Diferentes mecanismos de consenso de blockchain

Este artigo explicará como os mecanismos de consenso determinam as características de uma blockchain e o que isso significa para nós, entusiastas de tecnologia blockchain.

Blockchain e mecanismos de consenso

Vamos recapitular rapidamente: a tecnologia blockchain nos permite criptografar registros de dados em blocos e, em seguida, formar correntes para criar uma única fonte cronológica da verdade. O que torna a blockchain poderosa é sua natureza descentralizada. Os bancos de dados baseados em blockchain são acessíveis publicamente, mas nenhum ajuste pode ser feito se um quórum de participantes da rede não entrar em um consenso, garantindo confiança, segurança e transparência.

Esses participantes da rede, também conhecidos como "nós", são partes interessadas das redes descentralizadas que contribuem para o funcionamento seguro e adequado, realizando verificações, confirmando transações, atuando como centros de comunicação e permanecendo alertas para possíveis alterações de dados. Um mecanismo de consenso é definido para garantir que todos os nós trabalhem em sincronia. Além disso, determina as medidas segurança específicas e o esquema de incentivos de uma rede.

Neste artigo, vamos nos concentrar apenas nas blockchains públicas, pois é mais provável que interajamos com elas em nossas transações diárias. Dois exemplos de blockchains públicas são os lendárias blockchains do Bitcoin e Ethereum.

Muito além de Proof of Work e Proof of Stake

Bitcoin e Ethereum usaram o mecanismo de Proof of Work (PoW) para regular o estado da rede desde sua gênese, mas a Ethereum está mudando gradualmente para a Proof of Stake (PoS) com seu plano Ethereum 2.0. O Bitcoin, no entanto, continuará empregando PoW, pois seu código é imune a mudanças de consenso. É importante ressaltar que os vínculos do Bitcoin com o consumo de energia manterão seu valor conectado aos custos da vida real. Outros tipos de consenso de blockchain são menos comuns e são adotados principalmente para atender às prioridades estratégicas da rede.

Proof of Work (PoW)

Como o nome sugere, esse tipo de consenso exige uma quantidade árdua de "trabalho". Os participantes da rede, os mineradores, usam softwares sofisticados e computadores potentes para encontrar a solução para problemas matemáticos extremamente complicados por meio dos quais um novo bloco válido é criado.

Normalmente, a dificuldade de mineração está positivamente correlacionada com o número de mineradores, de modo que o nível de dificuldade deve aumentar quando houver mais mineradores participando da rede. Isso significa que: a) quanto mais mineradores houver, maior será o nível de segurança e b) a equidade é garantida para todos os mineradores.

As blockchains PoW são realmente descentralizadas em termos de organização e localização, pois os mineradores se "acomodarão" onde houver eletricidade barata para maximizar seus lucros. A eletricidade está disponível por uma pequena taxa em vários lugares do mundo, espalhando a distribuição das operações de mineração em globalmente

Proof of Stake

É um mecanismo mais ecológico que o Proof of Work e se baseia totalmente no staking de ativos. Para se tornar um "nó" em uma rede PoS, é necessário bloquear fundos em um contrato inteligente especial para ter a chance de receber um bloco recém-gerado. O algoritmo PoS seleciona "stakers" aleatoriamente com base em suas participações de fundos na rede. Por exemplo, um "staker" cujos fundos representem 10% do total de fundos em staking tem 10% de chance de receber um bloco recém-gerado. Os incentivos também são distribuídos aos "stakers" proporcionalmente à relação entre seu valor em staking e o valor total em staking. Consequentemente, esse mecanismo é o principal gerador de valor de criptomoedas PoS.

Exemplos: Avalanche, Cardano, Algorand.

Delegated Proof of Stake (DPoS)

DPoS é um aprimoramento democrático do modelo "centralizado até certo ponto" PoS. Embora os recursos econômicos afetem diretamente o processo de validação nas redes PoS, os "stakers" têm o poder de votar nos produtores de blocos nas redes DPoS. Esses criadores de blocos, também conhecidos como delegadores/testemunhas, são eleitos com base em sua participação, o que reflete sua confiabilidade e fidedignidade. Os incentivos e as penalidades são compartilhados entre os "stakers" e os delegadores, promovendo maior democratização na rede. Os delegadores geralmente permanecem ativos para se manterem responsáveis, o que pode acelerar significativamente o processo de transação. Exemplos: EOS, Tron.

Nominated Proof of Stake (NPoS)

O NPoS é semelhante ao DPoS, mas com um processo de votação mais complexo. Os "stakers", conhecidos como nominadores, escolhem um conjunto de validadores atribuindo seus tokens como garantia. Os validadores com o maior número de garantias receberão a responsabilidade de gerar novos blocos, mas o conjunto final de validadores pode ser bem diferente dos conjuntos indicados. Dessa forma, cada nomeador tem uma boa chance de receber recompensas, e os validadores também precisam provar que são dignos da confiança da comunidade. Exemplos: Polkadot, Kusama.

Proof of Authority (PoA)

Outro mecanismo de consenso que dá grande ênfase ao capital social dos validadores de nós é o PoA. A comunidade seleciona e concede o direito de gerar novos blocos aos usuários mais confiáveis e parceiros estratégicos do projeto, ou seja, usuários com interesse de longo prazo no sucesso futuro da rede. Mas isso vai muito além de status social, já que validadores aprovados também são obrigados a fazer staking de seus ativos. Exemplos: VeChain, TomoChain.

Proof of History (PoH)

Solana foi a primeira a introduzir um modelo híbrido de PoS e PoH em 2018, prometendo um processo de validação mais rápido, eficiente e seguro. Um relógio criptográfico é integrado a cada nó da rede Solana, por meio do qual cada dado é registrado em ordem cronológica verificável com data e hora específicas. Em vez de esperar por respostas de outros nós, cada validador pode decidir sobre a validade das mensagens de bloco de forma independente, acelerando assim o processo de consenso de transações Solana.

Neste artigo, apresentamos os mecanismos de consenso mais comuns de blockchain. Cada um deles é utilizado por vários projetos dos quais você provavelmente já ouviu falar. Esta é uma lista descomplicada dos mecanismos de consenso existentes e dos que serão criados em um futuro próximo como consequência do crescimento do setor de blockchain. Independente de suas características, o objetivo do consenso é simplesmente manter a operação eficaz das blockchains. Dessa forma, espera-se que os desenvolvimentos em algoritmos de consenso protejam a integridade dos dados com exclusividade, consistência e honestidade.

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