resolvido” totalmente o trilema, o setor continua inovando em direção a projetos mais equilibrados.
Introdução
Como as blockchains só podem processar um número limitado de transações por segundo (TPS), muitos argumentam que para a tecnologia ser adotada globalmente, ela deveria ser capaz de processar muito mais dados e com maior rapidez. Isso permitiria que mais pessoas usassem a rede sem que ela ficasse lenta ou cara.
No entanto, o design fundamental de muitas redes descentralizadas faz com que o aumento da escalabilidade reduza a descentralização ou a segurança. Esse problema é conhecido como trilema da blockchain. Os desenvolvedores estão explorando várias soluções, como novos mecanismos de consenso, sharding e redes Layer-2.
O trilema da blockchain
Essencialmente, uma blockchain é um banco de dados digital distribuído. Os blocos de dados são organizados em ordem cronológica e são vinculados e protegidos por provas criptográficas. A implementação dessa tecnologia em diferentes setores já mudou a forma como trabalhamos e vivemos.
A ideia é que blockchains descentralizadas e seguras ofereçam um mundo onde não precisamos depender de terceiros para que redes ou mercados funcionem. No entanto, especialistas geralmente concordam que, para que essa tecnologia tenha uma adoção mais ampla, o trilema da blockchain precisa ser resolvido.
Popularizado pelo cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, o trilema da blockchain refere-se à ideia de que é difícil para as blockchains atingirem níveis ideais das três propriedades simultaneamente. Fortalecer uma dessas propriedades geralmente significa comprometer uma ou ambas as outras.
Descentralização
As redes blockchain são descentralizadas por natureza, o que significa que nenhuma pessoa, empresa ou organização tem controle total sobre elas. A rede é aberta, qualquer um pode participar da rede e o controle é distribuído entre todos os participantes. Todos têm acesso ao mesmo ledger (livro-razão), e se um participante tentar fraudar o sistema alterando os registros a seu favor, o resto da rede pode verificar essas informações e rejeitar os dados fraudulentos.
Considere a diferença entre o Bitcoin e o sistema bancário tradicional. Os bancos reforçam a confiança entre as pessoas que realizam transações e garantem que todos os registros sejam mantidos corretamente. A blockchain do Bitcoin, no entanto, compartilha todos esses dados com todos na rede, para que eles possam ser verificados e confirmados, antes de serem adicionados ao banco de dados. O resultado é um sistema capaz de funcionar sem a necessidade de terceiros.
A descentralização possibilita o desenvolvimento da chamada Web3. Embora a Web2 represente a maior parte da internet atual, com sites e aplicativos controlados por empresas, a Web3 oferece aos usuários o controle sobre seus dados e identidade.
No entanto, a descentralização tem seus trade-offs. Como vários usuários precisam chegar a um consenso em cada transação, o processamento geralmente é mais lento do que em sistemas centralizados. Isso faz da escalabilidade (capacidade de processar mais transações por segundo) um desafio fundamental para as redes descentralizadas.
Segurança da blockchain
A segurança é essencial para qualquer blockchain porque, sem ela, invasores poderiam comprometer a rede e alterar o histórico de transações. Independentemente de o sistema ser centralizado ou descentralizado, a segurança nunca é totalmente garantida. Sistemas centralizados têm a vantagem de um controle mais rígido e decisões mais rápidas, mas também possuem um ponto único de falha e dependem muito da competência de suas equipes de segurança.
Em sistemas descentralizados, a segurança deve ser alcançada sem depender de uma autoridade central. O Bitcoin, por exemplo, combina criptografia com um mecanismo de consenso chamado Proof of Work (PoW). Cada bloco de dados está vinculado ao anterior através de uma assinatura digital única (hash), o que torna qualquer adulteração imediatamente detectável.
O PoW adiciona uma camada extra de proteção ao exigir que os participantes da rede, conhecidos como mineradores, resolvam complexos quebra-cabeças matemáticos por meio de extensos cálculos de hashing antes de validar as transações. Isso torna os ataques caros e difíceis de executar. Como a mineração de Bitcoin é intencionalmente intensiva em recursos, ela é mais lenta em comparação com outras abordagens.
Observe também que quanto mais participantes (nodes) houver na rede, maior será o nível de segurança dela. Quanto maior a rede, mais difícil fica para um agente mal-intencionado assumir o controle do sistema.
Em teoria, se uma pessoa ou grupo conseguir controlar mais da metade do poder da rede, eles poderiam realizar o que é conhecido como ataque de 51%, que possibilitaria a exploração de vulnerabilidades como o gasto duplo.
Escalabilidade da blockchain
Escalabilidade é a capacidade de uma blockchain de processar um número crescente de transações por segundo (TPS). Para que a tecnologia blockchain seja adotada em larga escala e potencialmente atenda a bilhões de usuários, é necessário que as transações sejam processadas de maneira rápida, econômica e confiável. Na prática, a escalabilidade frequentemente fica em segundo plano em relação à descentralização e à segurança, que são os dois princípios fundamentais do modelo de blockchain.
Sistemas de pagamento centralizados como a Visa, por exemplo, podem processar milhares de transações por segundo porque operam em um ambiente fechado e com permissões (permissioned). Eles não precisam do consenso global de milhares de nodes independentes, o que permite que as transações sejam processadas quase que instantaneamente.
Por outro lado, blockchains públicas precisam que cada transação seja validada por múltiplos validadores independentes. Essa verificação distribuída reduz o desempenho: a layer de base do Bitcoin processa em média cerca de 5 TPS, enquanto a Ethereum processa aproximadamente 18 TPS.
Mesmo com a substituição do mecanismo de consenso PoW pelo Proof of Stake (PoS) em algumas redes, a necessidade de um consenso global ainda impõe limitações. Sem soluções eficazes de escalabilidade, um aumento no uso pode causar congestionamento na rede, lentidão nas transações e aumento das taxas.
Abordando o trilema da blockchain
A solução mais óbvia e básica para o trilema da blockchain é reduzir o número de validadores de rede (nodes) em troca de mais escalabilidade e rapidez. Porém, isso enfraqueceria a descentralização, já que o controle estaria nas mãos de um número menor de participantes. Além disso, poderia comprometer a segurança, pois menos participantes aumentam a probabilidade de ataques.
Eis o trilema: descentralização e segurança estão intimamente ligadas, e a forma como as blockchains são estruturadas dificulta o aumento da escalabilidade sem comprometer uma ou ambas. A grande questão é como tornar as blockchain mais rápidas sem sacrificar as qualidades que as tornam confiáveis em primeiro lugar.
Desenvolvimentos em andamento
Não existe uma solução única e definitiva para o trilema. No entanto, desenvolvedores e pesquisadores têm explorado diversas abordagens, muitas das quais apresentaram resultados promissores. Alguns dos desenvolvimentos mais notáveis incluem:
1. Sharding
O sharding divide uma blockchain em partições menores, ou shards, cada uma com seu próprio ledger e capacidade de processar transações independentemente. Uma blockchain principal coordena as interações entre shards, reduzindo a carga em qualquer blockchain individual e melhorando a escalabilidade.
Por exemplo, o protocolo NEAR utiliza um modelo de sharding conhecido como Nightshade 2.0, que escala dinamicamente dividindo a rede em múltiplos shards paralelos. Atualmente, em agosto de 2025, a rede opera 8 shards ativos e pode alcançar a finalização de transações em aproximadamente 600 milissegundos.
2. Outros mecanismos de consenso
Uma das razões pelas quais o trilema existe na rede Bitcoin é a maneira como o PoW funciona para garantir a segurança. Buscar uma forma diferente de garantir consenso é uma das abordagens para tentar solucionar o trilema.
Em blockchains PoS, os participantes envolvidos na validação de transações devem fazer staking (bloqueio) de seus tokens. Não há necessidade de máquinas de mineração altamente especializadas. A adição de mais validadores à rede é mais simples e mais acessível. O PoS é apenas uma das muitas abordagens diferentes para mecanismos de consenso que buscam escalabilidade.
Outra abordagem é o Proof of Authority (PoA), que protege a rede usando identidades de validadores em vez de moedas em staking. Em sistemas PoA, um número limitado de participantes confiáveis é pré-aprovado para verificar transações e criar blocos. Esse método oferece maior escalabilidade, mas reduz a descentralização.
Algumas redes blockchain usam modelos híbridos para equilibrar os trade-offs. Por exemplo, a BNB Smart Chain usa o Proof of Staked Authority (PoSA), onde os validadores fazem staking de BNB para participar da produção de blocos, atingindo tempos de bloco de aproximadamente três segundos. A rede Conflux combina elementos de PoW com uma estrutura de grafo acíclico direcionado (DAG) para melhorar a taxa de transferência enquanto mantém as características de segurança do PoW.
3. Soluções de Layer-2
Outra abordagem para o trilema é construir sobre uma blockchain existente em vez de alterar sua layer de base. Soluções de Layer-2 processam transações fora da blockchain principal e depois consolidam os resultados nela. Isso reduz o congestionamento, diminui as taxas e mantém a segurança da layer de base.
Os rollups agrupam várias transações off-chain e enviam uma única prova compactada à blockchain principal para verificação. Os optimistic rollups, como o Arbitrum, presumem que as transações são válidas, a menos que sejam contestadas, enquanto os rollups de conhecimento zero (ZK), como o Scroll, usam provas criptográficas para confirmar a validade sem revelar todos os detalhes. A Ethereum tem focado cada vez mais em rollups, com a maior parte das atividades de finanças descentralizadas (DeFi), jogos e NFTs acontecendo na Layer-2, visando aumentar a velocidade e reduzir os custos.
Os canais de estado (state channels) permitem que os participantes realizem transações off-chain, registrando apenas os estados de abertura e fechamento na blockchain. A Lightning Network do Bitcoin é um exemplo conhecido que usa canais de estado para viabilizar transações rápidas e de baixo custo, mantendo a maior parte da atividade off-chain e utilizando a layer de base do Bitcoin para a consolidação.
Considerações finais
O trilema da blockchain ainda representa um grande desafio para que a tecnologia atinja todo o seu potencial. No entanto, esforços contínuos como o roadmap centrado em rollups da Ethereum e o surgimento de blockchains modulares de alto desempenho mostram caminhos promissores. Essas inovações visam aumentar a escalabilidade sem comprometer a segurança ou a descentralização, aproximando a indústria de um futuro onde as blockchains possam sustentar aplicações em escala global.
Leituras adicionais
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