O que é Gasper, o mecanismo que finaliza blocos no Ethereum

Gasper é o mecanismo de consenso do Ethereum em Prova de Participação. Ele combina duas peças: o Casper the Friendly Finality Gadget (Casper FFG), que define quando um bloco se torna finalizado, e o algoritmo de escolha de fork LMD-GHOST, que ajuda os nós a selecionarem a cadeia correta quando surgem bifurcações. Juntos, eles decidem quais blocos aceitar e rejeitar e em qual bifurcação construir.

A finalidade é a propriedade que torna um bloco irreversível, a menos que um invasor destrua pelo menos um terço do total de ether em stake. O processo acontece em duas etapas, sempre sobre pontos de verificação, que são os blocos no limite de cada época. Primeiro, quando dois terços do ether em stake votam a favor da inclusão de um ponto de verificação na cadeia canônica, ele se torna justificado. Depois, quando outro bloco é justificado no topo de um bloco justificado, o ponto de verificação menos recente é elevado a finalizado. A justificação é improvável de ser revertida; a finalidade é um compromisso de inclusão na cadeia canônica que só se desfaze com a destruição de milhões de ether.

Como a finalidade exige o acordo de dois terços, um invasor não pode criar uma cadeia finalizada alternativa sem possuir ou manipular dois terços do ether em stake ou destruir pelo menos um terço do total. A segunda condição surge porque, se dois terços votaram a favor de ambas as bifurcações, um terço necessariamente votou nas duas, e voto duplo é condição de penalização máxima. Em maio de 2022, isso equivalia a queimar cerca de 10 bilhões de dólares em ether.

Os validadores são recompensados por propor e atestar blocos honestamente, com ether adicionado ao seu stake. Ausências e inatividade geram penalidades pequenas, na maioria dos casos equivalentes ao custo de oportunidade de perder recompensas. Já ações maliciosas intencionais, como propor ou atestar vários blocos para o mesmo slot ou contradizer votos de pontos de verificação anteriores, sofrem penalização severa: parte do stake é destruída e o validador é removido da rede em um processo que leva 36 dias. No dia 1, a penalidade inicial chega a 1 ETH; o ether do validador penalizado é drenado lentamente durante a saída, até que no dia 18 ele recebe uma penalidade de correlação, maior quanto mais validadores forem penalizados na mesma época. A penalidade máxima é o stake inteiro.

Gasper também oferece vivacidade plausível: enquanto dois terços do ether em stake votarem honestamente, a cadeia pode ser finalizada independentemente de ataques ou problemas de latência. Quando a rede não consegue finalizar por mais de quatro épocas, entra em ação o vazamento por inatividade: validadores que não atestam ativamente a cadeia majoritária têm o stake gradualmente drenado até que a maioria recupere os dois terços, garantindo que falhas de vivacidade sejam apenas temporárias.

A escolha de fork só é necessária em casos de grande assincronia de rede ou quando um proponente desonesto falha. O LMD-GHOST (latest message-driven greedy heaviest observed sub-tree) seleciona a bifurcação com o maior peso acumulado de atestados como canônica e, quando um validador envia várias mensagens, considera apenas a mais recente. Em condições normais, não há o que escolher: existe um único proponente por slot e os validadores honestos o atestam.