Explicação: O que é Prova de Participação (PoS) em Blockchain?

Blockchain se tornou um termo onipresente nos últimos anos. Um número crescente de empresas e governos estão se abrindo para a tecnologia blockchain (e tecnologia de registro distribuído). Apesar de seu rápido crescimento, ainda há alguma confusão sobre conceitos cruciais, como 'o que é Proof of Stake' ou 'o que é algoritmo de consenso em uma rede blockchain.' No final, tornando iminente abordar essas lacunas de informação.

Proof of stake (PoS) é um algoritmo de consenso no qual nós de validação escolhidos aleatoriamente (validadores) apostam tokens nativos (staking) da rede blockchain para propor ou atestar novos blocos para a blockchain atual. Um validador receberá recompensas ao adicionar com sucesso blocos à blockchain. 

Este post visa esclarecer mais sobre conceitos cruciais de blockchain, incluindo:

Por que o Mecanismo de Consenso é Importante no Blockchain?

Um mecanismo de consenso é um conjunto de regras através do qual diferentes participantes dentro de uma rede blockchain aprovam transações. Como as redes blockchain não têm uma autoridade central para aprovar transações, os protocolos de consenso garantem que todos os participantes da rede concordem apenas com uma única versão da blockchain.

O mecanismo de consenso permite que uma rede blockchain :

• Operar sem uma autoridade central
• Ajuda a estabelecer uma única versão da blockchain
• Manter segurança e transparência dentro de uma rede blockchain.

Existem diferentes tipos de algoritmos de consenso existentes, incluindo Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Tolerância a Falhas Bizantinas Prática (PBFT), Proof of Burn (PoB) e outras variações dos algoritmos de consenso.

Dentre esses algoritmos de consenso, Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) continuam sendo os mais populares. Como um entusiasta de blockchain ou adotante precoce, é crucial entender a diferença entre PoW e PoS.

O PoW depende da capacidade dos nós resolverem problemas matemáticos complexos que exigem uma quantidade extraordinária de poder computacional, consomem eletricidade e têm um alto custo inicial de configuração.

O PoS, por outro lado, requer que os validadores apostem seus tokens ao invés de resolverem quebra-cabeças matemáticos, reduzindo assim o consumo de eletricidade, assim como o período de geração de blocos, e evitando a centralização de recursos. Os protocolos PoS também usam sequenciamento pseudo-aleatório para escolher validadores.

Como Funciona o Proof of Stake (PoS)

O mecanismo PoS envolve duas partes separadas para que funcione. Primeiramente, um nó validador deve depositar tokens da plataforma blockchain como uma aposta. Esses tokens ficam bloqueados por um período determinado. Uma aposta maior melhora as chances de um nó ser selecionado para forjar o bloco.

É crucial entender que a priorização de nós com maiores apostas é como o PoS é projetado. Essa prática garante que o validador tenha mais envolvimento no processo, tornando economicamente inviável agir de outra forma.

A segunda parte do PoS envolve a escolha de um validador para a forja (geração) do bloco de forma aleatória. Existem várias maneiras de selecionar validadores, incluindo:

• O método de Seleção por Idade da Moeda leva em consideração o tempo pelo qual um nó validador manteve suas moedas em stake, juntamente com o número total de moedas em stake. Sempre que um nó é selecionado como validador, sua idade da moeda é resetada para zero. Além disso, um nó validador deve aguardar um tempo específico antes de forjar outro bloco.

• A seleção aleatória de blocos se concentra em validadores com uma combinação de maior stake e menor valor hash. É importante notar que cada participante da rede pode visualizar o stake apresentado por um nó validador.

Uma vez que um nó é selecionado, o nó validador verifica as transações dentro de um bloco, seguido pela assinatura do bloco. Outros nós validadores atestam se o bloco é válido. À medida que a maioria dos validadores favorece o bloco, ele se torna parte da blockchain. Então, o nó validador selecionado receberá as taxas de transação como recompensa.

No entanto, suponha que um bloco seja categorizado como fraudulento (erro) por outros validadores que atestam o bloco. Nesse caso, o validador escolhido perde uma parte do stake, e o processo reiniciará. Consequentemente, o forjador será restringido de qualquer atividade de forjamento (geração) de blocos no futuro.

Os Prós e Contras do Consenso PoS

Uma das abordagens mais comuns para responder à questão de Prova de Participação vs. Prova de Trabalho é comparar os benefícios e limitações de ambos os protocolos de consenso.

Os Prós do Consenso PoS

• Eficiente em termos de energia: O mecanismo de consenso PoS escolhe um nó validador para forjar um bloco em vez de PoW, onde múltiplos mineradores competem para resolver desafios de bloco. Portanto, PoS é mais eficiente em energia.
• Sem custo inicial de hardware para forjadores (mineradores): O protocolo PoS não requer que os validadores tenham recursos computacionais altos, ao contrário do PoW. A falta de exigências de alta computação torna a participação em PoS mais acessível.
• Melhor Perspectiva de Escalabilidade: Blockchains usando o protocolo PoS implementam várias arquiteturas para escalar suas capacidades, como fragmentação. Isso permite que a rede blockchain melhore sua capacidade de processamento e se torne eficiente. A fragmentação permite que as blockchains reduzam o tempo de geração de blocos.

Os Contras do Consenso PoS

• Problema do nada em jogo: Os validadores (mineradores) não necessitam de nenhuma instalação de hardware para forjar e podem forjar um bloco apenas apostando seus tokens. No caso de um desvio de cadeia, os validadores podem maximizar suas recompensas forjando blocos em torno de diferentes ramificações de uma blockchain, o que se refere ao problema do 'nada em jogo'. Portanto, blockchains usando o protocolo de consenso PoS precisam de regras especiais ou medidas de segurança para evitar que isso aconteça.
• Favoritismo de apostas mais altas: O PoS enfatiza o tamanho da aposta que um validador possui. Ter apostas mais altas coloca um validador em uma posição melhor para ser escolhido mais do que nós menos abastados, criando uma questão em torno do favoritismo.

Qual Criptomoeda Está Usando o Consenso PoS?

O PoS provou ser um mecanismo de consenso mais eficiente, rápido e menos intensivo em recursos. Essas qualidades levaram a um crescimento nas moedas de prova de participação. Aqui estão algumas das moedas mais populares que utilizam PoS como mecanismo de consenso.

• Ethereum (ETH): Ethereum 2.0 é uma atualização da blockchain do Ethereum, com uma mudança do protocolo de consenso de PoW para PoS. A Fundação Ethereum lançou a Beacon Chain para trazer PoS para a fundação Ethereum.
• Tezos (XTZ): Tezos é outra blockchain líder que usa PoS como seu mecanismo de consenso. Os usuários do Tezos podem delegar seus direitos a outros participantes que estão participando do processo de geração e atestação de bloco.
• Tron (TRX): Tron está entre as plataformas de blockchain mais populares na região da Ásia-Pacífico. Tron usa o protocolo de consenso Delegated Proof of Stake (DPoS), no qual um punhado de super representantes (27) são eleitos para a manutenção e o suporte da rede blockchain.

Algumas outras criptomoedas populares que utilizam PoS ou suas variantes incluem a Nxt (NXT), Algorand (ALGO), Cosmos (ATOM), Peercoin (PPC), Steem (STEEM), e mais.

Por que o Ethereum 2.0 usa Proof of Stake?

Isso nos leva à questão de por que o Ethereum 2.0 usa PoS. Bem, o motivo principal é acelerar o tempo de geração (ou forjamento agora) de blocos. Como as blockchains que usam PoS requerem um período relativamente curto para chegar a um consenso, isso aumenta o rendimento geral da rede.

A atualização do Ethereum 2.0 visa aumentar ainda mais a velocidade do forjamento de blocos através de fragmentação, onde cada cadeia fragmentada terá a mesma capacidade de processamento que a rede Ethereum 1.0 anterior.

Em resumo, a mudança para o protocolo PoS permitirá que o Ethereum 2.0 se torne mais escalável, eficiente e preparado para aplicações industriais com alto volume de transações.

Qual é o futuro do Proof of Stake?

A tecnologia blockchain foi anunciada como a tecnologia do futuro com a descentralização em seu núcleo. No entanto, sua forte dependência de recursos computacionais levou à centralização dos pools de mineração, colocando em risco o objetivo central da tecnologia blockchain.

O protocolo de consenso Proof of Stake aborda alguns dos desafios críticos que a tecnologia blockchain enfrenta no momento. À medida que a demanda global por tecnologias verdes surge, o protocolo de consenso PoS torna-se a norma na indústria blockchain.

No entanto, sempre haverá um debate sobre a praticidade do PoS vs. PoW, mas à medida que mais blockchains implementam PoS, mais possibilidades provavelmente surgirão. O protocolo PoS levará o tempo necessário enquanto passa por várias etapas de desenvolvimento, mas é inegavelmente um dos concorrentes mais fortes para protocolos de consenso à medida que avançamos.