Muito se tem falado no algoritmo “Proof of Stake” (PoS), como uma maneira de evitar o elevado consumo de energia da mineração de criptomoedas. Mas em que consiste este mecanismo? É isso que vamos ver neste artigo da Binance Academy.
A tradução literal de “Proof of Stake seria “Prova de Montante”, mas considerando o sentido mais amplo do termo e a sua funcionalidade, podemos traduzi-lo para “Prova de Participação”.
O algoritmo Proof of Stake (PoS) foi apresentado inicialmente no fórum Bitcointalk em meados de 2011, como uma nova proposta para validação das transações de criptomoedas. O algoritmo foi criado como uma alternativa ao Proof of Work (Prova de Trabalho), propondo soluções para os problemas do seu antecessor. Embora os dois algoritmos tenham a mesma finalidade, que é o de validar transações na Blockchain, o processo de atingir um consenso na rede é um pouco diferente.
Como funciona o Proof of Stake (PoS)?
O algoritmo consiste numa seleção pseudoaleatória para definir qual o nó (node) que será eleito para validar o próximo bloco, baseando-se na combinação de alguns fatores que podem incluir: o tempo que cada utilizador segura (tranca) determinada criptomoeda; a quantidade de moedas que ele possui; além de outros fatores de aleatorização. Esses fatores mudam dependendo da forma como o algoritmo PoS é implementado, pelo que cada criptomoeda apresenta um funcionamento particular.
É bom lembrar que no sistema de Proof of Stake, os blocos não são minerados e sim “forjados”, diferindo a nomenclatura daquela que é usada nos sistemas tradicionais de Proof of Work. As criptomoedas que adotam o Proof of Stake como sistema de validação, normalmente, começam por vender algumas unidades que foram geradas previamente. Ou, então, são lançadas como Proof of Work e mudam depois para Proof of Stake.
As criptomoedas que usam o Proof of Work como método de validação recompensam os mineradores com novas moedas geradas (“block reward”); já o algoritmo Proof of Stake usa as taxas de transação para recompensar os nós que validam cada bloco.
Utilizadores que desejarem fazer parte do processo de validação de blocos ou “forja” (forging), devem estar cientes de que uma certa quantidade das suas criptomoedas ficará “presa” na rede como prova da sua participação (o que chamamos “stake”). Um dos fatores que influenciam nas chances do participante ser selecionado como validador do próximo bloco é a quantidade de moedas que ele destinou ao processo. Quanto maior o montante em stake (ou seja, “preso”), maiores são as chances de ser escolhido como um “forger”.
Tendo em consideração que as chances dos utilizadores mais ricos são geralmente maiores, algumas versões de PoS apresentam outras formas de beneficiar também aqueles participantes que têm pouco património. As mais comuns consistem na escolha aleatória de blocos (“Randomized Block Selection”) e na seleção de moedas por tempo de existência na carteira do utilizador (Coin Age Selection).
No método de escolha aleatória de blocos, os validadores são selecionados após uma inspeção na rede, selecionando os nós que possuem uma combinação de dois fatores: baixo poder computacional (“hash value”) e grande quantidade de “staking coins” (moedas destinadas à validação de blocos). Entendendo que os montantes (stakes) empregados no processo são públicos, a rede de nós geralmente consegue identificar com antecedência quem vai validar o próximo bloco.
Seguindo para seleção de moedas por tempo de existência (Coin Age Selection), esse método define qual a idade do montante armazenado na carteira dos participantes. Para chegar a esta conclusão, o algoritmo faz um cálculo em que multiplica o número de dias que as moedas estão guardadas pelo número de moedas que o participante possui.
De forma a acabar com o monopólio, uma vez que o participante vitorioso validou um novo bloco, o tempo de existência (coin age) das suas moedas retorna a zero, e portanto, ele tem que esperar um tempo até que possa participar novamente do processo de seleção.
É importante lembrar que cada criptomoeda tem um conjunto de regras (protocolo) e processo diferente para aplicação do algoritmo Proof of Stake. As definições são feitas pelos programadores ao estudar quais são os métodos mais interessantes para o seu sistema e os seus utilizadores.
Quando um nó é escolhido para forjar um novo bloco, ele fica responsável por verificar se as transações neste bloco são válidas e, se for bem-sucedido, o bloco é adicionado à Blockchain. Como forma de recompensa para incentivar a participação dos utilizadores, o nó vencedor da disputa recebe o valor das taxas de transações que estão associadas ao bloco em questão.
Se por acaso um nó quiser deixar de ser um forger, ou validador de novos blocos, todo o montante que destinou ao processo, juntamente com as recompensas adquiridas, serão liberadas após um determinado período de tempo, dando à rede a possibilidade de verificar se nenhum bloco fraudulento foi adicionado à Blockchain por este mesmo nó.
Segurança do Proof of Stake
Usando o montante que cada participante dedicou à criação de um nó validador, o sistema evita que os utilizadores se sintam motivados a defraudar o algoritmo. No momento que uma transação fraudulenta é detetada, o detentor desse nó corre o risco de perder tudo, ou uma parte, do dinheiro investido.
Além disso, perde o direito de participar nas próximas disputas de validação. Levando em consideração que o montante empregado é muito maior que a recompensa, o participante acabaria por perder mais moedas do que o possível ganho com a criação de transações fraudulentas e isso é um dos fatores que torna o sistema seguro.
Para conseguir ter o controlo total da rede e aprovar transações fraudulentas, o nó malicioso teria que possuir a maioria das moedas existentes; tal processo é mais conhecido como ataque da maioria (majority attack) ou ataque dos 51% (51% attack). Dependendo do valor de cada criptomoeda, isso seria praticamente impossível, já que o custo para adquirir mais da metade do volume existente na rede é gigantesco.
As principais vantagens que o Proof of Stake proporciona, são a eficiência energética e a segurança das transações. Os utilizadores são cada vez mais encorajados a participar do processo de validação, já que estão cientes de que é relativamente fácil e barato fazê-lo. Juntando isso ao facto da rede contar com o sistema de escolhas aleatórias e que as “Mining Pools” já não são necessárias, a rede torna-se mais democrática e descentralizada. Além disso, ao deixar de criar novas moedas para recompensar os mineradores, o preço de cada unidade tende a ser maior e mais estável com o tempo – já que a oferta de moedas não vai aumentar de forma a diluir o seu valor de mercado.
É sempre bom entender que a indústria das criptomoedas está a crescer e a evoluir de forma muito rápida, e que novos métodos e algoritmos estão sendo desenvolvidos, testados e aplicados. O algoritmo Proof of Stake oferece efetivamente vantagens face aos métodos tradicionais e permite poupanças substanciais de energia, ao mesmo tempo que continua a oferecer a segurança necessária para garantir a integridade da blockchain.
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