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Prova de Participação é um mecanismo de consenso popular e uma alternativa à Prova de Trabalho. Em vez de usar o poder da computação para validar transações, os validadores devem apostar fundos. Isto reduz significativamente o consumo de energia necessário. A Prova de Participação também melhora a descentralização, a segurança e a escalabilidade.
No entanto, a Prova de Participação pode ser menos acessível para novos usuários sem acesso a criptomoedas. Um ataque de 51% também pode ser fácil de conseguir com blockchains de baixa capitalização. Como o Proof of Stake é muito versátil, ele possui uma ampla gama de variações para diferentes blockchains e casos de uso.
Introdução
Proof of Stake é de longe a escolha mais popular para redes blockchain atualmente. Porém, com tantas variações, pode ser difícil compreender seus conceitos básicos. Hoje em dia, é improvável que você o encontre em sua forma original. No entanto, todos os tipos de Provas de Participação partilham os mesmos conceitos fundamentais. Compreender essas semelhanças o ajudará a fazer melhores escolhas sobre os blockchains que você usa e como eles funcionam.
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 problemas de Prova de Trabalho. Embora ambos compartilhem o mesmo objetivo de alcançar o consenso do blockchain, o processo é bem diferente. Em vez de precisar fornecer provas computacionalmente intensivas, os participantes apenas provam que apostaram fundos.
Como funciona a Prova de Participação?
O algoritmo Proof of Stake usa um processo de eleição pseudo-aleatório para selecionar validadores de um grupo de nós. O sistema usa uma combinação de fatores, incluindo a duração da aposta, um elemento de randomização e a riqueza do nó.
Nos sistemas Proof of Stake, os blocos são “forjados” em vez de minerados. No entanto, você ainda poderá ouvir o termo “minado”, que ainda é usado. A maioria das criptomoedas Proof of Stake são lançadas com um suprimento de moedas “pré-forjadas” para permitir que os nós validem as transações imediatamente.
Os usuários que desejam forjar blocos devem bloquear uma certa quantidade de moedas na rede, isso é chamado de piquetagem. O tamanho da aposta determina as chances que um nó tem de ser selecionado como validador para forjar o próximo bloco: quanto maior a aposta, maiores são as chances. Métodos exclusivos são adicionados ao processo de seleção para evitar favorecer excessivamente os nós mais ricos da rede. Os dois métodos mais comumente usados são Seleção Aleatória de Blocos e Idade de Piquetagem.
Seleção aleatória de blocos
No método Random Block Selection, os validadores são selecionados procurando os nós com o menor valor de hash e a maior aposta. Como os tamanhos das apostas são públicos, outros nós geralmente podem prever o próximo validador.
Idade dos fundos
O método da idade dos fundos envolve a escolha dos nós com base no tempo em que suas moedas estão apostadas. A idade dos fundos é calculada multiplicando o número de dias de aposta dos fundos pela quantidade apostada.
Depois que um nó forja um bloco, a idade de seus fundos é zerada e será necessário esperar um certo tempo antes de poder forjar outro bloco: essa medida evita que os nós maiores controlem o blockchain.
Validação de transações
Cada criptomoeda que usa Proof of Stake tem seu próprio conjunto de regras sobre o que considera ideal para a rede e seus usuários.
Quando um nó é escolhido para forjar o próximo bloco, ele verifica se as transações do bloco são válidas. Ele então assina o bloco e o adiciona ao blockchain. O nó recebe as taxas de transação do bloco e, em algumas blockchains, uma recompensa de novas moedas como recompensa.
Se um nó não quiser mais forjar blocos, sua aposta e suas recompensas só serão desbloqueadas após um determinado período. Essa medida dá tempo à rede para verificar se o nó não adicionou blocos fraudulentos.
Quais blockchains usam Prova de Participação?
A maioria dos blockchains pós-Ethereum usa mecanismos de consenso de Prova de Participação. Normalmente, o mecanismo é adaptado para atender às necessidades da rede. Abordaremos essas variações posteriormente neste artigo. O próprio Ethereum está atualmente em transição para Prova de Participação com Ethereum 2.0.
As redes Blockchain que usam Prova de Participação ou alguma forma dela incluem o seguinte:
1. Cadeia BNB
2. Cadeia Inteligente BNB
3. Solana
4. Avalanche
5. Bolinhas
Benefícios da Prova de Participação
A Prova de Participação tem muitas vantagens óbvias sobre a Prova de Trabalho. Por esse motivo, novos blockchains quase sempre usam Prova de Participação. Suas vantagens incluem:
Adaptabilidade
À medida que as necessidades dos usuários e os blockchains mudam, a Prova de Participação também pode mudar. O grande número de adaptações disponíveis confirma isso. O mecanismo é versátil e pode se adaptar facilmente à maioria dos casos de uso de blockchain.
Descentralização
Mais usuários são incentivados a executar nós porque é mais acessível. Esse incentivo e o processo de randomização também tornam a rede mais descentralizada. Embora existam pools de apostas, há uma chance muito maior de um indivíduo forjar com sucesso um bloco sob Prova de Participação. No geral, isso reduz a necessidade de pools de piquetagem.
Eficiência energética
O Proof of Stake é incrivelmente eficiente em termos energéticos em comparação com o Proof of Work. O custo da participação depende do custo económico de apostar moedas e não do custo computacional da resolução de problemas computacionais. Este mecanismo resulta numa redução significativa na energia necessária para operar o mecanismo de consenso.
Escalabilidade
Como o Proof of Stake não depende de máquinas físicas para gerar consenso, ele é mais escalonável. Não há necessidade de ter enormes fazendas de mineração ou consumir grandes quantidades de energia. Adicionar mais validadores à rede é mais barato, mais simples e mais acessível.
Segurança
O staking serve como incentivo financeiro para o validador não processar transações fraudulentas. Se a rede detectar uma transação fraudulenta, o nó perderá toda a sua participação, bem como a capacidade de participar do consenso no futuro. Enquanto a aposta permanecer superior à recompensa, o validador fraudulento terá mais a perder do que a ganhar.
Para poder assumir o controle da rede e assim aprovar transações fraudulentas, um nó deve ter participação majoritária na rede, isso é chamado de ataque de 51%. Dependendo do valor da criptomoeda, isso pode ser muito caro, pois seria necessário controlar 51% do fornecimento de criptomoedas para assumir o controle da rede.
No entanto, isso também pode ser uma desvantagem que explicaremos a seguir.
Desvantagens da Prova de Participação
Embora o Proof of Stake tenha muitas vantagens sobre o Proof of Work, ele ainda apresenta algumas desvantagens:
Garfos
Com um mecanismo clássico de Prova de Participação, não há desincentivo à mineração em ambos os lados de um fork. Com a Prova de Trabalho, a mineração em ambos os lados desperdiçará energia. Com o Proof of Stake, o custo é muito menor, o que significa que as pessoas podem “apostar” em ambas as versões resultantes de um fork.
Acessibilidade
Para começar a apostar, você precisará de moedas da moeda nativa do blockchain. Para fazer isso, você deve comprar o token por meio de uma exchange ou outro método. Dependendo do valor necessário, pode ser necessário um investimento significativo para começar a apostar.
Com o Proof of Work, você pode comprar equipamentos de mineração baratos ou até mesmo alugá-los. Com isso, você pode ingressar em um pool e começar a validar e gerar receita rapidamente.
Ataque dos 51%
Embora o Proof of Work também esteja sujeito a ataques de 51%, eles podem ser muito mais fáceis de implementar com o Proof of Stake. Se o preço de um token cair ou o blockchain tiver baixa capitalização, pode ser teoricamente barato comprar mais de 50% dos tokens e controlar a rede.
Comparação de Prova de Trabalho e Prova de Participação
Quando comparamos os dois mecanismos de consenso, existem algumas diferenças fundamentais.
No entanto, existe uma grande variedade de mecanismos de Prova de Participação em blockchains. Muitas diferenças dependerão do mecanismo exato utilizado.
Outros mecanismos de consenso que dependem de Prova de Participação
Prova de aposta é altamente adaptável. Os desenvolvedores podem modificar o mecanismo de acordo com os casos de uso específicos de um blockchain. Aqui estão alguns dos mais comumente encontrados.
O que é Prova de Participação Delegada (DPoS)?
A Prova de Participação Delegada permite que os usuários apostem moedas sem se tornarem um validador. Nesse caso, eles os colocam sob a responsabilidade de um validador para compartilhar as recompensas do bloco. Quanto mais fundos apostados em um validador, maiores serão suas chances de seleção. Os validadores geralmente podem alterar o valor compartilhado com os delegados como incentivo. A reputação de um validador também é um fator importante para os delegados.
Prova de Participação Designada (NPoS)
Designated Proof of Stake é um modelo de consenso desenvolvido pela Polkadot. Tem muitas semelhanças com a Prova de Participação Delegada, com uma diferença fundamental. Se um delegador apostar atrás de um validador malicioso, ele também poderá perder sua aposta.
Os delegados podem escolher até 16 validadores para apostar. A rede também distribuirá sua participação pelos validadores escolhidos. Polkadot também usa várias abordagens da teoria dos jogos e da teoria eleitoral para determinar quem formará um novo bloco.
Prova de Autoridade e Participação (PoSA)
BNB Smart Chain usa Prova de Autoridade e Participação 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 são elegíveis para participar, selecionados com base na quantidade de BNB que apostaram ou em quem foi delegado por trás deles. Esse conjunto é determinado diariamente e a Rede BNB registra essa seleção.
Conclusão
A forma como adicionamos blocos de transação a uma rede mudou significativamente desde o Bitcoin. Não precisamos mais depender do poder da computação para gerar consenso criptográfico. O sistema Proof of Stake tem muitas vantagens e a experiência mostra que funciona. Com o passar do tempo, parece que o Bitcoin em breve será apenas uma das poucas redes de Prova de Trabalho. Por enquanto, parece que o Proof of Stake veio para ficar.
