Proof of Stake é um mecanismo de consenso alternativo popular ao Proof of Work. Em vez de precisar de poder computacional para validar transações, os validadores devem apostar moedas. Este fato reduz drasticamente o consumo de energia necessário. Proof of Stake também pode melhorar a descentralização, segurança e escalabilidade.
No entanto, um ataque de 51% pode ser relativamente fácil de alcançar com blockchains de baixo valor de mercado. Como o Proof of Stake é altamente versátil, ele possui uma ampla gama de variações para diferentes blockchains e casos de uso.
Introdução
A Prova de Participação é, de longe, a escolha mais popular para redes blockchain hoje. Mas com tantas variações, pode ser complicado entender seus conceitos centrais. Hoje em dia, é pouco provável que você a veja em sua forma original. No entanto, todos os tipos de Prova de Participação compartilham os mesmos conceitos-chave. Entender essas semelhanças ajudará você a fazer melhores escolhas sobre as blockchains que usa e como elas operam.
O que significa Prova de Participação?
O algoritmo de consenso da Prova de Participação foi introduzido em 2011 no fórum Bitcointalk. Foi proposto como uma solução para os problemas da Prova de Trabalho. Embora ambos compartilhem o mesmo objetivo de alcançar o consenso da blockchain, o processo que eles seguem é bastante diferente. Em vez de precisar fornecer uma prova computacionalmente intensiva, os participantes apenas provam que possuem moedas apostadas.
Como Funciona a Prova de Participação?
O algoritmo da Prova de Participação utiliza um processo de eleição pseudo-aleatório para selecionar validadores de um grupo de nós. O sistema usa uma combinação de fatores, incluindo a idade da aposta, um elemento de randomização e a riqueza do nó.
Em sistemas de Prova de Participação, blocos são 'forjados' em vez de minerados. No entanto, você ainda pode ouvir o termo 'mineração' ocasionalmente usado. A maioria das criptomoedas de Prova de Participação lança com um suprimento de moedas 'pré-forjadas' para permitir que os nós comecem imediatamente.
Usuários que participam do processo de forjamento devem bloquear uma certa quantidade de moedas na rede como sua aposta. O tamanho das apostas determina as chances de um nó ser selecionado como o próximo validador - quanto maior a aposta, maiores as chances. Métodos únicos são adicionados ao processo de seleção para favorecer não apenas os nós mais ricos na rede. Os dois métodos mais comumente usados são Seleção Aleatória de Blocos e Seleção de Idade de Moeda.
Seleção Aleatória de Blocos
No método de Seleção Aleatória de Blocos, os validadores são selecionados procurando nós com uma combinação do menor valor de hash e a maior aposta. Como os tamanhos das apostas são públicos, o próximo forjador pode geralmente ser previsto por outros nós.
Seleção de Idade de Moeda
O método de Seleção de Idade de Moeda 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.
Uma vez que um nó forjou um bloco, sua idade de moeda é reiniciada para zero, e ele deve esperar um certo período para poder forjar outro bloco - isso impede que nós de grande participação dominem a blockchain.
Validação de transações
Cada criptomoeda que usa um algoritmo de Prova de Participação tem seu próprio conjunto de regras e métodos combinados para o que considera ser a melhor combinação possível para a rede e seus usuários.
Quando um nó é escolhido para forjar o próximo bloco, ele verifica se as transações no bloco são válidas. Em seguida, assina o bloco e o adiciona à blockchain. Como recompensa, o nó recebe as taxas de transação do bloco e, em algumas blockchains, uma recompensa em moeda.
Se um nó quiser parar de ser um forjador, sua aposta e recompensas ganhas serão liberadas após um certo período, dando à rede tempo para verificar se nenhum bloco fraudulento foi adicionado à blockchain pelo nó.
Quais blockchains usam Prova de Participação?
A maioria das blockchains pós-Ethereum usa mecanismos de consenso de Prova de Participação. Normalmente, cada um é modificado para atender às necessidades da rede. Vamos cobrir essas variações mais adiante no artigo. O Ethereum em si está atualmente em processo de transição para a Prova de Participação com Ethereum 2.0.
Redes blockchain que usam Prova de Participação ou uma forma dela incluem:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Vantagens da Prova de Participação
A Prova de Participação tem muitas vantagens claras sobre a Prova de Trabalho. Por essa razão, novas blockchains quase sempre usam Prova de Participação. Seus benefícios incluem:
Adaptabilidade
À medida que as necessidades dos usuários e as blockchains mudam, a Prova de Participação também pode mudar. É fácil ver isso com o grande número de adaptações disponíveis. O mecanismo é versátil e pode facilmente se adaptar à maioria dos casos de uso de blockchain.
Descentralização
Mais usuários são incentivados a executar nós, uma vez que é mais acessível. Esse incentivo e o processo de randomização também tornam a rede mais descentralizada. Embora existam pools de staking, há uma chance muito maior de um indivíduo forjar um bloco com sucesso sob a Prova de Participação. No geral, isso reduz a necessidade de pools de staking.
Eficiência energética
A Prova de Participação é incrivelmente eficiente em termos de energia em comparação com a Prova de Trabalho. O custo de participação depende do custo econômico de apostar moedas em vez do custo computacional de resolver quebra-cabeças. Este 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, é mais escalável. Não há necessidade de enormes fazendas de mineração ou de fontes de energia grandes. Adicionar mais validadores à rede é mais barato, simples e acessível.
Segurança
A aposta funciona como um motivador financeiro para o validador não processar transações fraudulentas. Se a rede detectar uma transação fraudulenta, o validador perderá uma parte de sua aposta e seu direito de participar no futuro. Portanto, enquanto a aposta for maior que a recompensa, o validador perderá mais moedas do que ganharia com a atividade fraudulenta.
Para controlar efetivamente a rede e aprovar transações fraudulentas, um nó precisaria possuir uma participação majoritária na rede, também conhecida como o ataque de 51%. Dependendo do valor de uma criptomoeda, pode ser quase impossível obter controle da rede, já que você precisaria adquirir 51% do suprimento circulante.
Desvantagens da Prova de Participação
Embora a Prova de Participação tenha muitas vantagens em comparação com a Prova de Trabalho, ainda possui algumas fraquezas:
Forking
Com um mecanismo padrão de Prova de Participação, não há desincentivo para minerar ambos os lados de um fork. Sob a Prova de Trabalho, minerar ambos os lados levará a um desperdício de 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 precisará do suprimento nativo de tokens de uma blockchain. Isso requer que você compre o token através de uma exchange ou outro método. Dependendo da quantidade exigida, você pode precisar de um investimento significativo para começar a apostar efetivamente.
Com a Prova de Trabalho, você pode comprar equipamentos de mineração baratos ou até alugá-los. Com isso, você pode entrar em um pool e começar a validar e ganhar rapidamente.
ataque de 51%
Embora a Prova de Trabalho também seja suscetível a ataques de 51%, eles podem ser significativamente mais fáceis com a Prova de Participação. Se o preço de um token despencar ou a blockchain tiver uma baixa capitalização de mercado, pode ser teoricamente barato comprar mais de 50% dos tokens e controlar a rede.
Outros mecanismos de consenso que se baseiam na Prova de Participação
A Prova de Participação é altamente adaptável. Os desenvolvedores podem mudar o mecanismo exato para atender a casos de uso específicos de blockchain. Abaixo estão alguns dos mais comumente vistos
Prova de Participação Delegada (DPoS)
O Protocolo de Prova de Participação Delegada permite que os usuários apostem moedas sem se tornarem validadores. Neste caso, eles as apostam atrás de um validador para compartilhar as recompensas de bloco. Quanto mais delegadores apostam atrás de um possível validador, maior a chance de seleção. Os validadores geralmente podem mudar a quantidade compartilhada com os delegadores como um incentivo. A reputação de um validador também é um fator importante para os delegadores.
Prova de Participação Nomeada (NPoS)
A Prova de Participação Nomeada é um modelo de consenso desenvolvido pelo Polkadot. Tem muitas semelhanças com a Prova de Participação Delegada, mas uma diferença chave. Se um nominador (delegador) aposta atrás de um validador malicioso, também pode perder sua aposta.
Os nominadores podem escolher até 16 validadores para apostar atrás. A rede então distribuirá igualmente sua aposta atrás dos validadores escolhidos. O Polkadot também usa várias abordagens em teoria dos jogos e teoria das eleições para determinar quem forjará um novo bloco.
Prova de Autoridade Apostada (PoSA)
A BNB Smart Chain usa a Prova de Autoridade Apostada para gerar consenso de rede. Este mecanismo de consenso combina a Prova de Autoridade e a Prova de Participação, permitindo que os validadores se revezem para forjar blocos. Um grupo de 21 validadores ativos é elegível para participar, selecionados pela quantidade de BNB que eles apostam ou têm delegado atrás deles. Este conjunto é determinado diariamente, e a BNB Chain armazena a seleção.
Conclusão
A maneira como adicionamos blocos de transações a uma rede mudou significativamente desde o Bitcoin. Agora não precisamos mais depender do poder computacional para gerar consenso cripto. O sistema de Prova de Participação tem muitas vantagens, e a história mostrou que a Prova de Participação funciona. Com o tempo, parece que o Bitcoin será apenas uma das poucas redes de Prova de Trabalho restantes. Por enquanto, parece que a Prova de Participação veio para ficar.
