A diferença entre Prova de Trabalho e Prova de Participação

Resultados de aprendizagem: 

No final deste artigo, entenderá: 

1. O que é a Prova de Participação 
2. O que é a Prova de Trabalho 
3. Os pontos fortes e fracos de cada abordagem 

A diferença entre a Prova de Trabalho e a Prova de Participação.

Prova de Trabalho (PoW) e Prova de Participação (PoS) são os dois métodos dominantes utilizados pelos sistemas de blockchain descentralizados para chegar a um consenso sobre a exatidão dos seus dados.

A sua eficácia relativa depende de se encontrar a combinação certa de igualdade, incentivo e resistência à censura para produzir um sistema que registe de forma fiável as transações de dados sem precisar de um árbitro e que não possa ser corrompido. 

PoW e Bitcoin 

O mecanismo de consenso da Bitcoin foi concebido para permitir que uma rede de computadores independentes chegue a um acordo sobre as transações de um sistema de dinheiro ponto a ponto.

O maior desafio que o seu criador, Satoshi Nakamoto, enfrentou foi criar um sistema honesto e autorregulador que impedisse os maus atores de tentarem gastar uma “moeda” duas vezes, reescrevendo o registo histórico das transações.  

O que significa PoW 

Os mineradores têm a tarefa de adicionar um novo lote de transações válidas (um bloco de dados) à blockchain histórica da Bitcoin. Mas só o podem fazer quando provarem que realizaram trabalho suficiente. 

O trabalho consiste em gastar potência de processamento executando uma função de hash criptográfica chamada SHA-256, cuja dificuldade é ajustada para garantir que novos blocos de transações sejam produzidos a cada 10 minutos. 

A implementação do SHA-256 da Bitcoin é frequentemente descrita como uma lotaria, com os Nós de Mineração a competir para encontrar o número vencedor.

O seu trabalho é recompensado com novas bitcoins, criando um modelo económico cuidadosamente concebido que tende naturalmente para um comportamento honesto sem interferência externa ou policiamento explícito.

A PoW, portanto, produz blocos de dados históricos de transações encadeados com marcas de tempo criptográficas. A energia necessária para reescrever a cadeia e gastar duas vezes com sucesso seria tão dispendiosa que os participantes racionais procuram as recompensas económicos de respeitar as regras. 

Cada watt de potência de hash adicional reforça esta lógica, tornando o sistema mais resistente. 

Outras implementações de uma Prova de Trabalho notável 

A Bitcoin não é a única criptomoeda a utilizar a PoW como mecanismo de consenso. Existem mais de 100 versões bifurcadas da Bitcoin (cópias), sendo as mais proeminentes a Bitcoin Cash e o a Bitcoin SV. Os blocos de dados destas criptomoedas têm uma capacidade de armazenamento diferente da Bitcoin e têm fundadores visíveis (ao contrário da Bitcoin, cujo criador pseudónimo, Satoshi Nakamoto, deixou de comunicar no final de 2010).

Outras moedas PoW notáveis incluem Dogecoin, Litecoin e Monero.

Consenso da Prova de Participação 

O conceito principal dos mecanismos de consenso da Prova de Participação é participar no jogo, uma vez que só se pode adicionar novos blocos à cadeia se tiver uma participação financeira no sistema. 

Os mineradores comprometem um montante mínimo da moeda nativa, que é normalmente guardado durante um período específico. 

Tal como acontece com a PoW, existe um processo de seleção aleatório, com mineradores escolhidos em intervalos regulares para propor novos blocos de transações validados. Por esse motivo, também se veem mineradores descritos como validadores. 

Ethereum e Prova de Participação 

A Ethereum só passou para PoS em Setembro passado, num evento chamado Merge, mas podemos usá-lo como exemplo, dado que é a segunda blockchain mais importante por capitalização de mercado.

Os Nós Completos que atuam como validadores (também conhecidos como mineradores) são escolhidos aleatoriamente a cada 12 segundos para criar novos blocos e validar transações. Para atuar como validador, é necessário estaquear 32 ETH. Estaquear mais não aumenta as hipóteses de seleção.

A alternativa é contribuir com menos de 32 ETH para um grupo de estaqueamento. Uma grupo de estaqueamento é gerido por um único validador a quem delega o poder de propor, ganhando recompensas proporcionais à sua contribuição para o grupo.

A ETH estaqueada atua como garantia; é um compromisso financeiro para desencorajar comportamentos desonestos, como a tentativa de gastar duas vezes, uma vez que a estaca pode ser cortada ou apreendida como penalidade.

Outros exemplos notáveis de Prova de Participação

Várias das dez principais moedas por capitalização de mercado usam uma versão modificada da PoS, incluindo BNB (a moeda nativa da Binance Smart Chain), Cardano, Polygon, Solana e Polkadot. 

Comparação entre PoW e PoS 

A PoW e a PoS adotam abordagens diferentes para resolver o mesmo problema, que consiste em incentivar os participantes voluntários numa rede para registar honestamente os dados.

A PoW utiliza uma combinação de esforço e recompensa. A PoS depende de um compromisso financeiro. 

O impacto ambiental é uma das maiores diferenças. A Ethereum estima que, ao mudar de PoW para PoS após a Merge, as suas emissões de CO2 diminuíram 99,992%. Entretanto, os apoiantes da Bitcoin apontam para a crescente contribuição das fontes de energia sustentáveis para a produção de uma rede baseada em energia mais segura.

Ambos os modelos de consenso enfrentam limitações de escalabilidade, mas são suficientemente flexíveis para suportar soluções fora da cadeia (camada 2) que permitem transações mais rápidas e mais baratas. A prazo, poderão vir a rivalizar com as redes de pagamento tradicionais, como Visa ou Mastercard.

Ambos os modelos são suscetíveis de serem atacados quando a rede está a arrancar, mas a segurança melhora exponencialmente através dos Efeitos da Rede. Do mesmo modo, o poder de validação e de extração tende a consolidar-se com o tempo.

Os modelos de redução pela metade da PoW podem criar melhor distribuição de riqueza ao longo do tempo, ao passo que a PoS não permite que os maiores titulares desfrutem de maior enriquecimento, mas a desigualdade é um problema social que a tecnologia, por si só, não consegue resolver. 

A decisão de Satoshi Nakamoto de renunciar a qualquer influência sobre o sistema que criou deve ser vista como uma exceção. Todas as outras cadeias de PoW ou PoS têm fundadores e fundações visíveis, que podem exercer influência e deter interesses financeiros poderosos.

É impossível lançar uma blockchain de forma totalmente descentralizada, enquanto a sua natureza sem autorizações significa que qualquer pessoa pode bifurcá-la e alterar as regras, o que aconteceu tanto com a Bitcoin como com a Ethereum.

	PoW	PoS
Descentralização	Qualquer pessoa pode executar um Nó  O equipamento de mineração é especializado  O funcionamento de um Nó requer conhecimentos técnicos	Qualquer pessoa pode executar um Nó Requisitos mínimos de estaqueamento O funcionamento de um Nó requer conhecimentos técnicos  Limites do validador em algumas variantes da PoS
Segurança	O gasto de energia impede os ataques e é mais eficiente à medida que a rede cresce  51% de ataque possível, especialmente com cadeias imaturas  Controlo do fabrico de chips de mineração	Mais fácil para o utilizador médio participar através de grupos de estaqueamento  51% de ataque possível, especialmente com cadeias imaturas  Necessidade de diversidade de clientes
Distribuição	O lançamento sagrado da Bitcoin tornou-a aberta a todos  Os grupos de mineração ampliam a participação  Reduzir o modelo pela metade pode incentivar uma distribuição mais igualitária  Concentração do sector de mineração	Grupos de estaqueamento ampliam a participação  Pré-minas concentram a propriedade.
Escalabilidade	As plataformas de mineração são modulares e portáteis  Suporta protocolos de camada 2  Só consegue suportar sete transações por segundo  Não é adequada para microtransações (tempo de confirmação de 10 minutos)	Confirmação de bloqueio mais rápida  Suporta protocolos de camada 2  Um ambiente de bloco mais barato pode incentivar o spam   O congestionamento faz aumentar as taxas que favorecem os utilizadores mais ricos
Incentivos	O modelo económico incentiva o comportamento honesto  Os primeiros utilizadores têm uma vantagem significativa	Os validadores têm participação no jogo.  A atribuição de recompensas pode levar a maior enriquecimento dos maiores mineradores  Nada no problema em jogo significa que os validadores podem suportar várias camadas
Impacto Ambiental	Transição para fontes de energia sustentáveis/redundantes  Energia intensiva com emissões significativas de CO2	Emissões de CO2 insignificantes

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