IMPACTO DO TAMANHO DO BLOCO NA PROPAGAÇÃO DE REDE: MODELAGEM ESTOCÁSTICA

Abstract

O presente artigo investiga como o tamanho do bloco afeta a propagação em redes blockchain, recorrendo à modelagem estocástica para quantificar os trade-offs entre throughput, segurança e descentralização. Estudos teóricos e empíricos indicam que blocos maiores elevam o tempo médio de propagação e a variância desse tempo, aumentando a probabilidade de forks e de blocos órfãos em mecanismos de consenso baseados em Prova de Trabalho (PoW) e variantes de Nakamoto. Modelos analíticos e de simulação demonstram que a relação entre o intervalo médio de geração de blocos e o atraso médio de propagação pode ser tratada por meio de sistemas de filas ou de processos de Poisson, nos quais a taxa de forks cresce quando o produto “taxa de blocos × atraso de propagação” se aproxima de um limiar crítico associado a um regime congestionado. Resultados de trabalhos de otimização de tamanho de bloco em PoW sugerem a existência de um tamanho “ótimo” que maximiza a eficiência econômica da rede – isto é, transações por segundo ponderadas pelo risco de órfãos –, e que esse ótimo depende fortemente da largura de banda média da rede e do grau de heterogeneidade entre nós. Evidências empíricas da rede Bitcoin mostram ainda que melhorias de protocolo, tais como Compact Blocks e redes de relay dedicadas, reduzem significativamente o impacto negativo de blocos maiores sobre a propagação, conquanto não eliminem o viés estrutural em favor de nós com melhor conectividade. Conclui-se que a modelagem estocástica do impacto do tamanho de bloco é fundamental para parametrizar blockchains de modo a manter a rede em regime funcional, minimizando taxa de forks e força centralizadora, ao mesmo tempo em que se atende à demanda por maior capacidade transacional na Web3.Blockchain