O desenvolvimento da tecnologia blockchain não parou desde o lançamento do Bitcoin em 2009, e parte desse desenvolvimento podemos ver se tornar realidade em Harmony, uma blockchain focada em oferecer funcionalidades especializadas para o desenvolvimento de aplicativos descentralizado (DApps) alta velocidade e escalabilidade.
Para isso, a Harmony lança mão de uma série de melhorias tecnológicas em seu blockchain, como o fragmentação de estado e o desenvolvimento de uma série de melhorias aplicadas ao mecanismo de consenso Proof of Stake (conhecido no Harmony como EPoS – Effective Proof of Stake). Tudo isso, impulsionado pelo UMA aposta de token, o token nativo da plataforma.
Origem da Harmonia
A Harmony foi fundada em 2018 por Stephen Tse e os cofundadores Rongjian Lan, Nick White e Sahil Dewan. Eram todos engenheiros de infraestrutura que trabalhavam em Google, Amazon, Apple e Facebook. Em sua visão inicial, o Harmony pretendia fornecer uma infraestrutura de desenvolvimento DApp altamente capaz, escalável e segura.
Com isso em mente, Harmony levantou uma rodada privada de $ 18,3 milhões. Isso foi acompanhado por outra rodada de nós de $ 5,5 milhões (liderada pela Binance Labs e HashKey Capital) e uma oferta inicial de troca de $ 5 milhões (IEO) via Binance Launchpad. Assim, com mais de 28 milhões de dólares para o desenvolvimento de Harmony, a equipe começou a trabalhar para fazer tudo o que seu artigo: prometido.
Após um desenvolvimento meticuloso, Harmony conseguiu lançar sua rede principal em Junho de 2019 e habilitou o sistema de staking em maio de 2020. Atualmente, o Harmony conseguiu atingir seu nível máximo de operação, com uma rede de 4 shards e 1.000 nós, dos quais 800 estão atualmente sendo gerenciados por membros da comunidade, como parte de um aposta na descentralização da rede.
Os outros 200 nós são gerenciados pelo Fundação Harmonia. No entanto, a organização não cobra nenhuma recompensa por apostar, mas usa esses fundos para realizar várias tarefas de desenvolvimento e recompensas na comunidade. De fato, à medida que a rede avança e se desenvolve, a Fundação cede novos espaços para que seus nós sejam geridos pela comunidade e promova ainda mais a descentralização.
Como funciona o Harmony (ONE)?
No entanto, a Harmony se define como uma rede focada em oferecer smart contracts avançado para o desenvolvimento de DApps. Isso é possível porque o Harmony tem uma pilha de desenvolvimento completa que fica no topo do Tecnologia Ethereum e seu EVM. De fato, padrões como tokens ERC-20 ou ERC-721 têm sua contrapartida no Harmony (conhecido como tokens HRC-20 e HRC-721). Isso indica que o EVM do Harmony é compatível com o do Ethereum, e que apenas grandes melhorias foram feitas para adaptá-lo às necessidades do Harmony. Nesse sentido, todos Desenvolvedores DApps Quem constrói um aplicativo para Ethereum também pode desenvolver aplicativos para Harmony, geralmente sem grandes modificações.
Principais recursos de harmonia
A seguir, revisaremos os principais recursos do Harmony.
Arquitetura totalmente escalável
O uso de shards no Harmony não funciona apenas na comunicação de rede e validação de transações, mas também no estado do cadeia de bloqueio. Isso torna o Harmony totalmente escalável em todos os três aspectos do blockchain: rede, armazenamento e processamento de transações.
Sharding in Harmony, conhecido como state sharding, é outra das grandes características desta blockchain. No Harmony, cada shard mantém seu próprio blockchain e estado geral, portanto, os validadores de cada shard precisam apenas armazenar uma parte do estado global da rede. Harmonia é dividida em 4 fragmentos, que mantêm uma coerência de trabalho graças ao compartilhamento de dados atômicos entre cada um dos shards.
Separação Aleatória Segura
O processo de raspando de Harmonia é seguro contra ataques de fragmentação (um tipo de ataque que visa dividir a rede em várias partes, para tentar controlar um ou mais fragmentos, a fim de conduzir comportamentos maliciosos na rede em geral). Para essa proteção, o Harmony atribui validadores aleatoriamente, não apenas no nível do nó, mas também nos fragmentos da rede. Desta forma, uma fraqueza dos cacos é evitada e o consenso da rede é protegido.
Ou seja, os shards compartilham determinados dados criptográficos entre si, a fim de utilizar esses dados na geração de blocos em cada um de seus shards. Dessa forma, os shards criam “cadeias” entre seus blocos, mesmo que os dados que os shards armazenam estejam incompletos. Dessa forma, mesmo com a perda de um fragmento inteiro, o Harmony ainda pode fornecer garantia de verificação de dados e manter a operação. Este processo é possível graças ao uso de Epochs (Epoch) e beacons, que permitem gerar um conjunto de validadores e testes criptográficos que garantem os links entre shards (shards cross-links), mantendo assim a segurança da cadeia.
Consenso eficiente e rápido
El Algoritmo de consenso de harmonia é chamado de tolerância rápida a falhas bizantinas ou FBFT. O FBFT é um algoritmo de consenso altamente eficiente e rápido construído sobre o famoso algoritmo PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), que é a pedra angular dos sistemas distribuídos e da pesquisa de consenso nos últimos 30 anos. O FBFT do Harmony é capaz de confirmar bloqueios em 2 segundos graças à adoção do adicionado assinatura BLS (Boneh-Lynn-Shacham). O FBFT também é altamente otimizado no processamento de mensagens de rede e no pipeline de propostas de blocos, de modo que o consenso possa ser escalado para centenas de validadores ao mesmo tempo.
Em geral, blockchains usam um esquema de consenso BFT (por exemplo, Bitcoin ou Ethereum). Mas esta não é a única forma de se chegar a um consenso, já que existem outros algoritmos BFT que resolvem (total ou parcialmente) o Problema dos Generais Bizantinos. Nesse caso, os desenvolvedores do Harmony, impulsionados pela necessidade de uma rede rápida, decidiram usar o algoritmo como base. PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), um tipo de algoritmo BFT que não resolve totalmente o Problema dos Generais Bizantinos, mas ainda oferece um certo nível de segurança e confiança. Este novo algoritmo é conhecido como FBTF ou Fast Byzantine Fault Tolerance.
O FBFT foi projetado para permitir a construção de redes descentralizadas usando sharding que podem chegar rapidamente a um consenso. De fato, o FBFT é a chave para que o Harmony tenha tempos de confirmação de 5 segundos entre seus blocos, o que o torna uma das redes blockchain mais rápidas do ecossistema. Claro, isso tem um custo, e é isso FBFT é atacável com apenas 33% da potência da rede (lembre-se, o ataque de 51% do Bitcoin, apenas 33% é suficiente no Harmony). Isso o torna menos seguro, mas é aí que o EPoS entra como um mecanismo de equalização para evitar que essa situação aconteça. Uma solução elegante para um problema, aproveitando os benefícios de um consenso rápido na rede.
Prova de participação efetiva
Ao contrário das blockchains tradicionais que exigem PoW (Proof of Work) para chegar a um consenso, a Harmony desenvolveu um aprimoramento de algoritmo Prova de participação, que ligou Prova efetiva de participação (EPoS). Este algoritmo é focado em oferecer garantias de descentralização entre os fragmentos que compõem a rede Harmony. Para fazer isso, os validadores com uma grande quantidade de tokens apostados são forçados a executar mais nós para suportar a rede, enquanto os validadores com menos apostas executam menos nós. Além disso, o EPoS é capaz de distribuir aleatoriamente e uniformemente as apostas em todos os shards, de modo que nenhum shard seja menos seguro do que outro.
Prova de participação efetiva permite que Harmony construa uma rede PoS com capacidade de sharding com segurança adicional para ataques sybil ou de particionamento. O white paper Harmony nos diz que a rede é composta por 4 shards que podem reunir 1000 nós. Desta forma, cada shard é composto por 250 nós, equilibrando o poder de cada um dos shards, mesmo a nível económico, uma vez que o EPoS foi concebido para alcançar o equilíbrio.
Isso é essencial, porque enquanto houver equilíbrio de poder entre os fragmentos, um ataque sybil ou ataque de particionamento não terá praticamente nenhum efeito negativo na segurança da rede. Além disso, esse esquema operacional permite que a rede funcione de forma assíncrona, de modo que um shard pode trabalhar na validação de um grupo de transações enquanto o restante pode trabalhar na escolha de um novo validador para o próximo bloco.
De qualquer forma, o EPoS é o epicentro disso porque esse algoritmo é centrado em h.Certifique-se de que a aposta dentro da rede esteja equilibrada. Por exemplo, se o shard A for apostado mais alto do que os shards B, C e D, o EPoS forçará a aposta do shard A a se equilibrar de forma que a aposta entre os shards se iguale o mais rápido possível. Caso contrário, o shard A pode ver sua participação na escolha dos validadores diminuída, retirando poder efetivo do shard e dando esse poder aos demais shards até que tudo se equilibre novamente. A ideia é clara: embora o poder econômico decida sua participação na rede, se você tiver muito poder econômico, a rede vai buscar uma forma de regular isso e tornar as coisas igualmente justas para todos, impedindo o mais poderoso de abusar de sua posição.
EPoS e FBFT se completam com o uso de assinaturas de tamanho constante Boneh-Lynn-Shacham (BLS) para confirmar blocos em uma única rodada de mensagens de consenso. Desta forma, Harmony consegue fazer confirmações de rede possíveis em apenas 2 segundos, e confirmações irreversíveis em 5 segundos.
Infraestrutura de rede escalável
A camada de rede do Harmony é construída sobre o protocolo de fofoca, usando a biblioteca libp2p. A fofoca é usada para transmissão de mensagens na rede e o protocolo de fluxo para sincronização de estado descentralizada. Para alcançar alto desempenho, adotamos o código-fonte RaptorQ e utilizamos o Algoritmo de Dispersão da rede entre seus nós. Além disso, um esquema de roteamento Kademlia também é usado para conseguir que o transmissão de dados escala entre os estilhaços à medida que a rede cresce em número de nós e estilhaços.
Aleatoriedade e Criptografia Verificável
O uso de shards no Harmony depende de uma fonte de aleatoriedade segura para que validadores possam ser atribuídos a shards de maneira verdadeiramente aleatória para evitar ataques. Harmony projetou um protocolo de geração aleatória distribuída (DRG) que inclui VRF (função aleatória verificável) e VDF (função de atraso verificável) para alcançar as seguintes propriedades principais:
- Impossível prever: Ninguém deve ser capaz de prever o número aleatório antes de ser gerado.
- Imparcial: O processo de geração de números aleatórios não deve ser influenciado por nenhum participante.
- Verificável: A validade do número aleatório gerado deve ser verificável por qualquer observador.
- Escalável: O algoritmo de geração de números aleatórios deve ser escalável para um grande número de participantes.
Assim, o Harmony cria os blocos de construção de funções aleatórias e criptográficas confiáveis para manter a rede funcionando sem problemas.
Rede Tokenômica
Harmonia tem o token nativo (UM), que é usado para:
- Aposte na rede.
- Pague comissões de rede.
- Realize operações com os contratos inteligentes da rede.
- Ele será eventualmente usado na governança descentralizada do projeto.
A ficha tem um emissão de pico de 13,6 bilhões de tokens, dos quais foram inicialmente distribuídos:
- Os tokens da rodada inicial de investimento compreendem 22,4% da oferta total.
- O total de tokens IEO compreende 12,5% da oferta total.
- Os tokens de equipe representam 16,9% do suprimento total.
- Os tokens de desenvolvimento de protocolo compreendem 26,4% da oferta total (desse total, cerca de 505 milhões de tokens foram vendidos na rodada de nós para incentivar os primeiros participantes a ingressar na rede como validadores).
- Tokens de desenvolvimento de ecossistemas, que representam 21,8% da oferta total.
Existem atualmente 12,8 bilhões de tokens em circulação dentro do ecossistema Harmony.