Introdução

Proof-of-Reserves (PoR) emergiu como uma solução crucial em resposta a uma crise de confiança desencadeada pela FTX, e rapidamente ganhou tração entre as principais bolsas centralizadas (CEX). O PoR serve como um meio de demonstrar que os ativos de uma bolsa excedem significativamente os seus passivos. Isso é alcançado estruturando os dados dos ativos em um formato de Árvore de Merkle e sujeitando-os a auditorias de terceiros, confirmando o substancial respaldo financeiro da bolsa.

Com a introdução do PoR, o setor CEX tem testemunhado um aumento notável na padronização, um desenvolvimento que impulsionou substancialmente a confiança do usuário. Embora o PoR não esteja isento de suas limitações e tenha apresentado certos desafios, a indústria está abraçando ativamente tecnologias inovadoras para aprimorar a transparência da verificação de ativos. Um exemplo primordial é o recente anúncio da Gate de adoção da tecnologia de prova de conhecimento zero, um avanço significativo na implementação do PoR enquanto protege a privacidade do usuário.

Contexto de Desenvolvimento

Em fevereiro de 2019, a empresa de infraestrutura Bitcoin e blockchain, Blockstream, publicou um post no blog intituladoPadronização de Provas de Reserva de BitcoinEste artigo detalha como auto-certificar as reservas de Bitcoin das exchanges e outras instituições, bem como como demonstrar controle sobre esses fundos reservados. Ao identificar uma oportunidade, a Exchange Gate assumiu a liderança emMaio de 2020ao introduzir o conceito de prova de reserva de câmbio. Convidaram a conhecida empresa de auditoria americana, Armanino LLP, para auditar os seus ativos. No entanto, a adoção generalizada desta tecnologia só descolou verdadeiramente até novembro de 2022. Após a falência da bolsa FTX, avaliada em $32 mil milhões com ativos superiores a $24 mil milhões, a influente figura da indústria CZ (CEO da Binance) anunciou no Twitter (agora renomeado como X) queA Binance estava prestes a implementar um sistema de reserva para total transparência. Pouco depois, várias bolsas, grandes e pequenas, anunciaram seus sistemas à prova de reserva.

O que é a Prova de Reservas?

Em exchanges centralizadas (CEX), os ativos de cada usuário são registrados em seu livro razão de banco de dados. É um desafio para os usuários verificar se seus ativos foram transferidos ou se a bolsa tem ativos adequados para cobrir os fundos depositados pelos usuários. Assim, as bolsas precisam de um método para provar que possuem ativos de reserva suficientes para garantir 100% de reembolso quando os usuários fazem saques. Isto significa que os ativos de reserva da bolsa devem exceder o valor dos ativos depositados pelos utilizadores. Essa verificação pública de ativos é chamada de Prova de Reservas. Alguns CEXs também se referem a ele como "100% Collateral Audit Proof", como o Gate.

Prova de Reservas: Formas Comuns de Apresentação (Fonte: Gate.io )

Por que é importante a Prova de Reservas?

Quando os utilizadores depositam ativos numa bolsa, os ativos detidos pela bolsa tornam-se uma responsabilidade para os utilizadores. Por exemplo, se o utilizador A depositar 10ETH na bolsa, o livro-razão da bolsa deve refletir um aumento de 10ETH em ativos e uma responsabilidade equivalente de 10ETH. Isto porque estes ativos pertencem ao utilizador, que os poderia retirar a qualquer momento. Assim, o saldo total da bolsa seria Ativos (10ETH) - Responsabilidades (10ETH) = 0.

As exchanges frequentemente têm dezenas de milhares de utilizadores que depositam ativos no valor de bilhões. Se a exchange desviar apenas uma pequena fração, os utilizadores ainda poderiam levantar os seus fundos normalmente. Por exemplo, se a plataforma tiver 10.000ETH e desviar 1.000ETH, o utilizador A ao levantar 10ETH não enfrentaria problemas. No entanto, quando há uma procura significativa de fundos e muitos clientes desejam levantar (comumente referido como uma 'corrida aos bancos'), o défice dos fundos desviados não pode ser reposto, o que leva a uma crise de liquidez.

Quando ocorre uma crise de liquidez, alguns utilizadores não conseguem aceder ao seu dinheiro. Como resultado, todos se apressam a levantar ou liquidar os seus ativos para evitar serem os últimos a fazê-lo, o que leva a um efeito dominó. Por exemplo, quando foi revelado que a FTX tinha desviado fundos, muitos utilizadores levantaram-se da FTX e começaram a vender ou a fazer shorting do seu token, FTT, causando uma queda acentuada nos preços dos projetos investidos pela FTX e dos ativos dentro do seu ecossistema associado. À medida que os ativos da FTX também enfrentavam desvalorização, tornou-se ainda mais desafiante reembolsar os ativos dos utilizadores, levando finalmente à declaração de falência e a perdas substanciais para inúmeros utilizadores e investidores.

A Prova de Reservas pode prevenir em grande medida tais incidentes, tornando o estado dos ativos das exchanges centralizadas (CEX) mais transparente e provando que uma CEX tem fundos suficientes para pagar todas as responsabilidades dos usuários, garantindo que não enfrente uma crise de liquidez.

Princípio e Processo de Implementação

A maioria das CEXs utiliza a Árvore de Merkle para comprovante de reserva, complementada por auditorias de terceiros.

Com exceção da Coinbase, os 10 principais CEXs completaram todos o PoR (Fonte: Coingecko )

Termos relevantes

Árvore de Merkle

A Árvore de Merkle, também conhecida como árvore de hash, é uma estrutura de dados de árvore binária típica, composta por um nó raiz, um conjunto de nós intermediários e um conjunto de nós folha. Cada nó folha representa um pedaço de dados ou o hash de um pedaço de dados. É usada para verificar eficientemente a integridade de grandes volumes de dados. Este conceito foi introduzido pela primeira vez por Merkle Ralf em 1980 e foi amplamente utilizado em sistemas de arquivos e sistemas P2P.

Também é chamada de árvore de hash porque utiliza uma função de hash, que atua como um scanner de impressão digital. Esta função recebe qualquer input, seja um arquivo, texto ou número, e produz um output único conhecido como um hash. O hash é semelhante à impressão digital do input. É desafiador encontrar dois inputs diferentes com o mesmo hash e é impossível recuperar o input original a partir do hash.

No Proof of Reserves (PoR), os dados-chave do utilizador, como o ID do utilizador (UID) e o saldo, são hashados como dados de nó folha. Os hashes de vários utilizadores e dos seus saldos de ativos diferentes produzem outro hash, que eventualmente resulta num hash raiz. Este hash raiz atua como prova total de ativos na plataforma, garantindo segurança e verificando autenticidade.

Estrutura de árvore de Merkle (Fonte: Gate Github)

Auditoria centralizada de terceiros

Uma “auditoria” geralmente refere-se a uma atividade independente de supervisão econômica na linguagem cotidiana. As entidades que se envolvem nessa atividade são denominadas “firmas de auditoria”. Os cenários de aplicação comuns incluem auditorias das demonstrações financeiras de empresas listadas e auditorias governamentais. No mundo das criptomoedas, as Bolsas Centralizadas (CEX) procuram firmas de auditoria respeitáveis dos setores tradicionais para conduzir suas auditorias. Devido ao profissionalismo e papel único das firmas de auditoria, a utilização de auditores terceirizados reforça a credibilidade dos resultados de PoR obtidos por meio de Árvores de Merkle. Aqui estão duas firmas típicas que fornecem auditorias centralizadas de terceiros:

• Armanino LLP: Uma das 25 maiores empresas de contabilidade e consultoria de negócios independentes nos EUA, oferecendo auditoria, impostos, consultoria, gestão empresarial e soluções tecnológicas para empresas tanto a nível nacional como global. Gate e NEXO estão entre os seus clientes.
• Grupo Mazars: Uma empresa global de auditoria, contabilidade e consultoria estabelecida em 1945, atuando em mais de 90 países. Binance, Crypto.com e Kucoin estão entre seus clientes.

Processo de Implementação

Usando o processo PoR da Gate como referência, uma vez que os processos em vários CEXs são geralmente semelhantes:

1. Os auditores utilizam os saldos dos utilizadores fornecidos pela Gate para gerar a Árvore de Merkle.

A Gate fornece todos os detalhes de saldo do usuário com base em tokens aos auditores. Os auditores então importam esses saldos para generator.html, resultando na geração de uma árvore de Merkle.

Fonte da Imagem: https://github.com/gateio/proof-of-reserves

1. Uma vez que a Árvore de Merkle é gerada com sucesso no generator.html, o seu hash raiz, juntamente com o número total de utilizadores e o saldo total do utilizador, é calculado e apresentado para verificação pelo auditor.

Fonte da imagem: https://github.com/gateio/proof-of-reserves

Os dados do nó folha da Árvore de Merkle são armazenados num ficheiro de texto simples, que será partilhado publicamente no GitHub, permitindo aos clientes verificar os saldos das suas contas.

1. Os utilizadores verificam independentemente os saldos das suas contas. Primeiro, obtêm a Árvore de Merkle publicada no GitHub, acedem à página de verificação e introduzem o seu ID de utilizador e saldo de token hash para iniciar o processo de verificação. Se o hash UID e saldo fornecidos pelo utilizador coincidirem com os registos na Árvore de Merkle, será exibido um resultado de correspondência bem-sucedido, indicando a posição do utilizador dentro da Árvore de Merkle. O hash raiz da Árvore de Merkle é recalculado utilizando o ficheiro importado para permitir aos utilizadores confirmar a precisão e completude da árvore.

Página de consulta web fornecida pela Gate (Fonte da imagem: Gate)

Benefícios

Os benefícios evidentes do PoR (Proof of Reserves) para a indústria de criptomoedas e seus utilizadores:

Prevenção de Problemas de Liquidez & Falência

Ao realizar auditorias regulares e verificar se os fundos mantidos pelos projetos são superiores ao valor dos ativos depositados pelos usuários, os usuários podem ter mais certeza de que seus fundos não serão afetados pela má gestão financeira e transferências não autorizadas de ativos.

Aumento da Transparência & Confiabilidade

O PoR permite aos utilizadores verificar se os seus ativos foram transferidos, promovendo a confiança entre investidores e plataformas. Provas rápidas e precisas também demonstram a perícia técnica e as capacidades de gestão de ativos de CEX (Centralized Exchanges), reforçando a confiança dos utilizadores na plataforma.

Impulsionando a reputação da indústria

O impacto negativo trazido por exchanges como FTX ainda persiste na indústria. Operações mais transparentes contribuem para a imagem positiva da indústria, encorajando mais novatos a participar.

Cumprimento & Regulamentação

Em setores tradicionais, a transparência e divulgação de ativos são cruciais para garantir conformidade. Uma prova de reservas cada vez mais transparente tornará as plataformas mais conformes com os padrões regulatórios.

Riscos

No entanto, devido aos processos técnicos e a fatores off-chain de terceiros envolvidos, existem certas falhas e riscos com a Prova de Reservas dos quais se deve estar ciente:

Privacidade

Ao interagir com terceiros, construir árvores de Merkle e os utilizadores consultarem independentemente, existe a possibilidade de exposição de informações do utilizador.

Frequência

A prova de reservas apenas fornece uma fotografia dos ativos do utilizador durante a auditoria. Quaisquer transações de ativos após a fotografia ou ativos não incluídos durante a auditoria não serão refletidos. Portanto, a CEX pode manipular os ativos do utilizador pós-fotografia. Daí a necessidade de uma frequência mais elevada para atualizar a prova de reservas.

Custo

Como mencionado, uma frequência mais alta leva a uma maior transparência, mas depende de auditorias de terceiros. Cada auditoria consome considerável mão de obra e recursos.

Fatores de Terceiros

Embora as empresas de auditoria envolvidas em grandes bolsas possam ser bem conhecidas ou ter certas realizações, a sua experiência na auditoria de plataformas de negociação de criptomoedas ainda está por verificar. Há também a possibilidade de receber relatórios de auditoria fraudulentos.

Potenciais Vulnerabilidades Técnicas

Fraude de Front-end: Os dados para as árvores de Merkle são armazenados nos servidores da exchange. Como a exchange controla a interface de front-end, eles podem apresentar páginas fraudulentas para enganar os usuários.

Ataques maliciosos da Árvore de Merkle: Uma exchange também pode criar contas falsas com saldos negativos após a apropriação indébita de fundos. Por exemplo, se um usuário possui ativos no valor de $1,000 e a exchange apropria-se indevidamente de $500, mesmo que a prova da árvore de Merkle seja fornecida para $1,000, os ativos reais ($500) são inferiores aos ativos depositados ($1,000). Ao criar uma conta falsa com um saldo de -$500, a exchange pode manipular a árvore de Merkle para mostrar que os ativos reais ($500) correspondem aos ativos depositados ($1,000 - $500 = $500), indicando que a reserva está normal.

Outras Falhas

Por exemplo, não se pode provar a propriedade exclusiva de uma chave privada, se os ativos durante a auditoria foram temporariamente emprestados, ou como provar que os fundos da bolsa (semelhantes ao patrimônio do proprietário) foram segregados dos ativos do usuário (semelhantes às responsabilidades da bolsa).

Desenvolvimento adicional e perspetivas

As provas de reserva têm visto atualizações técnicas e soluções inovadoras, mas os participantes da indústria também estão garantindo a segurança dos fundos dos usuários e aumentando a credibilidade de outras maneiras.

Inovações Técnicas - Provas de Conhecimento Zero

zk-SNARK, um protocolo de prova de conhecimento zero, permite que uma parte (o provador) demonstre a outra parte (o verificador) que executaram uma computação específica com precisão sob certas restrições sem revelar as entradas. Com a aplicação da tecnologia zk-SNARK:

• Os utilizadores podem provar que possuem certos ativos ou cumprem condições específicas sem revelar informações sensíveis.
• Na árvore de Merkle, os utilizadores com um saldo líquido não negativo (o valor total em dólares de todos os ativos que o utilizador detém) podem lidar com o ataque malicioso do algoritmo da árvore de Merkle discutido anteriormente.

zk-SNARK em POR (Fonte: Gate )

Provas de Conhecimento Zero estão sendo usadas no processo de prova de reserva por CEXs como Binance, OKX e Gate.

Serviços de terceiros PoR

Empresas como a Chainlink oferecem soluções especializadas. Taking Solução à prova de reserva da Chainlinkcomo exemplo, fornece os dados necessários para contratos inteligentes e calcula a taxa de colateral de reserva para qualquer ativo on-chain, seja cross-chain ou off-chain. Também pode realizar auditorias em tempo real sobre a colateral em aplicações DeFi, garantindo a segurança dos fundos dos usuários e eliminando problemas como taxas de reserva inadequadas ou fraudes de custódia off-chain. Entretanto, CEXs como Binance, OKX e Gate tornaram seus processos PoR de código aberto, promovendo ainda mais a adoção da tecnologia PoR.

Estratégia Suplementar de SegurançaSAFU (Fundo de Ativos Seguros para os Utilizadores)

Os riscos típicos de segurança de ativos, como ciberataques, crises de liquidez e incidentes significativos de segurança, são garantidos por uma margem de 100% fornecida pela plataforma. Em caso de principais fatores incontroláveis, as CEXs utilizam SAFU. Esta reserva contínua dentro do sistema da plataforma garante a segurança e estabilidade dos usuários e da plataforma durante potenciais crises da indústria e de ativos. É composta principalmente por grandes tokens como BTC/ETH e stablecoins e pode fornecer suporte rapidamente durante emergências. CEXs como Binance, Gate e Bitget já estabeleceram estratégias suplementares de segurança que excedem os 100 milhões de USD.

Conclusão

Embora os órgãos reguladores mainstream possam não abraçar totalmente o Proof-of-Reserves (PoR) devido às suas limitações e complexidades específicas da indústria, a sua emergência significa um esforço proativo para enfrentar desafios no campo. À medida que o setor de criptomoedas continua a evoluir, ferramentas como a prova de reservas estão destinadas a ganhar uma importância crescente. No entanto, até agora, o PoR requer várias refinamentos e otimizações. Os dados que oferece ainda não são inteiramente infalíveis, o que promove a exploração contínua de soluções tecnológicas mais avançadas.

No grande esquema das coisas, ao reforçar a confiança, transparência e segurança dentro do reino das criptomoedas, PoR tem o potencial de desempenhar um papel fundamental na propulsão da adoção generalizada de criptomoedas. Ao fazê-lo, traça um caminho rumo a um futuro que não é apenas mais seguro, mas também mais próspero.