TL;DR
Proof of Stake é um mecanismo de consenso popular, usado como alternativa ao Proof of Work. Em vez de usar poder computacional, os validadores fazem staking de moedas para validar transações. Isso reduz drasticamente o consumo de energia necessário. O Proof of Stake também oferece melhorias em termos de descentralização, segurança e escalabilidade.
No entanto, sem acesso às criptomoedas, o uso do Proof of Stake pode ser menos acessível. Além disso, existe o potencial de um ataque de 51% em blockchains de baixa capitalização 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
Atualmente, o Proof of Stake é de longe a escolha mais popular para redes blockchain. Mas com tantas variações, pode ser difícil de entender seus conceitos centrais. Hoje em dia, é improvável que você o veja em sua forma original. No entanto, todos os tipos de Proof of Stake utilizam os mesmos conceitos principais. Entender esses conceitos lhe ajudará a fazer melhores escolhas em relação às blockchains que você usa e a entender como elas funcionam.
O que é Proof of Stake?
Como funciona o Proof of Stake?
Randomized Block Selection
No método Randomized Block Selection, os validadores são selecionados por nodes com uma combinação do menor valor de hash e o maior valor de staking. Como os tamanhos dos stakes são públicos, os outros nodes geralmente conseguem prever qual será o próximo "forjador".
Coin Age Selection
O método Coin Age Selection seleciona os nodes com base no tempo de staking de seus tokens. O parâmetro Coin Age é calculado multiplicando o número de dias de staking pelo número de moedas em staking.
Após forjar um bloco, o Coin Age do node é redefinido para zero e o node deve aguardar um período para forjar outro bloco - isso impede que nodes com grandes quantias em staking dominem a blockchain.
Validação das transações
Cada criptomoeda usa seu próprio algoritmo de Proof of Stake e tem seu próprio conjunto de regras e métodos para oferecer a melhor combinação possível de recursos para a rede e seus usuários.
Se um node quiser abandonar a sua função de "forjador", seu valor em staking e as recompensas obtidas serão liberadas após um determinado período. Com isso, a rede tem tempo hábil para verificar se o respectivo node não adicionou blocos fraudulentos à blockchain.
Quais blockchains usam o Proof of Stake?
Redes blockchain que usam o Proof of Stake ou uma variação dele incluem:
1. BNB Chain
Vantagens do Proof of Stake
O Proof of Stake oferece muitas vantagens em relação ao Proof of Work. Por esse motivo, novas blockchains quase sempre usam Proof of Stake. Algumas das vantagens incluem:
Adaptabilidade
À medida que as necessidades dos usuários e as blockchains mudam, o Proof of Stake também muda. Isso é evidente com o grande número de adaptações disponíveis. O mecanismo é versátil e pode se adaptar facilmente à maioria dos casos de uso das blockchains.
Descentralização
Mais usuários são incentivados a executar nodes, pois é uma tarefa mais acessível. Esse incentivo e o processo de randomização também aumentam a descentralização da rede. Embora existam pools de staking, com o Proof of Stake, o validador tem uma chance muito maior de "forjar" um bloco com sucesso. No geral, isso reduz a necessidade de staking pools.
Eficiência energética
Em comparação com o Proof of Work, o Proof of Stake é incrivelmente eficiente em termos de energia. O custo de participação depende do custo do staking de moedas e não do custo do poder computacional para a solução de problemas. Esse mecanismo de consenso proporciona uma redução significativa na energia necessária para sua execução.
Escalabilidade
Como o Proof of Stake não depende de máquinas físicas para obtenção de consenso, seu sistema oferece mais escalabilidade. Não há necessidade de grandes fazendas de mineração ou de fornecimento de grandes fontes de energia. A adição de mais validadores à rede é mais barata, mais simples e mais acessível.
Segurança
O Staking funciona como um incentivo financeiro para que o validador não processe transações fraudulentas. Se a rede detectar uma transação fraudulenta, o validador perderá uma parte de seu staking e seu direito de participação na rede. Portanto, se o valor em staking for maior que as recompensas obtidas, o validador não tem motivos para atuar maliciosamente (ele perderia mais dinheiro).
No entanto, isso também pode representar uma desvantagem que explicaremos a seguir.
Desvantagens do Proof of Stake
Embora o Proof of Stake tenha muitas vantagens em comparação com o Proof of Work, ele ainda possui alguns aspectos negativos:
Forking
Acessibilidade
Para fazer staking, você precisa de um fornecimento do token nativo da blockchain. Ou seja, você precisará comprar o token em uma corretora ou através de outro método. Dependendo do valor mínimo exigido, talvez você precise de um investimento significativo para fazer staking de forma eficaz.
Com o Proof of Work, você pode alugar ou comprar equipamentos de mineração baratos. Dessa forma, é possível participar de um pool, começar a validar transações e obter ganhos rapidamente.
Ataque de 51%
Embora seja tecnicamente possível realizar um ataque de 51% em uma rede Proof of Work, esse tipo de ataque é significativamente mais provável em sistemas Proof of Stake. Se o preço de um token cair muito ou a blockchain tiver baixa capitalização de mercado, o valor necessário para comprar mais de 50% dos tokens da rede será relativamente mais baixo. Neste caso, o suposto comprador teria controle sobre a rede.
Proof of Work vs. Proof of Stake
Ao comparar os dois mecanismos de consenso, existem algumas diferenças fundamentais.
Proof of Work (PoW) | Proof of Stake (PoS) | |
Equipamento necessário | Equipamento de mineração | Poucos equipamentos (ou nenhum) |
Consumo de energia | Alto | Baixo |
Tendência | Centralização | Descentralização |
Método de validação | Prova computacional | Staking de moedas |
No entanto, há uma grande variedade de mecanismos de Proof of Stake em blockchains. Dependendo do mecanismo, haverá variação em relação às diferenças citadas.
Outros mecanismos de consenso que baseados no Proof of Stake
O Proof of Stake é altamente adaptável. Os desenvolvedores podem modificar o mecanismo para adequá-lo aos casos de uso específicos de uma blockchain. Abaixo estão alguns dos mais comuns.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
O Delegated Proof of Stake permite que o usuário faça staking de moedas sem precisar se tornar um validador. Neste caso, os usuários fazem staking em nome de um validador as recompensas do bloco são compartilhadas. Quanto mais usuários "delegadores" fizerem staking em nome de um potencial validador, maior será sua chance de seleção para validação de um bloco. Geralmente, os validadores podem alterar o valor compartilhado com os delegadores, definindo uma recompensa como incentivo. A reputação de um validador também é um fator importante para os delegadores.
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Os nominadores podem escolher até 16 validadores para fazer staking. A rede distribuirá igualmente seu valor em staking entre os validadores escolhidos. A Polkadot também usa várias abordagens de teoria dos jogos e de sistemas de eleição para determinar quem forjará um novo bloco.
Proof of Staked Authority (PoSA)
Conclusão
Desde a criação do Bitcoin, a forma como adicionamos blocos de transações a uma rede mudou significativamente. Agora não dependemos mais de poder computacional para obtenção de consenso criptográfico. O sistema Proof of Stake tem muitas vantagens e, historicamente, já foi comprovado que ele funciona. Aparentemente, com o passar do tempo, é possível que o Bitcoin seja uma das poucas redes de Proof of Work restantes. Até o momento, parece que o Proof of Stake veio para ficar.