O que são mecanismos de consenso?

Os mecanismos de consenso Blockchain são a pedra angular de uma sociedade descentralizada emergente de Web3, finanças e governança. Contudo, os arquitectos deste novo mundo debatem há muito tempo sobre a concepção destes mecanismos. E na busca por um equilíbrio perfeito entre escalabilidade, segurança e descentralização, criaram uma lista interminável de opções.

Portanto, qualquer pessoa que queira desenvolver ou comparar blockchains e seus ecossistemas correspondentes deve vasculhar a história das compensações. Aqui está o que você precisa saber para ajudá-lo a se atualizar.

Aprendizado:

• Um mecanismo de consenso é um sistema gamificado de protocolos que permite que uma rede de computadores descentralizada chegue a um acordo sobre o estado do blockchain. Eles visam fornecer um equilíbrio entre segurança, escalabilidade e descentralização para a rede.
• A indústria optou principalmente pelos mecanismos de consenso de prova de trabalho (PoW) e prova de participação (PoS).
• A adoção dos usuários e o desenvolvimento de aplicativos em torno dos blockchains mais populares dificultaram a interrupção da indústria por mecanismos alternativos de consenso.
• Mas a recente transição do Ethereum de PoW para PoS demonstrou que a disrupção é possível.

Este guia explicará como funcionam os mecanismos de consenso e as diferenças críticas entre os tipos mais proeminentes.

Como funcionam os mecanismos de consenso

Para compreender como funcionam os mecanismos de consenso, é importante primeiro reconhecer que o objetivo final é manter um registro público e seguro de todas as interações e transações dos participantes da rede. Os mineradores ou nós validadores gerenciam todas as atualizações e alterações nesse registro. Nesse sistema, é crucial estabelecer uma forma confiável de garantir que nenhum par tente enganar outros participantes e que eles adicionem transações honestas ao livro-razão. Por exemplo, os usuários não devem poder gastar o dobro dos ativos que possuem ou manipular o sistema para reter mais moedas do que tinham originalmente.

Um mecanismo de consenso fornece o conjunto de protocolos e regras que um livro-razão de blockchain usa para se proteger contra tais transações potencialmente maliciosas. Na maioria dos casos, o protocolo consegue isso através de desafios criptográficos e incentivos de recompensa que permitem aos líderes da rede (mineradores ou validadores) verificar a autenticidade de cada transação que os usuários tentam executar. Depois que os validadores chegam a um acordo (consenso) sobre a legitimidade de uma transação, o protocolo a adiciona ao registro imutável do blockchain.

Os mecanismos de consenso utilizam incentivos e recompensas, geralmente novas moedas, para encorajar os líderes da rede a propor apenas transações legítimas aos pares. Isso torna difícil e caro para quem tenta enganar o sistema. Na maioria dos protocolos, os usuários devem controlar mais de 51% do poder computacional da rede simultaneamente ou adquirir uma parte significativa da moeda da rede subjacente.

Por que existem diferentes tipos?

Os arquitetos de blockchain projetaram diferentes tipos de mecanismos de consenso para vários casos de uso de blockchain e condições de rede. Eles também fornecem várias maneiras para os projetos abordarem o famoso trilema do blockchain.

O trilema propõe que os sistemas distribuídos só podem atingir dois dos três requisitos: escalabilidade, descentralização e segurança. Assim, as blockchains devem fazer uma compensação com base no seu objetivo específico.

Fonte: Razão

Em um exemplo do mundo real, a prova de trabalho (PoW) do Bitcoin favorece a descentralização e a segurança, enquanto o modelo de prova de aposta (PoS) do Ethereum se apoia mais na escalabilidade para alimentar aplicativos descentralizados (dapps). No entanto, este exemplo é uma simplificação excessiva, uma vez que o debate sobre a segurança do protocolo e a descentralização é complexo e cheio de nuances.

Leia mais: Por que Ethereum é mais descentralizado após a fusão

Além disso, outros mecanismos de consenso de blockchain implementam uma versão modificada de PoW ou PoS dependendo do grau de velocidade, segurança ou descentralização que desejam alcançar.

Mecanismos de consenso Blockchain

O criador do Bitcoin apresentou ao mundo uma nova maneira de os pares em uma rede de computadores chegarem a um consenso sobre o estado do livro-razão de forma descentralizada. Desde então, os tecnólogos têm experimentado outros modelos de consenso, fazendo as compensações mencionadas acima.

Prova de trabalho (PoW)

O primeiro mecanismo de consenso, Prova de Trabalho, foi inventado pelo criador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Outras redes blockchain, incluindo Litecoin e Dogecoin, também o adotaram. O modelo exige que líderes de rede, chamados mineradores, gastem poder computacional para resolver um quebra-cabeça criptográfico extremamente complexo. Ser o primeiro a completar o quebra-cabeça e enviar esta “prova de trabalho” a outros pares qualifica o minerador a adicionar um novo bloco ao blockchain e receber as recompensas em moedas associadas.

Leia mais: O que é Prova de Trabalho?

A segurança do modelo PoW reside na grande quantidade de poder computacional que os mineradores gastam na corrida sem fim para resolver a seguinte prova de trabalho. Com vários mineradores agindo no melhor interesse da rede, o custo econômico para atacar o sistema cresce significativamente a tal ponto que se torna impraticável para um ator mal-intencionado tentar o contrário.

PoW torna o Bitcoin a rede de computação mais segura do planeta. No entanto, muitos têm conceitos errados sobre o uso de energia da rede abordados em nosso guia detalhado sobre blockchains PoW.

Prova de aposta (PoS)

A prova de participação surgiu em 2012 como uma alternativa ao PoW do Bitcoin. O modelo substituiu mineradores por validadores, exigindo que as entidades interessadas apostassem uma parte significativa da moeda da rede subjacente para terem o direito de propor e adicionar novos blocos ao blockchain. A segurança da rede deriva do alinhamento de incentivos, porque ter uma participação significativa exige naturalmente que os validadores atuem de boa fé.

Leia mais: O Guia do Investidor para Prova de Participação

Ethereum se tornou a maior rede PoS após a mudança histórica do PoW em 2022. Embora as moedas PoS representem apenas 29% de todo o valor do mercado criptográfico, o mecanismo de consenso é o mais utilizado. Outros blockchains populares, como BNB Chain e Cardano, implementam o modelo, apesar de suas compensações de segurança amplamente conhecidas, explicadas no guia de prova de participação da Blockworks.

Leia mais: Prova de Trabalho vs. Prova de Participação

Prova de aposta delegada (DPoS)

O mecanismo de consenso de prova de participação delegada (DPoS) é uma versão modificada do PoS, geralmente considerada mais democrática. Nesse modelo, os usuários apostam tokens para votar nos delegados que validarão as transações na rede. Quanto mais tokens forem delegados a um validador, maior será a chance de ele produzir blocos na rede e ganhar recompensas que compartilharão com os stakers. Exemplos de redes blockchain líderes que executam o modelo DPoS incluem Solana, Tron, EOS e Tezos.

Prova de autoridade (PoA)

Prova de autoridade (PoA) é um modelo de consenso em que os validadores de rede consistem em participantes pré-aprovados selecionados com base em sua reputação. Geralmente é ideal para blockchains privados ou casos de uso organizacional específicos onde apenas um conjunto limitado de validadores é necessário para atualizar o livro-razão. Os poucos validadores necessários para um sistema PoA os tornam altamente escaláveis, mas centralizados. Vechain e Liquid sidechain da Blockstream são os exemplos mais famosos de blockchains públicos usando uma implementação de PoA.

Prova de atividade (PoA)

Prova de atividade (PoA) é um modelo de consenso híbrido que implementa aspectos de PoW e PoS. O processo começa inicialmente com os mineradores resolvendo um quebra-cabeça criptográfico para propor um novo bloco, que é, por sua vez, assinado pelos validadores antes de ser adicionado ao blockchain. Mineiros e validadores recebem uma parte das recompensas em bloco por suas contribuições para a segurança da rede. Decred é o principal exemplo de projeto blockchain executado com base em prova de autoridade.

Prova de queimadura (PoB)

O mecanismo de consenso de prova de queima (PoB) implementa uma nova abordagem para reduzir os pesados requisitos de energia dos sistemas PoW. Sob este modelo modificado, os mineradores queimam uma parte de suas moedas para receber máquinas de mineração virtuais, o que lhes confere o direito de propor e minerar novos blocos. Os mineiros transferem fundos para endereços comprovadamente impossíveis de gastar e concentram-se no crescimento das suas plataformas de mineração virtuais para maximizar a rentabilidade. Slimcoin, lançado em 2014, implementa o modelo de consenso PoB, assim como o blockchain modular Koinos, lançado em 2022.

Prova de capacidade (PoC)

A prova de capacidade (PoC) é outro modelo de consenso que tenta reduzir as altas demandas de energia do PoW. Blockchains que utilizam esse modelo exigem que os mineradores usem o espaço disponível no disco rígido em seus computadores para fornecer soluções para um quebra-cabeça criptográfico menos complicado. A resposta para o dilema é pré-armazenada quando o usuário se torna um nó, com um espaço maior no disco rígido aumentando as chances do mineiro de ganhar recompensas em bloco. Blockchains de primeira geração como Chia, SpaceMint e Storj implementam um modelo PoC.

Prova de tempo decorrido (PoET)

Prova de tempo decorrido (PoET) é um algoritmo de consenso desenvolvido pela Intel Corporation e utilizado principalmente por redes blockchain autorizadas. Ele implementa um modelo semelhante a uma loteria para escolher um validador para o próximo bloco. O uso de código imutável e abertamente verificável garante que todos os participantes tenham chances iguais de serem selecionados como validadores. Notavelmente, normalmente não há recompensas económicas para os participantes do PoET, uma vez que este modelo é utilizado principalmente para organizações e corporações. A solução de contabilidade distribuída com foco empresarial Hyperledger Sawtooth implementa o modelo PoET.

Prova de histórico (PoH)

A prova da história é um modelo de consenso baseado no tempo, lançado pela blockchain Solana. Ele aborda uma falha nos sistemas PoW: recursos gastos pelos validadores para chegar a acordo sobre o horário e a ordem das transações. PoH implementa uma funcionalidade de relógio interno baseada em prova criptográfica para permitir processamento quase instantâneo e finalidade de transação. Solana é o único blockchain público conhecido que utiliza esse modelo de consenso, embora o projeto o complemente com PoS e outras tecnologias para garantir escalabilidade.

O que isso significa para os investidores

Os modelos de consenso fornecem uma métrica para avaliar o potencial de longo prazo de um projeto. Idealmente, as redes mais viáveis têm um caminho claro para a sustentabilidade e escalabilidade, mantendo ao mesmo tempo um nível razoável de descentralização. Embora possam surgir novos modelos de consenso, as implementações mais amplamente adotadas continuarão a desempenhar um papel vital à medida que a indústria avança em direção à adoção generalizada.

Isenção de responsabilidade:

1. Este artigo foi reimpresso de [blockworks]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [JOHN LEE QUIGLEY & JOHN GILBERT]. Se houver objeções a esta reimpressão, entre em contato com a equipe do Gate Learn e eles cuidarão disso imediatamente.
2. Isenção de responsabilidade: As opiniões e pontos de vista expressos neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe do Gate Learn. A menos que mencionado, é proibido copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos.