A rede distribuída descentralizada da tecnologia Blockchain cria um sistema isento 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 pelas quais as redes operam. Se isso parece interessante, leia nosso guia abrangente para descobrir o que são algoritmos de consenso blockchain, seus objetivos, como eles funcionam e a diferença entre os dois mais populares em uso hoje.
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Como funcionam as blockchains
O blockchain é um sistema para registrar informações que não podem ser alteradas ou invadidas. Também chamado de Distributed Ledger Technology (DLT), o blockchain usa hash 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 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 em 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, fica evidente para todos os computadores participantes que uma alteração foi feita. Qualquer intenção de hacker 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 pelo qual usuários ou pares dentro de uma rede blockchain chegam a um acordo ou consenso comum sobre o estado em tempo real da 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 livro-razão distribuído. Um algoritmo de consenso se torna parte integrante de cada aplicativo blockchain ou projeto DApps dentro do blockchain.
Os mecanismos de consenso do Blockchain são geralmente responsáveis pelas três coisas a seguir:
- Eles garantem que o próximo bloco na cadeia seja a única versão correta da verdade.
- Eles impedem que invasores maliciosos atinjam 51% de poder de hash e usurpem o sistema e bifurquem com sucesso a cadeia.
- Eles garantem a confiabilidade de uma rede, incluindo múltiplos 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 (Double Spending).
Outros provedores de serviços financeiros, como empresas de cartão de crédito e débito, não operam mecanismos de consenso, pois, diferentemente das empresas de blockchain, as empresas controlam suas redes. O sistema envia as informações para um banco de dados central sempre que você utiliza seus cartões de crédito. Os usuários de cartão de crédito acreditam que as empresas podem proteger seus dados e o processo 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 são altamente suscetíveis ao risco de hackers e corrupção.
Entre no blockchain e na era das criptomoedas; tornou-se possível realizar transações peer-to-peer que são 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 de blockchain garantem que todos os participantes da rede concordem e joguem de acordo com as regras.
Objetivos dos Mecanismos de Consenso Blockchain
A seguir estão entre os principais objetivos dos mecanismos de consenso de blockchain.
#1. Acordo Unificado
A obtenção de um acordo unificado é um dos principais objetivos do mecanismo de consenso. Os protocolos incorporados na rede distribuída do blockchain garantem que todos os dados inseridos durante o processo sejam verdadeiros e precisos e que o status do livro 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 princípios básicos. Como resultado, justifica a descentralização e os aspectos de 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 o tempo todo, inclusive em falhas e ameaças.
Tipos de Algoritmos de Consenso Blockchain: Prova de Trabalho vs. Prova de Participação
Existem inúmeros algoritmos de consenso dentro do ecossistema blockchain, e muitos outros ainda estão sendo desenvolvidos. Portanto, todo usuário ou empresário deve estar familiarizado com as características dos diferentes mecanismos de consenso e saber identificar os pobres. Depois de aprender o básico dos algoritmos de consenso 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 usados. Ambos regulam o processo pelo qual as transações ponto a ponto são verificadas e adicionadas ao livro-razão público distribuído de um 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 pessoa que enviasse um ou dois e-mails legítimos, exigia grandes quantidades de recursos e poder de computação para qualquer pessoa 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. Pedido de Blockchain
Você já sabe que um blockchain é feito de uma sequência de blocos que representam grupos de transações alinhados cronologicamente. O primeiro bloco na blockchain baseada em prova de trabalho é codificado no software e é chamado de bloco 0 ou bloco Genesis. Enquanto o primeiro bloco não faz referência a nenhum bloco anterior, todos os outros blocos que entram no 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 criptomoedas) 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 ingressar 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 hash. 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 obtida, 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 Bitcoin, o blockchain reduz sistematicamente o valor da recompensa do bloco após a criação de um determinado número de blocos para manter a quantidade total de fundos finita e deflacionária.
O que é Prova de Participação (PoS)?
O método de consenso Proof of Stake (PoS) é uma emenda 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 o pedido de blockchain.
O algoritmo PoS usa um conjunto pré-determinado de fatores para eleger pseudo-aleatoriamente um nó entre os proprietários de moedas para propor o próximo bloco ao blockchain. É o papel do nó selecionado verificar a validade das transações dentro de um bloco, além de assinar e propor o bloco ao blockchain para validação.
uma. Pedido de Blockchain
Assim 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 inteira do livro-razão atualizado. No entanto, ao contrário do método PoS, os nós participantes não competem para serem selecionados para adicionar blocos. Como resultado, novos blocos são geralmente forjados ou cunhados em vez de extraídos.
b. Uso de energia
As blockchains baseadas em PoS são famosas por usar um sistema com eficiência energética para determinar quem pode propor novos blocos e não dependem de alto consumo de energia e poder de computação. Os proponentes do mecanismo de consenso PoS o consideram um mecanismo ecologicamente correto, 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 de eletricidade possível, que na maioria das vezes 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, um usuário deve apostar ou bloquear uma quantidade específica de tokens do 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 agirem maliciosamente ou violarem as regras estabelecidas podem acabar perdendo sua participação 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 exchanges de criptomoedas oferecem serviços de apostas colocando apostas em nome dos usuários em troca de pagamentos regulares.
PoW vs. PoS: Onde está o futuro?
Nosso veredicto dos algoritmos de consenso de blockchain de prova de trabalho versus prova de participação é que ambos funcionam de maneira diferente para atingir o mesmo propósito. No entanto, como a prova de participação ainda é relativamente nova no mercado, pode ser injusto julgar qual deles é o vencedor absoluto.
PoW tem sido o mecanismo de consenso tradicional na maioria das blockchains originais como Bitcoin e Ethereum. No entanto, o Ethereum está adotando um novo protocolo PoS em uma tentativa de mostrar o potencial do método de consenso emergente.
O mecanismo de consenso PoW resistiu ao teste do tempo e provou ser uma forma de proteger uma blockchain. No entanto, impactou negativamente a escalabilidade da rede, o que afeta negativamente as transações. Atualmente, 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 veio para resolver falhas inerentes ao mecanismo PoW e, claro, prosperar no lado da eficiência energética. No entanto, ambos os algoritmos de consenso do blockchain podem estar disponíveis em um futuro próximo, considerando que o Bitcoin está preso ao PoW enquanto o Ethereum gravita em direção ao PoS.
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