Resumo
Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS) são os dois mecanismos de consenso mais comuns, e as principais criptomoedas os utilizam para garantir a segurança de sua própria rede.
Bitcoin usa prova de trabalho para verificar transações e garantir a segurança da rede. Além disso, a prova de trabalho pode evitar problemas de gasto duplo. A segurança do blockchain é protegida por participantes chamados “mineradores” que competem entre si usando o poder computacional para obter o direito de confirmar novos blocos e atualizar o blockchain. Mineiros bem-sucedidos são recompensados com Bitcoins pela rede. A partir de dezembro de 2021, os mineradores receberão uma recompensa em bloco de 6,25 Bitcoins para cada bloco Bitcoin minerado com sucesso, mais taxas de transação.
A principal diferença entre Prova de Trabalho e Prova de Participação é a forma como os validadores de transações em bloco são selecionados. A Prova de Participação é a alternativa mais popular à Prova de Trabalho e é um mecanismo de consenso projetado para melhorar as limitações da Prova de Trabalho, como problemas de escalabilidade e consumo de energia. Os participantes da prova de aposta, chamados de “validadores”, não precisam usar dispositivos de hardware poderosos para competir pela oportunidade de verificar blocos, mas simplesmente apostar (bloquear) a criptomoeda nativa do blockchain. A rede então seleciona um vencedor com base na quantidade de criptomoeda apostada e recompensa o vencedor com uma porcentagem das taxas de transação dos blocos que verifica. Quanto mais tokens forem apostados, maior será a chance de se tornar um validador.
Introdução
Para garantir a troca de registros na cadeia de blocos. é eficaz Entre estes, o mecanismo de Prova de Trabalho (PoW) apareceu primeiro. Este mecanismo foi criado por Satoshi Nakamoto e é reconhecido como uma das alternativas mais seguras. A Prova de Participação (PoS) veio em seguida e agora é particularmente comum entre projetos de altcoin.
Além do Bitcoin, o Proof of Work também é usado nas principais criptomoedas, como Ethereum (ETH) e Litecoin (LTC). Em contraste, a prova de aposta é usada para Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) e outras altcoins. É importante notar que Ethereum mudará de prova de trabalho para prova de aposta em 2022.
O que é Prova de Trabalho (PoW) e como funciona?
Prova de Trabalho (PoW) é um algoritmo de consenso usado pela rede Bitcoin e muitas outras criptomoedas para evitar o problema de gasto duplo. Satoshi Nakamoto propôs este conceito no white paper Bitcoin lançado em 2008.
A prova de trabalho determina essencialmente a forma como o blockchain Bitcoin atinge o consenso distribuído. Ele verifica transações peer-to-peer de maneira confiável, sem o envolvimento de intermediários terceirizados.
Em uma rede de prova de trabalho como o Bitcoin, as transações são verificadas pelos mineradores. Eles são participantes da rede e utilizam recursos significativos para garantir a operação contínua, segura e normal da rede. Os mineiros também são responsáveis por tarefas como criar e verificar transações em bloco. Para obter o direito de verificar o próximo bloco, os mineradores usam hardware de mineração altamente especializado para resolver quebra-cabeças matemáticos complexos.
O primeiro minerador a resolver com sucesso esses problemas matemáticos ganha o direito de adicionar o bloco ao blockchain e ganha o que é conhecido como recompensa do bloco. As recompensas em bloco são compostas por criptomoedas recém-geradas e taxas de transação. Dependendo das condições da rede, a quantidade de criptomoeda na recompensa do bloco também irá variar. Por exemplo, um minerador que minerar com sucesso um bloco do blockchain Bitcoin receberá uma recompensa de 6,25 Bitcoins e taxas de transação para cada bloco (em dezembro de 2021). Porém, devido ao mecanismo de redução pela metade, a cada 210 mil blocos (aproximadamente quatro anos), o número de novos Bitcoins gerados por bloco será reduzido em 50%.
Para saber mais sobre o modelo de Prova de Trabalho, leia "O que é Prova de Trabalho (PoW)?" 》.
O que é Prova de Participação (PoS) e como funciona?
Proof of Stake (PoS) é um algoritmo de consenso lançado em 2011. É uma alternativa ao Proof of Work e visa resolver as limitações de escalabilidade do Proof of Work. A prova de aposta é o segundo algoritmo mais popular, usado por criptomoedas como Binance Coin (BNB), Solana (SOL) e Cardano (ADA).
Embora a Prova de Trabalho e a Prova de Participação tenham o mesmo objetivo de alcançar consenso no blockchain, a Prova de Participação usa métodos diferentes para determinar os validadores de transações em bloco. Não há mineradores em um blockchain de prova de participação. Os validadores de prova de aposta competem pelos direitos de validação de bloco com base em suas participações individuais em criptomoedas, em vez de depender do desempenho do computador.
Os participantes podem obter direitos de verificação de bloco bloqueando um certo número de tokens em um contrato inteligente de blockchain específico. Este processo é chamado de “estaqueamento”. O protocolo de prova de aposta atribuirá validadores para validar o próximo bloco. Dependendo da rede, o processo de seleção será aleatório ou determinado pelas participações (valor da aposta). Os validadores selecionados são recompensados com taxas de transação dos blocos que validam. De modo geral, quanto mais tokens apostados, maior a chance de ser selecionado como validador.
Para obter detalhes, leia "Explicação detalhada da prova de participação (PoS)".
A diferença entre Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS)
Embora ambos pertençam ao mecanismo de consenso que garante a segurança da rede blockchain, existem certas diferenças entre os dois. Obviamente, a principal diferença entre Prova de Trabalho e Prova de Participação é a forma escolhida para verificar novos participantes da transação. Para lhe dar uma compreensão mais clara, vamos dar uma olhada na tabela a seguir:
A Prova de Participação é melhor do que a Prova de Trabalho?
Os proponentes da Prova de Participação acreditam que a Prova de Participação tem vantagens sobre a Prova de Trabalho, especialmente em termos de escalabilidade e velocidade de transação. Alguns argumentam que os tokens de prova de participação são menos prejudiciais ao meio ambiente do que os tokens de prova de trabalho. Em contraste, muitos proponentes da prova de trabalho acreditam que a prova de participação, como uma tecnologia mais recente, ainda não foi determinada quanto ao seu potencial na segurança de redes. A rede de prova de trabalho requer o suporte de um grande número de recursos, como hardware de mineração e eletricidade. Como resultado, o custo do ataque será maior. Isto é especialmente verdadeiro para o Bitcoin, o maior blockchain de prova de trabalho.
Conforme mencionado anteriormente, o Ethereum (ETH) mudará de Prova de Trabalho para Prova de Participação quando atualizar para Ethereum 2.0. Ethereum 2.0 é a tão esperada atualização da rede Ethereum, projetada para melhorar o desempenho da rede e resolver problemas de escalabilidade. Depois que o Ethereum implementar o Proof of Stake, todos os usuários que possuírem 32 moedas Ether poderão participar do staking para se tornarem validadores e receberem recompensas.
A Prova de Participação é melhor do que a Prova de Trabalho? Qual a razão para a segunda maior criptomoeda em capitalização de mercado adotar este novo mecanismo de consenso?
Risco de centralização
A mineração em um blockchain de prova de trabalho requer o uso de poder de computação para examinar repetidamente os dados do bloco até que uma solução eficaz seja encontrada. Encontrar soluções é cada vez mais desafiador para as criptomoedas convencionais atuais. O processo de computação exaustiva de hashes requer hardware e eletricidade caros.
Portanto, alguns mineradores preferem concentrar os recursos de mineração em pools de mineração para aumentar suas chances de receber recompensas em bloco. Alguns grandes pools de mineração investem milhões de dólares e controlam dezenas de milhares de hardware de mineração de circuitos integrados específicos de aplicação (ASIC) para gerar o máximo de poder de hash possível.
Em dezembro de 2021, os 4 principais pools de mineração controlavam coletivamente quase 50% do poder total de hash do Bitcoin. Quando os pools de mineração são monopolizados, é extremamente difícil para os entusiastas da criptomoeda minerarem blocos por conta própria.
Então, quão descentralizada é a mineração? Por um lado, nenhuma entidade tem controle total sobre a validação da rede. Se isso acontecer, poderá ocorrer um ataque de 51% e a rede perderá valor. Alguns argumentariam que, embora a mineração ainda seja descentralizada, já não o é no mesmo grau. De certa forma, os equipamentos de mineração e os produtores de energia ainda controlam a força vital da mineração, reduzindo o grau geral de descentralização da blockchain à prova de carga de trabalho.
O mecanismo de consenso de prova de participação utiliza uma abordagem diferente, substituindo o poder de mineração por estaqueamento. Esse mecanismo reduz as barreiras de entrada de indivíduos para confirmar transações, reduzindo a dependência de localização, dispositivo e outros fatores. O staking é simplesmente determinado pelo número de tokens mantidos.
No entanto, a maioria das redes de prova de participação exige que os nós validadores comecem a validar as transações. A operação pode ser cara, mas não vale o custo de várias máquinas de mineração. Os usuários confiam os tokens a verificadores específicos, formando um modelo semelhante a um pool de mineração. Portanto, embora seja mais fácil para os usuários comuns participarem da prova de participação, ainda é suscetível a problemas de centralização, como pools de mineração.
Risco de segurança
Além do risco de centralização, os quatro principais pools de mineração controlam a maior parte do poder de hash da rede Bitcoin, o que aumenta o risco de um ataque em 51%. Um ataque de 51% significa que um indivíduo ou organização mal-intencionado pode lançar um ataque de segurança ao sistema blockchain após controlar mais de 50% do poder total de hash de toda a rede. Os invasores controlarão completamente o algoritmo de consenso do blockchain e realizarão ações maliciosas para ganho pessoal, como causar problemas de gasto duplo, rejeitar ou alterar registros de transações ou impedir que outros minerem. No entanto, dado o tamanho da rede Bitcoin, as chances de tal ataque ocorrer são extremamente pequenas.
Em comparação, se alguém atacar um blockchain de prova de participação, precisaria possuir mais de 50% dos tokens da rede. Isto criaria um aumento na procura de mercado e nos preços simbólicos, e custaria dezenas de milhares de milhões de dólares. Mesmo que um ataque de 51% seja realizado com sucesso, o valor dos tokens apostados pelo invasor despencará devido ao comprometimento da rede. Portanto, as criptomoedas que utilizam o consenso de prova de participação, especialmente se tiverem uma grande capitalização de mercado, são quase imunes a ataques de 51%.
Desvantagens da Prova de Participação
Muitas pessoas acreditam que o Proof of Stake é a alternativa ideal ao Proof of Work, mas é importante notar que o algoritmo Proof of Stake também apresenta falhas. Afetado pelo mecanismo de distribuição de recompensas, quanto mais ativos um validador apostar, maior será a probabilidade de ele ter a oportunidade de verificar o próximo bloco. Quanto mais tokens um validador acumula, mais tokens ele pode apostar e ganhar, por isso muitas pessoas acusam isso de “os ricos ficando ricos”. Como os blockchains de prova de participação normalmente atribuem direitos de governança aos validadores, esses validadores “mais ricos” também influenciam o poder de voto da rede.
Outra preocupação são os riscos de segurança enfrentados por criptomoedas de menor capitalização de mercado usando prova de participação. Como mencionado acima, as criptomoedas mais populares, como Ethereum ou Binance Coin, são quase imunes a ataques de 51%. Porém, ativos digitais menores e com valores mais baixos são mais vulneráveis a ataques. Um invasor que adquirir tokens suficientes pode ganhar vantagem na competição com outros validadores. Desde que sejam frequentemente selecionados como validadores, podem tirar partido do sistema de prova de aposta. Eles então apostam novamente as recompensas ganhas para aumentar suas chances de serem selecionados na próxima rodada.
Resumir
A prova de trabalho e a prova de aposta têm seu lugar no ecossistema de criptomoedas e pode ser difícil dizer qual protocolo de consenso é mais eficaz. Devido às altas emissões de carbono durante o processo de mineração, a prova de carga de trabalho tem sido criticada, mas ainda é um algoritmo de segurança reconhecido para proteger redes blockchain. No entanto, à medida que o Ethereum muda de prova de trabalho para prova de aposta, o sistema de prova de aposta ganhará força com mais projetos novos no futuro.