Principais conclusões

  • Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) é o componente de consenso que dá ao Ethereum sua finalização de blocos, e ele está em funcionamento desde The Merge em 15 de setembro de 2022.

  • O mecanismo ativo de consenso do Ethereum é chamado de Gasper, uma combinação de Casper-FFG e LMD-GHOST, que juntos determinam quais blocos são finalizados e qual cadeia é canônica.

  • Sob proof-of-stake (PoS), validadores fazem stake de um mínimo de 32 ETH para propor e atestar blocos, e podem ser penalizados (slashed) por comportamento desonesto.

  • A transição de proof-of-work (PoW) eliminou o processo de mineração do Ethereum que consumia muita energia; agora a rede requer significativamente menos energia para operar.

  • Casper-CBC, uma abordagem alternativa proposta por Vlad Zamfir, teve um papel importante nas pesquisas iniciais de PoS, mas não é mais desenvolvido ativamente dentro do Ethereum.

Binance Academy courses banner

Introdução

Casper é o nome dado ao mecanismo de finalidade que dá suporte à transição do Ethereum de proof-of-work (PoW) para proof-of-stake (PoS). Quando o Ethereum foi lançado em 2015, ele dependia de mineração que consumia muita energia para proteger a rede. Desenvolvedores já planejavam uma mudança de longo prazo para um modelo baseado em staking, e Casper era o protocolo projetado para tornar essa mudança possível.

Essa transição não é mais um item de roadmap. Em 15 de setembro de 2022, o Ethereum concluiu The Merge, a atualização que aposentou permanentemente a mineração PoW e ativou a camada de consenso PoS. Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) agora é um componente ativo e operacional da rede Ethereum.

Casper FFG e Casper CBC

Duas implementações de Casper foram desenvolvidas em paralelo durante a fase de pesquisa do Ethereum.

Casper FFG (Friendly Finality Gadget)

Casper-FFG foi proposto pelo cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, como uma camada de finalidade (finality overlay) para a cadeia PoS. Seu papel é transformar blocos de checkpoint de epoch em status "justified" (justificados) uma vez que dois terços do ETH apostado votem a favor e, então, em status "finalized" (finalizados) quando o checkpoint subsequente também for justificado. Reverter blocos finalizados exigiria destruir pelo menos um terço de todo o ETH apostado, tornando ataques desse tipo extremamente caros.

Casper-FFG é a versão que chegou à produção. Combinado com a regra de escolha de garfo (fork-choice) LMD-GHOST, ele forma o Gasper, o mecanismo de consenso em funcionamento do Ethereum desde The Merge.

Casper CBC (Correct-by-Construction)

Casper-CBC foi proposto pelo pesquisador da Ethereum Foundation Vlad Zamfir. A abordagem focou em construir protocolos PoS que são comprovadamente seguros por design, cobrindo uma família mais ampla de modelos de consenso. Embora Casper-CBC tenha contribuído significativamente para as pesquisas iniciais de PoS, ele não é mais desenvolvido ativamente no protocolo principal do Ethereum. No entanto, suas ideias continuam a influenciar de forma mais ampla as pesquisas sobre consenso em blockchain.

Como o Gasper funciona

O mecanismo de consenso atual do Ethereum é chamado Gasper, combinando Casper-FFG (finalidade) com LMD-GHOST (fork choice). Juntos, eles determinam qual cadeia é canônica e quando os blocos se tornam irreversíveis.

Validadores e staking

Para participar do consenso, os usuários precisam fazer stake de pelo menos 32 ETH em um contrato de depósito, o que ativa um validador. Os validadores são responsáveis por propor e atestar novos blocos a cada slot de 12 segundos. Centenas de milhares de validadores ativos atualmente protegem a rede Ethereum.

Aqueles que cumprem suas funções honestamente ganham recompensas de staking. Aqueles que tentam trapacear — por exemplo, fazendo dupla votação ou propondo blocos conflitantes — são punidos com slashing, o que significa que uma parte do ETH em stake deles é destruída e, eventualmente, eles são forçados a sair do conjunto de validadores.

Finalidade e checkpoints de epoch

O tempo no Ethereum é dividido em slots (12 segundos cada) e epochs (32 slots, cerca de 6,4 minutos). Ao final de cada epoch, um bloco de checkpoint é indicado (nominado). Quando dois terços dos validadores atestam um checkpoint, ele se torna justificado. Quando o próximo checkpoint também se torna justificado, o anterior se torna finalizado.

Em condições normais da rede, os blocos finalizados são considerados permanentes. Revertê-los exigiria que um atacante controlasse mais de um terço de todo o ETH apostado e estivesse disposto a perdê-lo para slashing.

Inactivity leak

Se a rede não conseguir finalizar blocos porque há muitos validadores offline, Casper-FFG ativa um inactivity leak. Com o tempo, o stake dos validadores offline é drenado gradualmente, reduzindo a participação deles no stake total até que a maioria ativa possa novamente atingir o limite de dois terços necessário para a finalização. Esse mecanismo foi projetado para ajudar a cadeia a se recuperar mesmo em cenários de disrupção severa.

Uma breve história do Casper

As origens do Casper-FFG remontam a 2014–2015, quando Vitalik Buterin começou a formalizar um gadget de finalidade PoS. A Beacon Chain, uma cadeia PoS dedicada que executa Gasper, foi lançada em 1º de dezembro de 2020 como uma cadeia paralela ativa ao lado do mainnet PoW existente do Ethereum. Isso deu à comunidade do Ethereum quase dois anos para fazer testes de estresse do design antes da The Merge.

Em 15 de setembro de 2022, a rede principal (mainnet) do Ethereum se fundiu com a Cadeia Beacon, concluindo a transição de PoW para PoS. A mudança encerrou totalmente a mineração do Ethereum. Validadores substituíram mineradores como os produtores de blocos da rede, e o consumo de energia caiu em uma estimativa de 99% em comparação com a era PoW. O rótulo "Ethereum 2.0", que antes era usado para descrever o roadmap de atualização do PoS, foi oficialmente aposentado pela Ethereum Foundation após a The Merge.

Vantagens do Casper e do Ethereum PoS

Consumo de energia significativamente menor

Sistemas de proof-of-work exigem que mineradores executem hardware especializado e de alto consumo de energia o tempo todo. No PoS, nós de validadores são, em comparação, mais leves. A transição para um consenso baseado em Casper reduziu dramaticamente o uso de energia do Ethereum, tornando a rede mais eficiente em recursos sem comprometer a segurança.

Maior segurança econômica

Casper-FFG vincula a segurança da rede diretamente às apostas econômicas. Validadores que agem contra as regras do protocolo perdem valor real por meio de slashing (destruição/penalidade de parte da stake). Para interromper a finalização, um atacante precisaria controlar mais de um terço de todo o ETH apostado (staked) e, para finalizar blocos maliciosos, seriam necessários dois terços. Em qualquer caso, o atacante perderia essa stake para slashing, tornando ataques em grande escala economicamente inviáveis.

Finalidade determinística

No PoW, a finalização de blocos é probabilística: um bloco só é considerado "final" depois que acumulam confirmações suficientes. Casper-FFG fornece finalização determinística: uma vez que um bloco é finalizado, revertê-lo exigiria destruir uma parte substancial do ETH apostado (staked). Isso oferece garantias mais fortes para aplicações e usuários sobre a permanência das transações.

Participação mais ampla de validadores

A mineração PoW exige um investimento significativo em hardware antecipadamente, o que tende a concentrar a participação em operações bem financiadas. O PoS abre participação para qualquer pessoa que consiga atender ao mínimo de 32 ETH de stake. Para usuários que não atingem esse limite, serviços de staking em pool e protocolos de liquid staking tornam possível participar com quantias menores, embora cada um tenha seu próprio perfil de risco.

Limitações

Casper-FFG depende de uma supermaioria de validadores estar online e agir honestamente. Se mais de um terço dos validadores se unirem em conluio ou ficarem offline ao mesmo tempo, a finalização pode travar. O mecanismo de inactivity leak trata desse cenário, mas introduz um período de incerteza enquanto a rede se recupera.

A segurança também aumenta com o valor total de ETH apostado. À medida que o staking se concentra em grandes pools, as premissas sobre descentralização podem sofrer pressão com o tempo. Pesquisadores continuam a estudar cenários de ataque e casos-limite, com refinamentos contínuos na especificação do Gasper.

Protocolos de liquid staking tornaram-se uma forma comum de permitir que usuários participem sem travar 32 ETH, mas o liquid staking introduz seus próprios riscos de contrato inteligente e de concentração que vale entender antes de participar.

Considerações finais

Casper-FFG não é mais uma proposta de pesquisa — ele é o mecanismo de finalidade em funcionamento que impulsiona o Ethereum hoje, operando por meio do sistema de consenso Gasper junto com LMD-GHOST. A The Merge concluiu o que anos de pesquisa e a Beacon Chain prepararam: uma transição completa de proof-of-work para proof-of-stake.

Entender o Casper significa entender como o Ethereum chega a um acordo, por que blocos finalizados são considerados permanentes e quais riscos os validadores enfrentam ao participar. À medida que o Ethereum continua a evoluir com futuras atualizações, as bases estabelecidas pelo Casper-FFG permanecem centrais para como a rede opera.

Leitura adicional

  • O que é Proof of Stake (PoS)?

  • Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

  • O que é Crypto Staking e como funciona?

  • A atualização Ethereum The Merge: tudo o que você precisa saber

  • O que é Liquid Staking?

Aviso: Este conteúdo é fornecido a você em uma base “como está” para fins gerais de informação e educação apenas, sem qualquer representação ou garantia de qualquer tipo. Não deve ser interpretado como aconselhamento financeiro, jurídico ou outro conselho profissional, nem se destina a recomendar a compra de qualquer produto ou serviço específico. Você deve buscar sua própria orientação com assessores profissionais apropriados. Quando o conteúdo é contribuído por um terceiro, observe que as opiniões expressas pertencem ao contribuinte terceiro e não necessariamente refletem as da Binance Academy. Os preços de ativos digitais podem ser voláteis. O valor do seu investimento pode cair ou subir e você pode não recuperar o montante investido. Você é totalmente responsável pelas suas decisões de investimento e a Binance Academy não se responsabiliza por quaisquer perdas que você possa incorrer. Para mais informações, consulte nossos Termos de Uso, Aviso de Risco e Termos da Binance Academy.