Exploração aprofundada do SCP

O Stellar Consensus Protocol (SCP) é a espinha dorsal da rede Stellar, garantindo operações seguras e eficientes. É uma abordagem revolucionária para alcançar consenso numa rede financeira descentralizada. O SCP baseia-se no conceito de Acordo Bizantino Federado (FBA), que se concentra na ideia de controlo descentralizado onde os nós selecionam voluntariamente em quais outros participantes confiam para obter informações fiáveis. Se quiser saber mais sobre Os Problemas Bizantinos: Qual é o problema dos generais bizantinos

Um extrato do nosso artigo: “O Problema dos Generais Bizantinos, também conhecido como o Problema dos Dois Generais, foi proposto no artigo de Leslie Lambert sobre a tolerância a falhas da comunicação de rede distribuída ponto a ponto em 1982. Na comunicação do sistema distribuído, alguns problemas locais podem fazer com que o computador envie mensagens de erro e destrua a consistência do sistema. Portanto, o Problema dos Generais Bizantinos é essencialmente um problema de consenso na comunicação ponto a ponto.”

Como o SCP difere da prova de trabalho e da prova de participação

O SCP diverge significativamente dos mecanismos de Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Estaca (PoS). PoW, usado por redes como o Bitcoin, exige esforços computacionais extensivos para resolver problemas matemáticos complexos para validar transações e criar novos blocos. Em contraste, o PoS, empregado por redes como o Ethereum 2.0, exige que os validadores retenham e às vezes bloqueiem uma certa quantidade de criptomoeda para participar no processo.

O SCP elimina a necessidade de mineração com uso intensivo de energia, permitindo que os nós cheguem a um consenso através de um processo de seleção de parceiros confiáveis — fatias de quorum — e não exige que os validadores bloqueiem o capital como participação. Esta mudança não só reduz o impacto ambiental mas também democratiza a participação na segurança da rede.

Benefícios do SCP em termos de velocidade e fiabilidade

Os benefícios do SCP são evidentes na sua velocidade e fiabilidade. As transações na rede Stellar são confirmadas em questão de segundos, um contraste gritante com os minutos ou mesmo horas que pode levar nos sistemas PoW ou PoS. Além disso, o design do SCP protege inerentemente contra ataques de duplo gasto e garante que a rede pode continuar a funcionar sem problemas mesmo se alguns nós falharem ou agirem de forma maliciosa.

O SCP prioriza duas das três propriedades fundamentais nos mecanismos de consenso: tolerância a falhas e segurança. Foi concebido para manter a operação apesar das falhas de alguns nós e garante que os nós da rede concordam com os resultados da transação para evitar estados conflitantes. Embora isso às vezes possa atrasar o consenso quando os nós lutam para chegar a um acordo, reduz muito as hipóteses de falhas sistémicas.

Componentes SCP

• Conjuntos e fatias de quórum: Cada nó da rede Stellar define o seu próprio conjunto de nós fidedignos, conhecido como conjunto de quórum. Dentro deste conjunto, os nós devem concordar com os conjuntos de transações, formando fatias de quórum que refletem partes da rede em acordo.
• Votação Federada: O SCP utiliza o voto federado para chegar a um consenso, que progride através de várias fases: os nós votam nos conjuntos de transações, aceitam os votos dos outros à medida que passam a confiar neles e, finalmente, confirmam o conjunto de transações a aplicar.
• Protocolos de nomeação e cédulas: Estas duas fases do SCP garantem que os nós proponham conjuntos de transações e depois, através de uma série de cédulas, confirmam que são adicionados ao livro-razão.
  O SCP é uma solução inovadora para os problemas clássicos enfrentados pelas redes descentralizadas. Fornece à rede Stellar uma maneira de processar transações de forma rápida e segura, sem o custo computacional intensivo associado a outros mecanismos de consenso. Este design reflete um equilíbrio entre inclusão e segurança, tornando o Stellar uma plataforma atraente para aplicações financeiras que exigem tempos de liquidação rápidos e medidas de segurança robustas.

Camadas de rede estelares

Visão geral do Stellar Stack

Origem: https://developers.stellar.org/docs/fundamentals-and-concepts/stellar-stack

A arquitetura de rede Stellar é composta por várias camadas que funcionam em harmonia para fornecer uma infraestrutura financeira abrangente. Estas camadas são concebidas para garantir que a rede permaneça resiliente a falhas, aberta a todos e opere de forma rápida e económica, abordando cenários financeiros do mundo real.

As funções e interações entre diferentes camadas de rede

• Stellar Core: Esta é a camada fundamental da rede estelar, composta por nós que mantêm o livro-razão distribuído e executam o processo de consenso. O Stellar Core atualiza o livro-razão a cada 5-7 segundos, demonstrando a notável eficiência da rede.
• API do Horizon: Servindo como uma ponte entre o Stellar Core e várias aplicações, o Horizon é um servidor API HTTP voltado para o cliente. Fornece uma interface acessível para enviar transações para a rede e consultar dados históricos. Embora seja possível conectar-se diretamente ao Stellar Core, usar o Horizon simplifica essas interações, tornando-o mais prático para aplicações clientes.
• Soroban RPC e CLI: Soroban introduz capacidades de contrato inteligente no ecossistema Stellar. O servidor Soroban RPC (Remote Procedure Call) atua como um mediador para que as aplicações interajam com esses contratos inteligentes. A CLI (Command Line Interface) oferece aos programadores uma maneira direta de construir, implementar e interagir com contratos inteligentes usando ferramentas de linha de comando.
• Kits de Desenvolvimento de Software (SDKs): Estes kits facilitam o processo de desenvolvimento fornecendo aos programadores bibliotecas para interagir com o Horizon e o Soroban RPC em várias linguagens de programação. Abstraem algumas das complexidades envolvidas em lidar diretamente com os protocolos de rede.
• Protocolos DeFi:Na acepção de Finanças Descentralizadas, estes protocolos permitem a criação de serviços financeiros que operam de forma autónoma na blockchain, como plataformas de empréstimo e trocas descentralizadas. Podem ser integrados em aplicações para alavancar a infraestrutura financeira fornecida pela Stellar sem intermediários centrais.

Redes dentro do Stellar

• Mainnet: A rede pública primária onde ocorrem transações financeiras reais.
• Testnet: Um ambiente sandbox mantido pela Stellar Development Foundation (SDF) para os programadores testarem as suas aplicações sem usar fundos reais.
• Futurenet: Uma rede para testar funcionalidades e desenvolvimentos de ponta no ecossistema Stellar.
  Cada camada da pilha Stellar é concebida com funções específicas que contribuem para a funcionalidade geral da rede, garantindo que continua a ser uma plataforma robusta e versátil para a construção de uma vasta gama de aplicações financeiras.

O design das camadas de rede da Stellar, e a interação entre elas, fornece uma base resiliente e flexível sobre a qual uma gama diversificada de serviços financeiros pode ser construída e operada, desde pagamentos diários a aplicações DeTI complexas. Esta arquitetura em camadas não só garante eficiência operacional e fiabilidade mas também suporta a inovação, permitindo que os programadores se concentrem na criação de soluções que atendam aos seus casos de uso específicos.

Operações dentro do Stellar

Operações Comuns e Como São Usadas

As operações no Stellar representam ações específicas que podem alterar o estado do livro-razão. Cada operação é um comando que dita uma mudança, e estes são submetidos à rede em grupos chamados transações. Estas transações são atómicas; ou todas têm sucesso ou todas falham. As operações podem ir desde a criação de contas até à gestão de ofertas na Bolsa Descentralizada Estelar (SDEX).

Construção e Processamento de Transações

As transações no Stellar são construídas agrupando uma ou mais operações com informações adicionais, como a conta de origem e o número de sequência. São assinados com a chave secreta da conta de origem para garantir a autenticidade e, em seguida, são submetidos à rede Stellar para processamento. Se todas as operações dentro de uma transação forem válidas e a conta tiver saldo suficiente para cobrir as taxas e as operações em si, a transação é confirmada e aplicada ao livro-razão.

Criar operação de conta

Esta operação é usada para criar e financiar uma nova conta Stellar. Requer um saldo inicial e cria uma nova entrada no livro-razão da conta.

Operação de pagamento

A operação de pagamento permite que as contas enviem um valor de um activo específico para uma conta de destino. É uma parte fundamental da transferência de valor na rede Stellar.

Operações de Pagamento Path

As operações de pagamento de caminho permitem que os pagamentos sejam feitos usando ativos diferentes; a rede encontra o melhor caminho entre o ativo enviado e o ativo recebido. Existem versões estritas de envio e recebimento estrito dos pagamentos de caminho, que garantem o valor enviado ou o valor recebido, respectivamente.

Gerir Operações de Oferta

Estas operações são utilizadas para criar, atualizar ou eliminar ofertas na Bolsa Descentralizada Stellar. Existem operações separadas para gerir ofertas de compra e venda, bem como criar ofertas passivas que não respondam imediatamente a uma oferta correspondente.

Definir operação de opções

Esta operação é utilizada para definir várias definições para uma conta, como definir o destino da inflação, gerir signatários ou definir sinalizadores que podem alterar as permissões da conta.

Alterar operação de confiança

Esta operação cria, atualiza ou apaga uma linha de confiança, que é a maneira da Stellar permitir que uma conta seja detida e transacionada com ativos emitidos por outras contas.

Operação de mesclagem de conta

A operação de fusão de contas transfere o saldo de uma conta para outra e remove a conta de origem do livro-razão.

Gerir operação de dados

As contas podem anexar entradas de dados a si mesmas, que são essencialmente pares de valor-chave. O gerencia conjuntos de operações de dados, modifica ou exclui essas entradas de dados.

Estruturas de dados estelares

Ledgers: Como são mantidos e atualizados

Um livro-razão no Stellar é o equivalente a um bloco noutras tecnologias blockchain e captura o estado da rede num dado momento. Contém todos os saldos, encomendas e outros dados como informações de contratos inteligentes. Os registos estão ligados cronologicamente e cada nova versão do livro-razão é o resultado da aplicação de um conjunto de transações à versão anterior. O cabeçalho do livro-razão é um resumo do livro-razão, que contém metadados como a versão do livro-razão, o hash do livro-razão anterior e o hash de resultado do conjunto de transações.

Contas: Criação, Gestão e Tipos

As contas são a estrutura de dados primária no Stellar, representando os utilizadores do sistema. Uma conta é criada através de uma operação “Criar conta” e deve ter um saldo mínimo de XLM, que é determinado pelo requisito de reserva base multiplicado pelo número de subentradas que a conta possui. Uma conta tem várias propriedades, como um identificador único (ID da conta), saldos para diferentes ativos, signatários e limites para segurança baixa, média e alta.

Ativos: Emissão de ativos nativos e personalizados no Stellar

Os ativos na rede Stellar podem representar moedas fiduciárias, criptomoedas ou qualquer outra forma de valor. Cada activo é identificado por um código de activo e pela conta do emitente. A emissão de um activo é feita através de uma operação de pagamento do emitente para outra conta. Os ativos são controlados pelas contas emissoras, que podem definir sinalizadores de autorização e vincular a metadados sobre o ativo. Os ativos emitidos no Stellar também podem ser usados em contratos inteligentes através do Contrato de Ativos Estelares.

Operações e Transações: Tipos e Como Mudam de Estado

As operações são as instruções individuais que podem ser incluídas numa transação. Vão de pagamentos a gestão de ofertas na bolsa descentralizada a alterações na configuração da conta. As transações agrupam essas operações e as submetem à rede para serem aplicadas ao livro-razão. As transações são atómicas; se alguma operação dentro de uma transação falhar, toda a transação falha.

Contratos Inteligentes: Capacidades e Limitações dentro do Stellar

A Stellar introduziu contratos inteligentes através da plataforma Soroban. Os contratos inteligentes no Stellar são pedaços de código que podem executar operações na cadeia de blocos. São compostos por bytecode Wasm e armazenados em entradas do registo CONTRACT_DATA. Os contratos inteligentes podem ter as suas próprias entradas de armazenamento no livro-razão, que podem ser temporárias ou persistentes, e têm diferentes custos e tempos de vida associados a eles.

Cada uma destas estruturas e componentes de dados desempenha um papel crítico na capacidade da Stellar de fornecer uma infraestrutura financeira escalável e flexível. O design da rede em torno destes elementos permite uma ampla gama de operações financeiras, desde pagamentos simples a instrumentos financeiros complexos e contratos inteligentes.

Funcionalidades estelares avançadas

Ciclo de vida de uma transação desde a submissão até a confirmação

Aqui está um resumo do ciclo de vida da transação Stellar:

1. Criação: Uma transação é iniciada por um utilizador que especifica a conta de origem, o número de sequência, as operações, a taxa e quaisquer pré-condições necessárias.
2. Assinatura: O envelope da transação é formado pela assinatura da transação com as chaves necessárias. Isto pode envolver vários signatários para configurações mais complexas.
3. Submissão: O envelope da transação é submetido à rede Stellar usando o Horizon ou diretamente ao Stellar Core.
4. Propagação: Após a validação, o Stellar Core propaga a transação para todos os servidores conectados, garantindo o seu alcance através da rede.
5. Preparação do Conjunto de Transações Candidatas: Durante o fecho do livro-razão, cada validador reúne transações válidas do período recente e monta um conjunto de transações candidatas. Se necessário, as transações são priorizadas com base na taxa de inclusão.
6. Nomeação do conjunto de transações: Cada validador nomeia o seu conjunto de transações candidatas para a rede.
7. Resolução do Stellar Consensus Protocol (SCP): O SCP resolve quaisquer discrepâncias entre os conjuntos de transações candidatos, determinando o conjunto de transações final, o tempo de fecho do livro-razão e quaisquer actualizações de protocolo.
8. Transação Aplicar Determinação da Ordem: A transação aplica a ordem é calculada, embaralhando o conjunto para introduzir incerteza e manter a ordem do número de sequência nas contas.
9. Cobrança de taxas: As taxas para todas as transações são cobradas simultaneamente.
10. Aplicação de transação: Cada transação é aplicada na ordem determinada, consumindo números de sequência da conta, verificando novamente a validade e executando operações.
11. Actualizações de protocolo: Se ocorrer uma actualização de protocolo, as actualizações necessárias são implementadas, modificando o estado do registo e os parâmetros do cabeçalho. Isso marca o fim do ciclo de vida e o processo começa de novo.

Propostas de Ecossistemas Estelares (SEPs)

SEPs são propostas de melhorias ou funcionalidades que melhoram a interoperabilidade e funcionalidade da rede Stellar. Servem como protocolos padronizados que os programadores e as organizações podem implementar para garantir a compatibilidade e interações suaves dentro do ecossistema Stellar.

Os SEPs cobrem vários aspetos das operações da rede Stellar, desde protocolos básicos de transação a funcionalidades mais complexas, como pagamentos transfronteiriços e recuperação de contas. São discutidos, criados e atualizados de forma colaborativa, muitas vezes com a contribuição da comunidade estelar mais ampla.

SEPs notáveis incluem:

• SEP-0001: Ficheiros TOML estelares, que fornecem informações essenciais sobre os participantes da rede.
• SEP-0006: API de depósito e levantamento, simplificando o processo de depósito e retirada de ativos.
• SEP-0010: Autenticação, que oferece um método para os clientes autenticarem utilizadores.
• SEP-0012: API KYC, padronizando a troca de informações do Know Your Customer.
• SEP-0024: Depósitos e levantamentos interativos, melhorando a experiência do utilizador para interações não API.
• SEP-0031: API de pagamento transfronteiriço, definição de protocolos para as instituições financeiras interagirem.
  Estes SEPs são cruciais para garantir uma abordagem perfeita e padronizada aos casos comuns de uso da rede Stellar, contribuindo significativamente para a evolução da rede e a integração de novos serviços e funcionalidades.