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Proof of Stake é uma alternativa popular ao algoritmo de consenso Proof of Work. Este mecanismo não utiliza poder computacional para confirmar transações, mas sim moedas apostadas fornecidas por validadores. A Prova de Participação pode reduzir significativamente o consumo de energia, bem como aumentar a descentralização, a segurança e a escalabilidade.
No entanto, a Prova de Participação pode não ser tão conveniente para usuários que não têm acesso à criptomoeda e também pode acarretar o risco de um ataque de 51% a blockchains com baixas capitalizações de mercado. Como o Proof of Stake é extremamente versátil, ele possui uma ampla gama de variações para diferentes blockchains e tarefas.
Introdução
Proof of Stake é o algoritmo de consenso mais popular para muitas redes blockchain atualmente, mas devido ao grande número de variações, pode ser difícil de entender. Além disso, é quase impossível encontrar este mecanismo na sua forma original. Porém, todos os tipos de Proof of Stake funcionam com base nos mesmos conceitos, entendendo o que o ajudará a tomar a melhor decisão na hora de escolher um blockchain.
O que significa Prova de Participação?
O algoritmo de consenso Proof of Stake foi introduzido em 2011 no fórum Bitcointalk com o objetivo de resolver os problemas de Proof of Work. Embora ambos os mecanismos se esforcem para alcançar um consenso sobre o blockchain, eles o fazem de maneiras diferentes. Se os usuários do Proof of Work realizarem trabalho computacional, os participantes do Proof of Stake só precisarão apostar moedas.
Como funciona a Prova de Participação?
O mecanismo de Prova de Participação é baseado em um processo de seleção aleatória que determina um validador a partir de um grupo de nós. Para fazer isso, o sistema utiliza uma combinação de fatores, incluindo a duração do piqueteamento da moeda, a randomização e a segurança financeira do nó.
Nos sistemas Proof of Stake, o termo forjamento em vez de mineração é usado no contexto da criação de blocos, mas ambas as opções podem ser encontradas. A maioria das criptomoedas Proof of Stake são lançadas com um suprimento de moedas pré-criadas para que os nós possam começar a trabalhar imediatamente.
Para participar do processo de criação de blocos, os usuários bloqueiam uma série de moedas na rede, adicionando-as ao staking. O número de moedas apostadas aumenta as chances de cada nó ser escolhido como o próximo validador: quanto maior o valor apostado, maiores são as chances. Para garantir uma seleção justa de nós sem favorecer os mais ricos, o processo de seleção utiliza métodos exclusivos, como seleção aleatória de blocos e seleção de duração de piquetagem.
Seleção aleatória de blocos
Na seleção aleatória de blocos, os validadores são determinados procurando nós com o menor valor de hash e o maior valor de staking. Neste caso, normalmente é possível prever com antecedência quem será o próximo validador, uma vez que o volume de moedas apostadas por cada participante está disponível publicamente.
Seleção por duração da aposta
Ao selecionar a duração do staking, os validadores são determinados com base em quanto tempo seus tokens foram apostados. A duração é calculada multiplicando o número de dias que uma moeda foi apostada pelo número de moedas apostadas.
Depois que um bloco é criado, a duração é zerada, portanto levará algum tempo até que o mesmo nó seja escolhido para criar o próximo bloco, evitando que nós ricos dominem o blockchain.
Verificação de transação
Cada criptomoeda com algoritmo de consenso de Prova de Participação possui seu próprio conjunto de regras e métodos que garantem a eficiência da rede.
O nó escolhido para criar um novo bloco verifica a validade das transações, assina o bloco e o adiciona ao blockchain. Como recompensa, o validador recebe uma parte das taxas de transação do bloco adicionado e, em algumas blockchains, também uma recompensa na forma de moedas.
Se um participante não quiser mais ser um iniciador, as recompensas ganhas e as moedas de aposta serão bloqueadas por algum tempo. Isto dá ao sistema a oportunidade de verificar se o iniciador adicionou blocos fraudulentos ao blockchain.
Quais blockchains usam Prova de Participação?
A maioria dos blockchains que surgiram após o Ethereum usam mecanismos de consenso de Prova de Participação. Normalmente, cada mecanismo é modificado para atender às necessidades da rede. A seguir iremos examiná-los com mais detalhes. O próprio Ethereum está atualmente em processo de transição para Prova de Participação por meio da atualização do Ethereum 2.0.
As redes Blockchain que usam Proof of Stake ou variações delas incluem:
1. Cadeia BNB
2. Rede Inteligente BNB
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Benefícios da Prova de Participação
Como o Proof of Stake é superior ao Proof of Work em muitos aspectos, ele é usado em quase todos os novos blockchains. Suas vantagens incluem:
Adaptabilidade
O Proof of Stake se esforça para atender às novas necessidades dos usuários e à evolução do blockchain, o que se reflete no surgimento de novas e diversas variações do algoritmo. Este mecanismo é multifuncional e adequado para a maioria das tarefas de blockchain.
Descentralização
A execução de nós tornou-se mais acessível e a rede visa incentivar os usuários a executá-los. O sistema de incentivos e o processo de randomização também tornam a rede mais descentralizada. Apesar da existência de pools de staking, a probabilidade de um indivíduo criar com sucesso um bloco sob Proof of Stake é muito maior. Isso reduz a necessidade de criar pools de piquetagem.
Eficiência energética
Comparado ao Proof of Work, o Proof of Stake é incrivelmente eficiente em termos energéticos. Num tal mecanismo, o custo da participação depende do custo económico da aposta e não do custo computacional da resolução dos puzzles. Assim, a gestão deste mecanismo de consenso requer muito menos custos de energia.
Escalabilidade
Como o Proof of Stake não depende de máquinas físicas para alcançar consenso, é um mecanismo mais escalável. Não requer a compra de enormes fazendas de mineração e o gasto de uma grande quantidade de energia. Usar vários validadores na rede é muito mais barato, fácil e acessível.
Segurança
O mecanismo de piquetagem incentiva o iniciador a criar apenas blocos verificados. Se a rede detectar uma transação fraudulenta, o validador perderá parte de sua participação e o direito de criar blocos no futuro. Assim, se a parcela de staking for maior que a recompensa, o validador desonesto perderá mais moedas do que recebe.
Para assumir o controle da rede e realizar transações fraudulentas, um nó deve possuir uma parcela maior da rede – isso é chamado de ataque de 51%. Porém, isso só poderá ser feito se você adquirir 51% das moedas em circulação, o que é praticamente impossível.
Ainda assim, em alguns casos isso pode ser uma desvantagem – veremos isso 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:
Garfinho
Com o mecanismo padrão de Prova de Participação, não há barreiras à mineração em nenhum dos lados da bifurcação. No entanto, com a Prova de Trabalho, a mineração em ambos os lados levará a elevados custos de energia. O uso do Proof of Stake pode reduzir significativamente os custos, permitindo que os usuários “apostem” em ambos os lados da bifurcação.
Disponibilidade
Para apostar, os usuários precisarão de tokens de blockchain nativos – eles podem ser adquiridos por meio de uma exchange ou qualquer outro método. Às vezes, uma aposta eficaz pode exigir um investimento significativo.
O mecanismo de Prova de Trabalho permite que você trabalhe em equipamentos de mineração baratos ou até mesmo alugue-os. Graças a isso, os usuários podem ingressar no pool e começar a verificar transações e ganhar dinheiro rapidamente.
Ataque 51%
Embora a Prova de Trabalho também seja suscetível a ataques de 51%, blockchains com um mecanismo de Prova de Participação são mais vulneráveis a eles. Se o preço de um token cair ou o blockchain tiver uma baixa capitalização de mercado, os invasores poderiam, teoricamente, adquirir mais de 50% dos tokens a um preço baixo e assumir o controle da rede.
Prova de Trabalho e Prova de Participação
Ao comparar estes dois mecanismos de consenso, surgem várias diferenças importantes.
No entanto, há uma grande variedade de versões de Proof of Stake em blockchains. Muitas diferenças dependerão dos objetivos específicos do mecanismo.
Variações do mecanismo de Prova de Participação
Prova de aposta é altamente adaptável. Os desenvolvedores podem alterar o mecanismo de acordo com as especificidades do blockchain. A seguir estão algumas das variações mais comuns.
Prova de Participação Delegada (DPoS)
A Prova de Participação Delegada permite que os usuários apostem moedas sem se tornarem um validador. Nesse caso, eles atuam como delegados: contribuem com recursos para o staking por meio do validador e recebem parte das recompensas do bloco. Quanto mais delegados apoiarem um possível validador, maiores serão as chances de sua seleção. Normalmente, os delegados são guiados pela quantidade de incentivo que os validadores oferecem, bem como pela sua reputação.
Prova de participação nomeada (NPoS)
A Prova de Participação Nomeada é um modelo de consenso desenvolvido por Polkadot. É semelhante em muitos aspectos à Prova de Participação Delegada, mas com uma diferença fundamental: se um nomeado (delegado) apostar fundos através de um validador malicioso, também corre o risco de perder os seus fundos.
Os indicados podem escolher até 16 validadores por meio dos quais contribuirão com fundos para o staking. A rede distribuirá então as moedas igualmente entre os validadores selecionados. Polkadot também usa várias abordagens da teoria dos jogos e da teoria eleitoral para determinar quem criará um novo bloco.
Prova de autoridade apostada (PoSA)
BNB Smart Chain usa Prova de Autoridade Estacada para alcançar o consenso da rede. Este mecanismo de consenso combina Prova de Autoridade e Prova de Participação, permitindo que os validadores se revezem na forja de blocos. Um grupo de 21 validadores ativos pode participar, selecionados pela quantidade de BNB que apostaram ou delegaram em seu nome. Esse grupo é selecionado diariamente, e a Rede BNB armazena informações sobre essa seleção.
Conclusão
Os métodos para adicionar blocos à rede mudaram significativamente desde o início do Bitcoin. Agora os usuários não precisam depender do poder da computação para criar consenso criptográfico. Em vez disso, eles podem usar o algoritmo Proof of Stake, que tem muitas vantagens e provou ser eficaz. Talvez, com o tempo, sua alternativa, o mecanismo de Prova de Trabalho, seja usada apenas pelo Bitcoin e por um pequeno número de outras redes. Independentemente disso, o Proof of Stake definitivamente veio para ficar.
