Entropia do Cardano
Evolução do Cardano rumo a uma entidade totalmente descentralizada
A blockchain do Cardano fez a transição de um sistema federado executado apenas por 8 nós em julho de 2020 para seu estado atual, onde a produção de blocos é totalmente descentralizada. A parte final dessa transição ocorreu em 31 de março de 2021 (Dia D = 0), um marco importante na jornada do Cardano. A partir dessa data, 100% da produção de blocos é de responsabilidade dos operadores de Stakepool (SPOs).
O parâmetro de entropia
Um estado verdadeiramente descentralizado significa que não podemos prever nem influenciar eventos da blockchain no futuro. Em outras palavras, todos os eventos futuros na blockchain devem ser completamente imprevisíveis. Para garantir isso, o Cardano fornece um mecanismo de entropia adicional que pode ser usado para garantir a verdadeira aleatoriedade do sistema. A verdadeira aleatoriedade está no cerne de qualquer sistema criptográfico complexo. Para que um ambiente criptográfico como a blockchain do Cardano funcione e seja confiável pela comunidade como verdadeiramente descentralizado e justo, precisa existir uma fonte de verdadeira aleatoriedade imprevisível que garanta que a direção futura da cadeia não possa ser manipulada por ninguém com conhecimento do passado.
A fonte de aleatoriedade do Cardano é dada por meio do parâmetro de entropia. Isso representa algo imprevisível fora do ecossistema do Cardano e garante que ninguém poderia "manipular" a aleatoriedade da blockchain. O valor desse parâmetro foi calculado com base em eventos que não poderiam ter sido conhecidos antecipadamente ou sobre os quais alguém poderia ter informações privilegiadas.
O parâmetro será atualizado durante a época que começa em 5 de abril de 2021 e determinado pelo hash do último bloco antes de quarta-feira, 7 de abril, 15:44:51 UTC = slot 151200 da época 258; com este valor de hash aparecendo no primeiro bloco do slot 151200 ou posteriormente.
Mecanismo de adição de entropia do Cardano
Para entender como o mecanismo de adição de entropia funciona, é vital primeiro entender como a produção de blocos totalmente descentralizada funciona e como o novo nonce de transição afetará esse processo.
O protocolo Ouroboros determina quais pools são eleitas como produtoras de blocos por meio de uma sequência evolutiva de nonces de liderança (sementes criptográficas usadas para gerar uma sequência de valores usando um algoritmo de geração de números aleatórios repetível). Esses nonces definem o cronograma para a produção de blocos. Cada nonce de líder determina este cronograma para uma época completa de 120 horas, durante a qual o nonce governa a escolha dos Stakepools para liderar a criação de cada bloco. Os nonces de liderança e as distribuições de stake evoluem em uníssono para fornecer as propriedades fundamentais do ledger necessárias.
O nonce de transição
Logo após 31 de março, adicionamos um nonce de transição ao nonce de liderança em execução. O nonce de transição deve depender de valores aleatórios (que são introduzidos por meio de transações na cadeia) que não podem ser previstos com precisão quando a distribuição de stake para a época de 10 de abril é definida. Isso coloca ênfase especial em transações que aparecem na blockchain entre a marca de 12 horas — quando a distribuição de stake está firmemente definida — e a marca de 42 horas, quando o valor de hash será levantado.
O nonce de transição reflete a entropia de uma variedade de fontes externas e imprevisíveis. Especificamente, todas as transações postadas na blockchain antes de quarta-feira, 7 de abril, às 15:44:51 UTC (slot 151200 da época 258) terão um papel notável e privilegiado na história do Cardano: o valor de hash acumulado das transações (refletido no 'hash do bloco anterior' do primeiro bloco criado na cadeia no ou após este ponto no tempo) determinará o nonce de transição e, portanto, contribuirá diretamente para o ciclo perpétuo de geração de aleatoriedade do Ouroboros.
O mecanismo de adição de entropia
No Cardano, o mecanismo de adição de entropia funciona da seguinte forma: o sistema adiciona bitstrings específicos na blockchain aos nonces de liderança subsequentes (que são os alvos pretendidos do nonce de transição). Isso requer a declaração pública da bitstring e a aprovação explícita e criptograficamente segura. Mais especificamente, apenas alguns votos assinados digitalmente de delegados do genesis podem concluir o processo e têm um prazo de tempo específico para fazê-lo: os votos devem aparecer antes da marca de 48 horas na época.
A época que começa em segunda-feira, 5 de abril, às 21:44:51 UTC (época 258) invocou o mecanismo: em particular, o hash do bloco anterior que aparece no primeiro bloco em ou após quarta-feira, 7 de abril, às 15:44:51 UTC (slot 151200 da época 258) determinará o nonce de transição; isso ocorrerá aproximadamente 42 horas após o início da época e, portanto, deixará seis horas para que os delegados do genesis emitam seus votos. Lembrando a estrutura de cadeia de hash da blockchain Ouroboros, esse valor de hash depende de toda a blockchain até aquele ponto.
O argumento --extra-entropy parece diferente do campo _extraEntropy exibido após a criação de uma transação. Essa diferença é explicada na página de explicação do nonce.