Um Guia Comparativo de Algoritmos de Consenso Blockchain: PoW vs. PoS

A rede distribuída descentralizada da tecnologia Blockchain cria um sistema livre de corrupção e oferece maior segurança, transparência e imutabilidade: você já sabe disso! Mas, você já se perguntou como um sistema sem uma autoridade central é governado ou como as decisões são tomadas nas transações são verificadas?

Uma das promessas mais significativas da tecnologia blockchain é um sistema peer-to-peer sem confiança, onde uma comunidade ajuda a verificar se as transações são genuínas. No entanto, você já se perguntou exatamente como isso acontece? Bem, diferentes blockchains usam métodos diferentes que são chamados de algoritmos de consenso de blockchain.

Também conhecidos como protocolos de consenso, esses algoritmos são conjuntos de regras por meio das quais as redes operam. Se isso parece interessante, leia nosso guia abrangente para descobrir o que são os algoritmos de consenso de blockchain, seus objetivos, como funcionam e a diferença entre os dois mais populares em uso atualmente.

Como funcionam as cadeias de blocos

O blockchain é um sistema para registrar informações que não podem ser alteradas ou invadidas. Também chamada de Distributed Ledger Technology (DLT), a blockchain usa hashing criptográfico de descentralização para criar um histórico seguro e transparente de ativos digitais.

Embora o blockchain seja executado em um sistema mais complexo, a analogia de alguma forma explica como ele funciona – a ilustração mais fácil de como o blockchain funciona é o Google Doc. Você pode compartilhar e distribuir quaisquer documentos criados por meio do Google Docs dentro de uma equipe, em vez de copiá-los e transferi-los.

O Google Docs usa uma cadeia de distribuição descentralizada que permite que todos os membros da equipe acessem o documento simultaneamente. Todas as alterações feitas no documento são registradas em tempo real e são transparentes, pois nenhum membro é bloqueado.

Cada bloco na cadeia de blocos carrega várias transações. Toda vez que um usuário adiciona uma nova transação no blockchain, o registro da transação é adicionado a todos os registros dos participantes.

Da mesma forma, sempre que um usuário altera um bloco na cadeia, torna-se evidente para todos os computadores participantes que uma alteração foi feita. Qualquer hacker com a intenção de corromper o sistema teria que alterar todos os blocos da cadeia em todas as versões distribuídas da cadeia.

O que é um Mecanismo de Consenso Blockchain?

Um mecanismo de consenso é uma fórmula pela qual qualquer grupo de pessoas sem uma autoridade central superior toma decisões e garante o cumprimento dos acordos. Um algoritmo de consenso blockchain refere-se ao processo através do qual os usuários ou pares dentro de uma rede blockchain chegam a um acordo comum ou consenso sobre o estado em tempo real do blockchain.

O protocolo de consenso permite que a rede blockchain alcance confiabilidade e crie confiança entre diferentes notas, além de garantir a segurança dentro do ledger distribuído. Um algoritmo de consenso torna-se parte integrante de cada aplicativo blockchain ou projeto DApps dentro do blockchain.

Os mecanismos de consenso Blockchain são geralmente responsáveis ​​pelas três coisas a seguir:

• Eles garantem que o próximo bloco da cadeia seja a única versão correta da verdade.
• Eles impedem que invasores mal-intencionados alcancem 51% de poder de hash e usurpem o sistema e bifurquem a cadeia com sucesso.
• Eles garantem a confiabilidade de uma rede, incluindo vários nós, que está entre os aspectos mais importantes, pois afirma a integridade da rede. O elemento mais crítico dos mecanismos de consenso é garantir que os usuários não gastem a mesma criptomoeda duas vezes (gastos duplos).

Outros provedores de serviços financeiros, como empresas de cartões de crédito e débito, não operam mecanismos de consenso, pois, ao contrário das empresas de blockchain, as empresas controlam suas redes. O sistema envia as informações para um banco de dados central sempre que você usa seus cartões de crédito. Os usuários de cartão de crédito acreditam que as empresas podem proteger seus dados e o processamento de seus respectivos pedidos durante as transações.

Como apenas a empresa de cartão de crédito controla toda a sua rede, ela se reserva o direito de reverter ou censurar qualquer transação. Além do direito à censura e sua incapacidade de resolver disputas, a maioria dos bancos de dados centralizados é altamente suscetível ao risco de hacking e corrupção.

Entre no blockchain e na era das criptomoedas; tornou-se possível realizar transações ponto a ponto confiáveis, imutáveis ​​e rastreáveis ​​dentro de uma rede descentralizada. Como não há autoridade central ou superior nessas redes para impor a adesão às regras estabelecidas, os diferentes tipos de algoritmos de consenso blockchain garantem que todos os participantes da rede concordem e joguem de acordo com as regras.

Objetivos dos Mecanismos de Consenso Blockchain

Os seguintes estão entre os principais objetivos dos mecanismos de consenso da blockchain.

#1. Acordo Unificado

Alcançar um acordo unificado é um dos principais objetivos do mecanismo de consenso. Os protocolos embutidos na rede distribuída do blockchain garantem que todos os dados inseridos durante o processo sejam verdadeiros e precisos e que o status do livro-razão permaneça atualizado. Como resultado, os usuários podem realizar transações sem necessariamente criar confiança com seus pares.

#2. Criar um Incentivo Econômico Comum

Como o blockchain é um sistema sem confiança que se auto-regula, os interesses de todos os participantes devem estar alinhados. Em tal situação, um algoritmo de consenso blockchain recompensa aqueles que seguem a linha e pune os maus atores enquanto regula os incentivos econômicos.

#3. Justiça e Equidade

Os protocolos de consenso garantem que todos os usuários interessados ​​possam participar da rede usando os mesmos fundamentos. Como resultado, justifica os aspectos de descentralização e código aberto do sistema blockchain.

#4. Eliminar Falhas

O método do mecanismo de consenso também garante que o blockchain seja consistente, confiável e livre de falhas, o que significa que o sistema pode funcionar de forma independente em todos os momentos, inclusive em falhas e ameaças.

Tipos de Algoritmos de Consenso Blockchain: Proof of Work vs. Proof of Stake

Existem inúmeros algoritmos de consenso dentro do ecossistema blockchain, e muitos mais ainda estão sendo desenvolvidos. Portanto, todo usuário ou empresário deve estar familiarizado com as características dos diferentes mecanismos de consenso e saber identificar os fracos. Depois de aprender o básico dos algoritmos de consenso de blockchain, é hora de descobrir os pontos fortes e fracos dos dois métodos de consenso mais populares.

Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) são os métodos de consenso de blockchain mais amplamente usados. Ambos regulam o processo pelo qual as transações peer-to-peer são verificadas e adicionadas ao livro-razão distribuído público de uma blockchain sem uma autoridade central. Conhecer as diferenças entre PoW e PoS pode ajudá-lo a avaliar facilmente as criptomoedas em seu portfólio.

O que é Prova de Trabalho (PoW)?

O método de consenso Proof of Work estreou no início dos anos 90 para lidar com spam de e-mail. A ideia por trás disso era que um computador precisava realizar uma pequena quantidade de trabalho antes de poder enviar um e-mail. Embora o trabalho fosse trivial para qualquer um que enviasse um ou dois e-mails legítimos, ele exigia grandes quantidades de recursos e capacidade de computação para qualquer um que pretendesse enviar e-mails em massa. O criador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto, foi a primeira pessoa a aplicar a tecnologia de dinheiro digital no white paper do Bitcoin.

uma. Pedidos Blockchain

Você já sabe que um blockchain é feito de uma string de blocos representando grupos de transações alinhadas cronologicamente. O primeiro bloco na blockchain baseada em prova de trabalho é codificado no software e é chamado de bloco 0 ou bloco Genesis. Embora o primeiro bloco não faça referência a nenhum bloco anterior, todos os outros blocos que entram na blockchain devem fazer referência a blocos anteriores. Cada um carrega consigo uma cópia do livro-razão atualizado.

b. Uso de energia

O algoritmo de prova de trabalho usa uma corrida competitiva para determinar quem entre os participantes (mineradores de criptomoeda) pode ajustar o registro. Os mineradores precisam usar energia computacional para se qualificar para propor blocos válidos de acordo com as regras da rede.

Os computadores que executam o software Bitcoin, conhecidos como nós, validam transações, evitam gastos duplos e determinam se algum bloco proposto deve entrar na cadeia. Os mineradores de Bitcoin competem entre si para ter a chance de criar um novo bloco resolvendo somas matemáticas complexas por meio de um processo chamado hashing. Os problemas matemáticos são difíceis de resolver, mas a rede pode facilmente verificar a solução correta.

c. Participação

O método de consenso PoW combina poder computacional com criptografia para construir consenso e validar transações registradas no blockchain. Os mineradores que participam do processo de hash devem gerar a resposta correta para o problema matemático para se qualificar para adicionar um novo bloco à cadeia.

Os mineradores participantes adivinharão uma sequência de números pseudoaleatórios que, quando combinados com as informações do bloco e passados ​​por um computador de função hash, devem fornecer uma solução que corresponda às condições definidas antecipadamente pelo algoritmo.

Depois que uma resposta é derivada, o sistema transmite o hash vencedor para a rede para que outros mineradores possam verificar sua validade. Se os outros mineradores verificarem o hash, o bloco será adicionado ao blockchain e o minerador bem-sucedido receberá uma compensação por meio da recompensa do bloco.

d. Distribuição de Recompensas

A pessoa que minera um bloco aceito como válido dentro da rede recebe uma recompensa em bloco, geralmente uma nova criptomoeda. Para criptomoedas como o Bitcoin, o blockchain reduz sistematicamente o valor da recompensa do bloco após um determinado número de blocos ter sido criado para manter o valor total dos fundos finito e deflacionário.

O que é Prova de Participação (PoS)?

O método de consenso Proof of Stake (PoS) é uma alteração do PoW que estreou em 2012. Em vez de depender apenas de computadores competindo entre si para criar o hash correto, o objetivo de um protocolo de consenso PoS é permitir a participação por meio da propriedade da criptomoeda específica. O objetivo era lidar principalmente com o alto consumo de energia do PoW para determinar a ordem da blockchain.

O algoritmo PoS usa um conjunto pré-determinado de fatores para eleger aleatoriamente um nó entre os proprietários de moedas para propor o próximo bloco ao blockchain. É função do nó selecionado verificar a validade das transações dentro de um bloco, além de assinar e propor o bloco à blockchain para validação.

uma. Pedidos Blockchain

Como o mecanismo PoW, o método de consenso PoS consiste em uma sequência de blocos alinhados cronologicamente. O primeiro bloco dentro de um blockchain baseado em PoS também é codificado no software do bloco genesis. Todos os blocos subsequentes adicionados ao blockchain devem fazer referência ao bloco anterior e carregar uma cópia completa do registro atualizado. No entanto, ao contrário do método PoS, os nós participantes não competem para serem selecionados para adicionar blocos. Como resultado, novos blocos geralmente são forjados ou cunhados em vez de minerados.

b. Uso de energia

Os blockchains baseados em PoS são famosos por usar um sistema de eficiência energética para determinar quem pode propor novos blocos e não dependem de alto consumo de energia e poder de computação. Os defensores do mecanismo de consenso PoS o descrevem como um mecanismo ecológico no qual um nó individual recebe a tarefa de criar novos blocos em vez de competir entre si.

Como a mineração PoW e a cunhagem PoS exigem consumo de energia, os nós de mineração e cunhagem são motivados a usar a forma mais barata possível de eletricidade, que geralmente vem de recursos renováveis, como energia hidrelétrica, eólica ou solar, em vez de fontes emissoras de efeito estufa, como carvão.

Enquanto os mineradores PoS requerem apenas uma fonte de internet ativa que requer uma pequena quantidade de energia, os mineradores PoW, por outro lado, devem adquirir hardware especializado (GPUs), equipamentos de mineração e outros dispositivos caros para ter a chance de produzir um bloco.

c. Participação

Para participar do método de consenso PoS e ter a chance de ser selecionado para adicionar blocos à cadeia, o usuário deve apostar ou bloquear uma quantidade específica de tokens da blockchain em um contrato inteligente específico. Sua chance de ser selecionado para participar é determinada pela quantidade de criptomoeda que você aposta.

Os usuários que agem maliciosamente ou violam as regras estabelecidas podem acabar perdendo sua aposta como punição. O algoritmo PoS emprega vários outros fatores determinantes para evitar favorecer apenas os nós mais ricos, alguns dos quais incluem randomização pura ou o número de vezes que um nó apostou moedas.

d. Distribuição de Recompensas

Como o mecanismo de consenso PoW, os usuários que propõem com sucesso um bloco válido são recompensados ​​com uma recompensa de bloco, referindo-se à criptomoeda do blockchain. No entanto, como a propriedade da moeda determina a seleção, algumas trocas de criptomoedas oferecem serviços de apostas colocando apostas em nome dos usuários em troca de pagamentos regulares.

PoW vs. PoS: aonde pertence o futuro?

Nosso veredicto sobre os algoritmos de consenso da blockchain de prova de trabalho versus prova de participação é que ambos funcionam de maneira diferente para atingir o mesmo objetivo. No entanto, como a prova de aposta ainda é relativamente nova no mercado, pode ser injusto julgar qual deles é o vencedor absoluto.

O PoW tem sido o mecanismo de consenso tradicional na maioria dos blockchains originais, como Bitcoin e Ethereum. No entanto, a Ethereum está adotando um novo protocolo PoS em uma tentativa de mostrar o potencial do emergente método de consenso.

O mecanismo de consenso PoW resistiu ao teste do tempo e provou ser uma forma de proteger um blockchain. No entanto, afetou negativamente a escalabilidade da rede, o que afeta negativamente as transações. Hoje em dia, os indivíduos raramente têm a chance de minerar, pois grandes organizações de mineração centralizadas com imenso poder de computação assumiram o controle, tornando os custos associados insustentáveis.

O algoritmo PoS, por outro lado, é mais eficiente em termos de energia e as redes sob ele desfrutam de maior escalabilidade e transações mais eficientes. No entanto, o mecanismo oferece menos segurança para as criptomoedas apostadas pelos participantes.

Conclusão

O PoS surgiu para corrigir as falhas inerentes ao mecanismo PoW e, é claro, prosperar no lado da eficiência energética. No entanto, ambos os algoritmos de consenso de blockchain podem estar disponíveis em um futuro previsível, considerando que o Bitcoin está preso ao PoW enquanto o Ethereum gravita em direção ao PoS.

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