O que significa Proof-of-Stake (PoS) em criptografia?

Na Prova de Participação, pode bloquear a sua moeda criptográfica para ganhar recompensas através da validação de transacções, semelhante à aposta. Neste artigo, nossos especialistas fornecem uma explicação detalhada do PoS e fornecem seus exemplos, benefícios e desvantagens.

O que é Prova de Participação em Blockchain?

A prova de participação (PoS) é um mecanismo de consenso usado em redes de blockchain para chegar a um acordo sobre o estado do blockchain. Ao contrário da Prova de Trabalho (PoW), que exige que os mineiros resolvam puzzles matemáticos complexos para validar transacções e criar novos blocos, a PoS selecciona validadores para criar e validar novos blocos com base na quantidade de criptomoeda que detêm e estão dispostos a “apostar” como garantia.

Aqui estão alguns pontos-chave sobre o PoS:

• Mais eficiente em termos de energia: Como não depende do poder computacional bruto, o PoS consome muito menos energia do que o PoW.
• Tempos de transação mais rápidos: Devido ao seu processo de validação simplificado, as blockchains PoS podem frequentemente processar transacções mais rapidamente do que as cadeias PoW.
• Aumento da acessibilidade: Qualquer pessoa com criptomoeda suficiente pode participar no staking, ao contrário do PoW, que requer hardware especializado.
• Preocupações com a segurança: Alguns argumentam que os sistemas de PoS são menos seguros do que o PoW, já que grandes interessados poderiam potencialmente manipular a rede.

Como funciona o Proof-of-Stake?

Aqui está um resumo:

• Estaca: Em um sistema PoS, os participantes, geralmente chamados de validadores, devem “apostar” uma certa quantia da criptomoeda nativa do blockchain. Esta aposta serve como garantia e é mantida numa carteira designada ou num contrato inteligente. A quantidade de criptomoeda apostada pode variar dependendo do protocolo de blockchain específico.
• Criação e validação de blocos: Os validadores são escolhidos para criar novos blocos e validar transacções com base num algoritmo de seleção. A probabilidade de ser escolhido como um validador é muitas vezes proporcional à quantidade de criptomoeda apostada – aqueles que apostam mais têm uma maior chance de serem selecionados.
• Proposta de Bloco: Os validadores seleccionados para criar um novo bloco propõem um novo bloco com um conjunto de transacções. Este bloco proposto inclui um hash criptográfico do bloco anterior, formando uma cadeia de blocos – a blockchain.
• Votação: Outros validadores na rede avaliam então a validade do bloco proposto. Eles podem votar se acreditam que o bloco proposto é válido ou não. Os validadores podem ter a opção de votar diretamente, ou a sua participação pode votar automaticamente em seu nome.
• Consenso: O consenso é alcançado quando uma supermaioria dos validadores (geralmente uma maioria de dois terços ou mais) concorda com a validade do bloco proposto. Uma vez alcançado o consenso, o bloco é adicionado ao blockchain e o processo começa novamente para o próximo bloco.
• Distribuição de recompensas: Os validadores que participam na criação e validação de blocos são recompensados com taxas de transação e, por vezes, com moedas recém-cunhadas. As recompensas são distribuídas entre os validadores com base em sua participação e participação na rede.
• Penalidades: Os validadores que agirem de forma maliciosa ou tentarem validar transacções fraudulentas podem ser penalizados, incluindo a redução de uma parte das suas moedas em jogo ou a perda temporária ou permanente dos seus direitos de aposta.
• Segurança: Os sistemas PoS incorporam frequentemente mecanismos para garantir a segurança da rede e evitar a centralização. Isso pode incluir a seleção aleatória de validadores, penalidades por comportamento desonesto e mecanismos para impedir que uma única entidade controle uma parte significativa da rede.

No geral, o PoS oferece uma alternativa energeticamente eficiente aos mecanismos de consenso PoW e incentiva os validadores a agir honestamente na segurança da rede.

Como a Prova de Participação é diferente da Prova de Trabalho?

A prova de participação (PoS) e a prova de trabalho (PoW) são dois mecanismos de consenso fundamentais usados em blockchains para validar transações e proteger a rede. Embora ambos atinjam o mesmo objetivo, as suas abordagens diferem significativamente, levando a vantagens e desvantagens distintas.

Aqui está um resumo das principais diferenças:

Feature	Proof-of-Stake (PoS)	Proof-of- Work (PoW)
Processo de validação	Estaca criptomoeda	Resolve quebra-cabeças complexos com poder de computação
Consumo de energia	Muito baixo	Muito elevado
Acessibilidade	Qualquer pessoa com criptomoeda suficiente pode apostar	Requer hardware especializado
Segurança	Em evolução, potenciais preocupações com os grandes interessados	Estabelecida, mas vulnerável a ataques de mining pool
Velocidade de transação	Geralmente mais rápida	Geralmente mais lenta
Descentralização	Pode ser menos descentralizada devido à concentração de mining pool	Pode ser altamente descentralizada
Impacto ambiental Impacto Ambiental	Baixo	Alto
Custo de Entrada	Baixo	Alto
Recompensas	Ganhadas por validação de blocos	Ganhosos por mineração de blocos
Maturidade	Tecnologia mais recente	Tecnologia estabelecida

Processo de validação

• PoW: A mineração protege as redes blockchain resolvendo puzzles matemáticos complexos, validando transacções e criando novos blocos, incentivando os mineiros com recompensas pelos seus esforços computacionais.
• PoS: Os utilizadores “apostam” as suas participações em criptomoedas existentes, essencialmente bloqueando-as por um período. O montante apostado determina a sua hipótese de ser selecionado aleatoriamente como validador para o bloco seguinte. Os validadores verificam as transacções e adicionam novos blocos à cadeia, ganhando recompensas pelo seu trabalho.

Consumo de energia

• PoW: Devido ao processo de mineração competitivo, blockchains PoW como o Bitcoin consomem grandes quantidades de energia, levantando preocupações ambientais.
• PoS: Ao eliminar a necessidade de hardware de mineração poderoso, as blockchains PoS são significativamente mais eficientes em termos de energia, reduzindo seu impacto ambiental.

Acessibilidade

• PoW: A participação na mineração PoW geralmente requer hardware especializado caro, tornando-a menos acessível a indivíduos com recursos limitados.
• PoS: Qualquer pessoa com criptomoeda suficiente pode participar na staking, tornando-a mais acessível e democrática.

Segurança

• PoW: A natureza distribuída da mineração com muitos participantes torna as blockchains PoW geralmente resistentes a ataques. No entanto, a possibilidade de grandes pools de mineração ganharem controlo levanta preocupações de segurança.
• PoS: Embora o PoS ofereça uma segurança decente, alguns argumentam que grandes partes interessadas com quantidades significativas de criptomoedas apostadas poderiam potencialmente manipular a rede. Este é um tópico de debate e pesquisa em andamento.

Velocidade da Transação

• PoW: O complexo processo de validação no PoW pode levar a tempos de transação mais lentos, especialmente durante períodos de alta atividade na rede.
• PoS: O processo de validação mais simples no PoS resulta frequentemente em velocidades de transação mais rápidas em comparação com o PoW.

A escolha entre PoW e PoS depende das prioridades específicas do projeto de blockchain. Embora o PoW ofereça segurança comprovada, seu consumo de energia é uma grande desvantagem. O PoS apresenta uma alternativa mais ecológica e mais inclusiva, mas ainda está em desenvolvimento e as suas implicações de segurança a longo prazo estão a ser avaliadas.

Objectivos principais da prova de participação

• Rede segura e descentralizada: Como o PoW, o PoS tem como objetivo principal proteger a rede blockchain e manter sua descentralização. Isto significa garantir a precisão e imutabilidade dos dados de transação, mantendo-se resistente à manipulação ou controlo por qualquer entidade única.
• Eficiência melhorada: O PoS procura alcançar a segurança e a descentralização de forma mais eficiente do que o PoW. Ele elimina a necessidade de mineração intensiva de energia, levando a um processamento de transações mais rápido e menor impacto ambiental.
• Acessibilidade aprimorada: O objetivo do PoS é tornar a participação no blockchain mais acessível, removendo as barreiras de hardware associadas à mineração PoW. Qualquer pessoa com criptomoeda suficiente pode participar do staking, promovendo um envolvimento mais amplo da rede.
• Crescimento Sustentável: O PoS se esforça para garantir o crescimento sustentável do ecossistema de blockchain, abordando as preocupações de alto consumo de energia do PoW. Isso permite uma adoção mais ampla e potencial de aplicação no mundo real.
• Incentivos dinâmicos: O PoS incentiva a participação oferecendo recompensas dinâmicas para validar transações e proteger a rede. Isso incentiva o comportamento honesto e desencoraja atividades erradas.

Embora a segurança continue a ser o objetivo central, o PoS pretende alcançá-la de uma forma mais eficiente, acessível e sustentável, abrindo caminho para uma adoção e evolução mais amplas da tecnologia blockchain.

Segurança à prova de participação

A segurançaPoSi gira em torno de dois princípios principais: incentivos económicos e validação aleatória. Ambos trabalham em conjunto para criar um sistema onde o comportamento honesto é recompensado e a atividade maliciosa é penalizada.

Incentivos Económicos

• Estacionamento: Os utilizadores “apostam” a sua própria criptomoeda, essencialmente bloqueando-a por um período. Isso funciona como garantia, semelhante a um depósito de segurança.
• Slashing: Se um validador se comporta de forma desonesta, ele perde uma parte da sua criptomoeda apostada, criando um forte impulso para fazer batota.
• Recompensas: Os validadores honestos que ajudam a proteger a rede ganham recompensas, motivando-os ainda mais a agir honestamente.

Validação Aleatória

• Validadores: Nem todos podem validar transacções. Em vez disso, os validadores são escolhidos aleatoriamente com base no tamanho da sua aposta e outros factores.
• Difícil de atacar: Esta aleatoriedade torna difícil para uma única entidade controlar a rede ou manipular transacções, uma vez que não saberiam de antemão quem são os validadores.
• Byzantine Fault Tolerance (BFT): Alguns sistemas PoS usam BFT, permitindo que a rede funcione mesmo que um pequeno número de validadores esteja malicioso ou indisponível.

Desafios e Considerações

• Concentração da participação: Se um pequeno grupo controlar uma grande parte das moedas apostadas, eles podem potencialmente manipular a rede. Esta é uma grande preocupação e uma área ativa de investigação.
• Nova tecnologia: O PoS é mais recente que o PoW, e suas implicações de segurança a longo prazo ainda estão sendo estudadas e debatidas.
• Engenharia social: Ataques direcionados podem induzir os validadores a agir mal.
• Vulnerabilidades de contratos inteligentes: Vulnerabilidades em contratos inteligentes implantados no blockchain podem ser exploradas, independentemente do mecanismo de consenso.

O PoS oferece uma abordagem promissora para a segurança do blockchain, mas não é perfeito. A segurança é um processo contínuo, exigindo monitoramento constante, atualizações e pesquisas para lidar com ameaças em evolução. A escolha entre PoS e PoW depende das necessidades específicas e das prioridades de segurança do projeto blockchain.

Benefícios do Proof-of-Stake

• Eficiência energética: O PoS elimina a necessidade de hardware de mineração que consome muita energia, reduzindo significativamente o impacto ambiental da tecnologia blockchain. Isso se alinha com as preocupações crescentes sobre a sustentabilidade de sistemas PoW como o Bitcoin.
• Transações mais rápidas: O PoS geralmente oferece tempos de processamento de transações mais rápidos em comparação com o PoW. Isto é devido ao processo de validação simplificado, onde os validadores são escolhidos aleatoriamente em vez de competir através de cálculos complexos.
• Aumento da acessibilidade: Qualquer pessoa com criptomoeda suficiente pode participar do staking, tornando o PoS mais acessível do que o PoW, que requer hardware especializado. Essa participação mais ampla fortalece a descentralização e a segurança da rede.
• Taxas de transação mais baixas: Devido ao consumo de energia reduzido e ao processo de validação simplificado, as blockchains PoS geralmente têm taxas de transação mais baixas em comparação com as blockchains PoW. Isso pode ser especialmente benéfico para microtransações e casos de uso diário.

Prova de desvantagens da aposta

• Concentração de consumo: Se um pequeno grupo de indivíduos ou entidades detiver uma porção significativa das moedas apostadas, eles podem potencialmente manipular a rede ou influenciar a tomada de decisões. 
• Delegação e Pooling: Os validadores podem delegar o seu poder de staking a terceiros, criando pools de staking. Embora isso aumente a acessibilidade, também pode levar à centralização se grandes pools ganharem muita influência.
• Tecnologia mais recente: Comparado ao PoW, o PoS é uma tecnologia relativamente nova, e suas implicações de segurança a longo prazo ainda estão sendo ativamente pesquisadas e debatidas.
• Ataques de engenharia social: Ataques de engenharia social direcionados podem potencialmente enganar os validadores para que ajam mal.
• Vulnerabilidades de contratos inteligentes: Vulnerabilidades em contratos inteligentes implantados na blockchain podem ser exploradas, independentemente do mecanismo de consenso.
• Distribuição inicial de moedas: Dependendo de como a criptomoeda inicial foi distribuída, pode haver preocupações sobre justiça e potencial centralização se uma grande parte estiver concentrada nas mãos de alguns.
• Ataques do tipo “nada em jogo”: Algumas implementações de PoS podem ser vulneráveis a ataques “nothing-at-stake”, onde os validadores podem validar blocos válidos e inválidos sem penalização.
• Incerteza regulamentar: Os regulamentos em torno das criptomoedas e dos sistemas PoS ainda estão em desenvolvimento, criando incerteza para os utilizadores.

Quais criptomoedas usam prova de aposta?

Várias criptomoedas proeminentes usam mecanismos de consenso de Prova de Participação (PoS), incluindo Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM) e Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): Atualmente em transição de PoW para PoS através da sua atualização Ethereum 2.0, com o objetivo de aumentar a escalabilidade e eficiência.
• Cardano (ADA): Um dos primeiros blockchains PoS amplamente adotados, conhecido por sua abordagem baseada em pesquisa e foco em contratos inteligentes.
• Binance Coin (BNB): Token nativo da bolsa Binance, implementou um sistema híbrido de PoS e Proof-of-Authority (PoA) para transações mais rápidas.
• Polkadot (DOT): Rede multi-cadeia com uma arquitetura única de sharding, utilizando PoS para a sua cadeia principal e permitindo flexibilidade para diferentes mecanismos de consenso em parachains individuais.
• Solana (SOL): Blockchain de alto desempenho conhecido por suas rápidas velocidades de transação e baixas taxas, usa um mecanismo PoS híbrido exclusivo com nós validadores e prova de histórico.
• Tezos (XTZ): Plataforma de governação on-chain conhecida pelo seu processo de verificação formal e alterações, opera com um sistema PoS delegado.
• Cosmos (ATOM): Hub blockchain que conecta blockchains independentes, usa um sistema PoS baseado em Byzantine Fault Tolerance (BFT) para sua cadeia principal.
• Algorand (ALGO): Puro blockchain PoS conhecido por seu mecanismo de consenso eficiente e seguro, projetado para ser rápido e escalável.

Palavras finais sobre Proof-of-Stake (PoS)

PoS oferece uma alternativa promissora ao PoW, abordando suas principais limitações. No entanto, é essencial estar ciente dos seus desafios e dos esforços de desenvolvimento em curso para garantir um futuro seguro e descentralizado.

FAQ Sobre Prova de Participação (PoS)