O consenso é um elemento fundamental em blockchain para garantir que todos os participantes concordem com o estado atual do sistema. Existem diferentes mecanismos de consenso utilizados em blockchains, e neste artigo vamos explorar o consenso híbrido de Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS). Veremos como esses dois mecanismos são combinados para equilibrar as fraquezas de cada um e criar um sistema mais seguro e eficiente.
O que é Consenso?
Antes de mergulharmos no consenso híbrido de PoW/PoS, é importante entender o conceito básico de consenso em blockchain. O consenso é o processo pelo qual os participantes de uma rede blockchain chegam a um acordo sobre o estado atual do sistema. Isso é essencial para garantir que todas as transações sejam válidas e que não haja duplicação de gastos.
O consenso também é responsável por determinar quem tem permissão para adicionar novos blocos à cadeia. Em blockchains com PoW puro, como o Bitcoin, apenas os mineradores têm a capacidade de adicionar novos blocos. Já em blockchains com PoS puro, os participantes que possuem uma quantidade específica de moedas têm o direito de adicionar novos blocos.
Prova de Trabalho (PoW)
A Prova de Trabalho é o mecanismo de consenso utilizado pelo Bitcoin e por muitas outras criptomoedas. Nesse sistema, os mineradores devem resolver um problema matemático complexo para adicionar um novo bloco à cadeia. Essa solução é chamada de “hash”, e requer uma quantidade significativa de poder computacional para ser encontrada.
Os mineradores competem entre si para encontrar a solução mais rapidamente, e o primeiro a encontrar uma solução válida pode adicionar um novo bloco à cadeia. No entanto, encontrar a solução correta é um processo aleatório, e requer tentativa e erro. Portanto, os mineradores precisam investir em hardware e energia elétrica para aumentar suas chances de encontrar uma solução antes dos outros.
Uma vez que um bloco é adicionado à cadeia, ele é considerado válido se tiver a maior quantidade de Prova de Trabalho acumulada. Isso significa que os mineradores são incentivados a adicionar novos blocos à cadeia principal, pois isso aumenta suas chances de obter recompensas. Além disso, quanto mais blocos são adicionados à cadeia, mais difícil se torna reverter a cadeia anterior e reescrever o histórico das transações.
Prova de Participação (PoS)
A Prova de Participação é um mecanismo de consenso alternativo ao PoW. Nesse sistema, os participantes que possuem uma quantidade específica de moedas podem “apostar” essas moedas para ter o direito de adicionar novos blocos à cadeia. Essa aposta é chamada de “stake“.
Em vez de competir para resolver problemas matemáticos complexos, os participantes de PoS são selecionados para adicionar novos blocos com base na quantidade de moedas que possuem. Quanto maior o valor apostado, maior a chance de ser escolhido para adicionar um novo bloco.
O principal objetivo da Prova de Participação é evitar o alto consumo de energia associado ao PoW. Além disso, o PoS também elimina o problema do “nada em jogo” (nothing at stake), que ocorre quando os participantes podem validar blocos em várias cadeias paralelas sem custos significativos.
No entanto, a Prova de Participação também apresenta desafios. Por exemplo, os participantes com uma quantidade significativa de moedas têm mais poder de decisão sobre as regras do sistema. Isso pode levar a uma concentração de poder e a uma estrutura semelhante ao feudalismo, onde os detentores de moedas têm controle sobre o sistema e os usuários pagam uma espécie de aluguel por seu uso.
Consenso Híbrido PoW/PoS
O consenso híbrido de Prova de Trabalho e Prova de Participação busca combinar as vantagens de ambos os sistemas e equilibrar suas fraquezas. Um exemplo notável desse tipo de consenso é o Decred, uma criptomoeda que utiliza tanto PoW quanto PoS em sua arquitetura.
No sistema híbrido PoW/PoS do Decred, os mineradores são responsáveis por adicionar novos blocos à cadeia, enquanto os detentores de moedas podem “apostar” suas moedas para ter o direito de votar nas transações e mudanças nas regras de consenso. Esse sistema de votação é chamado de “block voting”.
Quando um minerador adiciona um novo bloco à cadeia, ele deve incluir votos de um número mínimo de detentores de moedas para que o bloco seja considerado válido. Esses votos são usados para aceitar ou rejeitar as transações do bloco anterior. Se a maioria dos votos rejeitar as transações, elas são devolvidas à mempool e não são confirmadas na cadeia.
Essa camada de verificação de PoS aumenta a segurança da rede e torna mais difícil para mineradores mal-intencionados escrever transações inválidas e receber recompensas. Além disso, a combinação de PoW e PoS em um sistema híbrido aumenta os custos de ataque à rede, já que um atacante precisaria contornar ambos os sistemas para reverter a cadeia.
Mudanças de Consenso
No consenso híbrido PoW/PoS, as alterações nas regras de consenso devem passar por um processo de votação antes de serem implementadas. No Decred, por exemplo, qualquer alteração nas regras de consenso só é ativada se for aprovada por pelo menos 75% dos votos.
Esse processo de votação garante que os detentores de moedas tenham um papel fundamental na governança do blockchain. Eles têm o poder de aprovar ou rejeitar alterações nas regras de consenso, bem como decidir como os recursos do projeto serão utilizados.
Gerenciamento do Projeto: Politeia
Além do consenso híbrido PoW/PoS, o Decred também possui um sistema de gerenciamento de projeto chamado Politeia. Esse sistema permite que os detentores de moedas votem sobre o financiamento de projetos de desenvolvimento e tomem decisões sobre o futuro do blockchain.
O sistema de recompensas do Decred é dividido entre os mineradores de PoW, os detentores de moedas de PoS e um tesouro destinado ao desenvolvimento do projeto. Os detentores de moedas têm soberania para votar sobre como esses recursos devem ser utilizados e quais recursos devem ser adicionados ao blockchain.
Conclusão
O consenso híbrido de Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS) é uma abordagem inovadora para garantir a segurança e eficiência de blockchains. Ao combinar os mecanismos de consenso de PoW e PoS, os projetos podem equilibrar suas fraquezas e criar um sistema mais resistente a ataques.
O Decred é um exemplo notável de um blockchain que utiliza o consenso híbrido PoW/PoS. Com seu sistema de votação baseado em detentores de moedas, o Decred garante que os participantes tenham voz ativa na governança do projeto.
À medida que mais projetos adotam abordagens híbridas de consenso, é importante entender as vantagens e desafios desses sistemas. O consenso híbrido PoW/PoS oferece uma solução promissora para criar blockchains mais seguros, eficientes e descentralizados.
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