TL;DR (RESUMEN)
Prova de Participação é um mecanismo de consenso alternativo popular à Prova de Trabalho. Em vez de precisar de poder computacional para validar transações, os validadores devem apostar moedas. Este fato reduz drasticamente o consumo de energia necessário. A Prova de Participação também melhora a descentralização, a segurança e a escalabilidade.
No entanto, pode ser mais difícil acessar o Proof of Stake se você não tiver acesso à criptomoeda. Também pode ser fácil conseguir um ataque de 51% em blockchains com baixa capitalização de mercado. Como o Proof of Stake é muito versátil, apresenta uma ampla gama de variações para diferentes blockchains e casos de uso.
Introdução
Atualmente, a Prova de Participação é de longe a escolha mais popular para redes de blockchain. Mas com tantas variações, pode ser difícil entender os conceitos principais. Hoje em dia, é improvável que você o encontre em sua forma original. No entanto, todos os tipos de Prova de Participação compartilham os mesmos conceitos básicos. Entender essas semelhanças ajudará você a tomar melhores decisões sobre os blockchains que você usa e como eles operam.
O que significa Prova de Participação?
O algoritmo de consenso Proof of Stake foi introduzido em 2011, no fórum Bitcointalk. Foi proposto como uma solução para os problemas de Prova de Trabalho. Embora ambos compartilhem o mesmo objetivo de chegar a um consenso sobre o blockchain, o processo que eles seguem é bem diferente. Em vez de ter que provar que possuem grandes recursos computacionais, os participantes simplesmente provam que apostaram moedas.
Como funciona o Proof of Stake?
O algoritmo Proof of Stake usa um processo de eleição pseudoaleatório para selecionar validadores de um conjunto de nós. O sistema usa uma combinação de fatores como idade de staking, um elemento de aleatoriedade e riqueza de nós.
Em sistemas de Prova de Participação, os blocos são "forjados" em vez de minerados. No entanto, o termo "mineração" ainda pode ser usado ocasionalmente. A maioria das criptomoedas de Prova de Participação são lançadas com um suprimento de moedas "pré-forjadas" para permitir que os nós comecem imediatamente.
Os usuários que participam do processo de forjamento devem bloquear uma certa quantidade de moedas na rede como sua aposta. O tamanho da aposta determina a probabilidade de um nó ser selecionado como o próximo validador: quanto maior a aposta, maior a probabilidade. Métodos exclusivos são adicionados ao processo de seleção para evitar favorecer apenas os nós mais ricos da rede. Os dois métodos mais comumente usados são Seleção de Bloco Aleatória e Seleção de Idade da Moeda.
Seleção de blocos aleatórios
No método de seleção de blocos aleatórios, os validadores são selecionados encontrando nós com uma combinação do menor valor de hash e da maior participação. Como o tamanho da aposta é público, o próximo falsificador geralmente pode ser previsto por outros nós.
Seleção da Idade da Moeda
O método de seleção de moedas por antiguidade escolhe nós com base em quanto tempo seus tokens foram apostados. A idade da moeda é calculada multiplicando o número de dias em que as moedas foram apostadas pelo número de moedas apostadas.
Quando um nó forja um bloco, a idade de suas moedas é zerada, e o nó deve esperar um certo tempo antes de poder forjar outro bloco, o que impede que nós com grandes apostas dominem o blockchain.
Validar transações
Cada criptomoeda que usa o algoritmo Proof of Stake tem seu próprio conjunto de regras e métodos, combinados no que ela considera a melhor opção para a rede e seus usuários.
Quando um nó é eleito para forjar o próximo bloco, ele verificará se as transações no bloco são válidas. Em seguida, você assinará o bloco e o adicionará ao blockchain. Como recompensa, o nó recebe as taxas de transação do bloco e, em algumas blockchains, uma recompensa em moedas.
Se um nó desejar deixar de ser um falsificador, sua participação e recompensas ganhas serão liberadas após um certo tempo, dando tempo à rede para verificar se o nó não adicionou blocos fraudulentos ao blockchain.
Quais blockchains usam Proof of Stake?
A maioria dos blockchains posteriores ao Ethereum usam mecanismos de consenso de Prova de Participação. Normalmente, cada um é modificado para atender às necessidades da rede. Discutiremos essas variações mais adiante no artigo. Até o Ethereum está em processo de transição para Proof of Stake com o Ethereum 2.0.
Estas são algumas das redes de blockchain que usam Proof of Stake ou uma variação dela:
1. Cadeia BNB
2. Cadeia Inteligente BNB
3. Solana
4. Avalanche
5. Bolinhas
Vantagens da Prova de Participação
A Prova de Participação tem muitas vantagens claras sobre a Prova de Trabalho. Por esse motivo, novos blockchains quase sempre usam Proof of Stake. Estas são algumas das suas vantagens:
Adaptabilidade
À medida que as necessidades dos usuários e os blockchains mudam, o Proof of Stake também pode mudar. Isso fica evidente quando olhamos para o grande número de adaptações disponíveis. O mecanismo é versátil e pode ser facilmente adaptado à maioria dos casos de uso de blockchain.
Descentralização
Mais usuários são incentivados a executar nós, pois é mais acessível. Esse incentivo e o processo de alocação aleatória também tornam a rede mais descentralizada. Embora existam pools de staking, a probabilidade de um indivíduo forjar com sucesso um bloco sob Prova de Participação é muito maior. No geral, isso reduz a necessidade de pools de staking.
Eficiência energética
A Prova de Participação é muito mais eficiente em termos de energia do que a Prova de Trabalho. O custo da participação depende do custo econômico de apostar moedas, e não do custo computacional de resolver quebra-cabeças. Esse mecanismo leva a uma redução significativa na energia necessária para executar o mecanismo de consenso.
Escalabilidade
Como a Prova de Participação não depende de máquinas físicas para gerar consenso, ela é mais escalável. Não há necessidade de grandes fazendas de mineração nem de estoques de energia. Adicionar mais validadores à rede é mais barato, mais simples e mais acessível.
Segurança
O staking funciona como um elemento de motivação financeira para evitar que o validador processe transações fraudulentas. Se a rede detectar uma transação fraudulenta, o validador perderá uma parte de sua aposta e seu direito de participar no futuro. Enquanto a aposta for maior que a recompensa, o validador perderá mais moedas do que ganharia por meio de atividades fraudulentas.
Para obter controle efetivo da rede e aprovar transações fraudulentas, um nó precisaria deter uma participação majoritária na rede, também conhecido como ataque de 51%. Dependendo do valor de uma criptomoeda, pode ser quase impossível obter o controle da rede, pois seria necessário adquirir 51% do fornecimento circulante.
No entanto, isso também pode ser uma desvantagem, que explicaremos a seguir.
Desvantagens da Prova de Participação
Embora a Prova de Participação tenha muitas vantagens sobre a Prova de Trabalho, ela também tem algumas fraquezas:
Bifurcação
Em um mecanismo padrão de Prova de Participação, não há nada que impeça a mineração em ambos os lados de uma bifurcação. Com a Prova de Trabalho, minerar ambos os lados desperdiçaria energia. Com a Prova de Participação, o custo é muito menor, o que significa que as pessoas podem "apostar" em ambos os lados de um fork.
Acessibilidade
Para começar a apostar, você precisa de um suprimento de tokens de blockchain nativos. Isso exige que você compre o token por meio de uma exchange ou outro método. Dependendo da quantia necessária, pode ser necessário fazer um investimento significativo para começar a apostar de forma eficaz.
No caso de Prova de Trabalho, você pode comprar equipamentos de mineração baratos ou até mesmo alugá-los. Com esse equipamento, você pode entrar em um pool e começar a validar e ganhar rapidamente.
51% de ataque
Embora a Prova de Trabalho também seja propensa a ataques de 51%, eles podem ser significativamente mais fáceis com a Prova de Participação. Se o preço de um token cair ou o blockchain tiver um valor de mercado baixo, teoricamente pode ser barato comprar mais de 50% dos tokens e controlar a rede.
Prova de Trabalho vs. Prova de Participação
Quando comparamos os dois mecanismos de consenso, vemos que existem algumas diferenças fundamentais.
No entanto, há uma grande variedade de mecanismos de Prova de Participação em blockchains. Muitas diferenças dependem do mecanismo exato usado.
Outros mecanismos de consenso baseados em Prova de Participação
A Prova de Participação é altamente adaptável. Os desenvolvedores podem alterar o mecanismo exato para se adequar aos casos de uso específicos de um blockchain. Abaixo estão alguns dos mais comuns.
Prova de Participação Delegada (DPoS)
A Prova de Participação Delegada permite que os usuários apostem moedas sem se tornarem validadores. Nesse caso, eles apostam em favor de um validador para compartilhar as recompensas do bloco. Quanto mais delegados apostarem em nome de um potencial validador, maior será a probabilidade de seleção. Geralmente, os validadores podem alterar o valor compartilhado com os delegadores como incentivo. A reputação de um validador também é um fator importante para os delegadores.
Prova de Participação Nomeada (NPoS)
Prova de Participação Nomeada é um modelo de consenso desenvolvido pela Polkadot. Ele compartilha muitas semelhanças com a Prova de Participação Delegada, mas também uma diferença fundamental. Se um nomeador (delegante) apostar em favor de um validador malicioso, ele também poderá perder sua aposta.
Os nomeadores podem escolher apostar até 16 validadores. A rede então distribuirá equitativamente sua participação em favor dos validadores escolhidos. Polkadot também usa várias abordagens de teoria dos jogos e teoria das eleições para determinar quem irá forjar um novo bloco.
Prova de Autoridade Apostada (PoSA)
A BNB Smart Chain usa Proof of Staked Authority para gerar consenso de rede. Este mecanismo de consenso combina Prova de Autoridade e Prova de Participação, permitindo que os validadores se revezem na criação de blocos. Um grupo de 21 validadores ativos está qualificado para participar, selecionados pela quantidade de BNB que eles apostaram ou delegaram a eles. Este conjunto é determinado diariamente, e a BNB Chain armazena a seleção.
Conclusão
A maneira como adicionamos blocos de transação a uma rede mudou significativamente desde o Bitcoin. Não há mais necessidade de depender do poder da computação para gerar consenso criptográfico. O sistema de Prova de Participação tem muitas vantagens e a história provou que ele funciona. Com o passar do tempo, o Bitcoin será uma das poucas redes de Prova de Trabalho restantes. Por enquanto, parece que a Prova de Participação veio para ficar.
