Proof of History: Como a Solana introduz o tempo nas criptomoedas

Tem a noção do tempo?

A medição do tempo evoluiu profundamente ao longo da história da humanidade. No passado, cada localidade determinava a sua hora com base em observações locais, como a posição do sol, mantendo o seu próprio horário. Esta lógica descentralizada era suficiente quando as interações entre localidades eram reduzidas e a comunicação estava limitada à velocidade das deslocações físicas.

O surgimento dos caminhos-de-ferro alterou radicalmente este cenário. Com o aumento da velocidade dos transportes e do comércio, tornou-se imprescindível uniformizar o tempo para coordenar horários à escala nacional. Em 18 de novembro de 1883, as ferrovias norte-americanas adotaram quatro fusos horários para normalizar a hora em todo o território dos Estados Unidos, estabelecendo o princípio base: a sincronização do tempo permite uma coordenação eficiente e gera confiança em sistemas complexos.

Atualmente, computadores e dispositivos digitais asseguram a precisão sincronizando-se periodicamente com relógios centralizados através de ligações à internet. Contudo, esta abordagem centralizada coloca um desafio fundamental para blockchains distribuídas: como pode uma rede descentralizada estabelecer uma noção de tempo fiável e credível sem depender de uma autoridade central?

Blockchains programáveis tradicionais como a Ethereum solucionam esta limitação recorrendo a programas externos para atribuição de carimbos de data/hora médios na validação de transações. No entanto, este processo contradiz a essência da descentralização, ao reintroduzir referências temporais centralizadas. A Solana ultrapassa esta contradição através da tecnologia inovadora Proof of History (PoH).

A Proof of History permite que blockchains incorporem carimbos de data/hora verificáveis diretamente na sua estrutura, através de uma verifiable delay function (VDF). Como explica Anatoly Yakovenko, cofundador da Solana Labs, "Cada produtor de blocos tem de executar a VDF, esta proof of history, para aceder ao seu intervalo atribuído e produzir o respetivo bloco." O processo consiste em acrescentar sequencialmente o hash dos estados previamente gerados, criando um registo imutável em que estado, dados de entrada e contagem computacional são publicamente verificáveis e impossíveis de recriar ou alterar.

Esta abordagem criptográfica define limites temporais superiores e inferiores para todas as transações no registo. Embora a Proof of History não forneça carimbos de data/hora absolutos, como "12:02:01", garante uma ordenação relativa precisa dos eventos no estado global da blockchain. Os produtores de blocos executam este processo localmente, praticamente em tempo real, recorrendo a funções hash SHA256, otimizadas pela maioria dos principais fabricantes de chips. Este método confere ao registo uma característica crucial: qualquer observador pode determinar com exatidão o momento em que uma transação ocorreu, analisando a blockchain.

Usar o tempo para acelerar

A importância prática da Proof of History torna-se clara ao observar como a marcação temporal rigorosa acelera a validação de informação e o processamento de transações. Considere-se uma analogia do mundo real ligada à logística ferroviária: imagine uma carta importante a viajar num comboio que parte de Nova Iorque, com paragens em Filadélfia, Pittsburgh e Cleveland, antes de chegar a Chicago às 17h. O desafio é comprovar a autenticidade da carta em cada paragem, garantindo que segue no comboio correto e não em rotas alternativas entre diferentes cidades.

Numa estrutura sem marcação temporal padronizada (análoga às blockchains tradicionais), a verificação tornar-se-ia extremamente morosa e exigente em recursos. Os funcionários de cada estação teriam de contactar todas as outras estações: "Este comboio parou em Filadélfia?" "Chicago, estão à espera de um comboio proveniente de Nova Iorque?" Sem marcas temporais na carta, os operadores precisariam de consultar uma autoridade central de horários ou realizar cruzamentos exaustivos. O processo de validação poderia demorar horas, com os comboios parados, provocando grandes ineficiências e estrangulamentos.

No entanto, com um sistema Proof of History, como o implementado nas principais layer-1 blockchain (análogas à Solana Railroad), cada estação regista na carta o momento exato da passagem. Quando chega a Cleveland, a carta já traz os carimbos de Nova Iorque, Filadélfia e Pittsburgh, provando inequivocamente o percurso e a chegada a Chicago às 17h. Os funcionários validam e processam a carta em minutos, em vez de horas, aumentando drasticamente o desempenho e reduzindo a fricção operacional.

Nas redes blockchain que utilizam Proof of History, este princípio traduz-se em vantagens de desempenho notórias. Cada nó pode validar toda a blockchain com informação mínima, mesmo estando isolado da rede global. O sistema mantém robustez: ainda que cada máquina opere a ritmos ligeiramente distintos, os ASIC da rede mantêm a sincronização dentro de 30% dos parâmetros definidos. Como esclarece Yakovenko, "Todos têm este relógio atómico sincronizado localmente e estes relógios nunca precisam de ser ressicronizados. Mesmo que percamos ligação e a comunicação falhe, os nossos relógios nunca se desviam porque são lógicos com base neste SHA256."

Além disso, a Proof of History permite validação paralela — algo indisponível na maioria das blockchains programáveis. Enquanto sistemas tradicionais validam sequencialmente, com um processo por transação (semelhante a um funcionário a verificar cada carta individualmente), as redes com Proof of History recorrem a múltiplos processos de validação em simultâneo. Vários validadores analisam transações distintas em paralelo, confrontando-as com os registos temporais, como vários funcionários a verificar várias cartas ao mesmo tempo. Esta arquitetura paralela permite processar transações muito mais rapidamente e aumenta significativamente o débito global.

Conclusão

A Proof of History é uma inovação determinante no design de sistemas distribuídos, resolvendo o desafio de estabelecer marcação temporal descentralizada e verificável sem recorrer a entidades centrais. Ao inserir carimbos de data/hora criptográficos diretamente na blockchain através de funções de atraso verificáveis, as redes que adotam esta tecnologia criam um registo temporal imutável, validável de forma independente por todos os participantes. Esta abordagem transforma a validação em blockchain, de um processo sequencial e moroso para uma operação paralela, melhorando substancialmente o desempenho e a escalabilidade. Esta tecnologia demonstra como a precisão temporal permite não apenas transações mais rápidas, mas sobretudo mecanismos de coordenação muito mais eficientes em redes distribuídas, cumprindo a promessa da descentralização sem sacrificar a eficiência operacional anteriormente só possível com padrões centralizados.

FAQ

Qual é um exemplo de Proof of History?

Exemplo de uma viagem de comboio: uma carta enviada de Nova Iorque recebe carimbos horários de cada estação por onde passa. Estes carimbos sequenciais comprovam a ordem cronológica e a autenticidade da carta, sem necessidade de validação externa.

O que distingue PoH, PoS e PoW?

PoW obriga à resolução de puzzles complexos para validação, consumindo grande poder computacional. PoH atribui carimbos temporais para garantir a integridade e ordenação da blockchain. PoS seleciona validadores consoante as criptomoedas detidas, exigindo menos energia.

O que é PoA e PoC?

Proof of Authority (PoA) é um mecanismo de consenso em que os validator são selecionados com base na reputação e identidade. Proof of Concept (PoC) demonstra a viabilidade de uma ideia blockchain antes de avançar para a implementação total. PoA gere o funcionamento da rede, enquanto PoC valida conceitos iniciais.

Quais são as desvantagens da Proof of History?

As principais desvantagens da Proof of History incluem elevada complexidade de implementação, maior sobrecarga do sistema e potenciais atrasos nos processos de consenso. Além disso, requer recursos computacionais significativos e hardware especializado para validação.