O que funciona e o que não funciona: a batalha emergente entre Proof-of-Work e Proof-of-Stake

Se você é um entusiasta de criptografia, deve ter ouvido falar de proof-of-work e proof-of-stake, que são os dois mecanismos de consenso usados para validar transações criptográficas e, de fato, criar novas criptomoedas. Todas as redes blockchain descentralizadas exigem validadores para provar sua existência na rede, e esses dois métodos são as maneiras pelas quais um validador pode provar sua presença.

O primeiro mecanismo de consenso a ser usado por uma blockchain foi a prova de trabalho, e foi na blockchain do Bitcoin. No entanto, dois anos depois, Peercoin introduziu um blockchain que fazia uso de Proof of Stake. Nesse ponto, era uma ideia nova, e muitas pessoas, especialmente os maximalistas do Bitcoin, esperava que falhasse . Curiosamente, só cresceu em popularidade desde então.

Hoje, a prova de participação como mecanismo de consenso é tão popular que até mesmo redes como a Ethereum são mudando para ele. E não é difícil perceber porquê. O mecanismo tem alguns benefícios surpreendentes que o tornam ainda mais atraente do que a prova de trabalho. Mas essa é toda a história? A prova de participação é apenas um mecanismo melhor do que a prova de trabalho? Ou há algo mais que precisamos saber?

Prova de trabalho

É fácil pensar em prova de trabalho apenas em termos de consenso de blockchain, mas não é. É um conceito bastante amplo que pode ser aplicado a qualquer sistema computacional significativamente complexo. Em essência, é uma forma de prova em que uma parte prova a outras, ou a um sistema, que um certo nível de esforço computacional foi gasto. Portanto, é uma forma de provar que o trabalho foi feito.

Na criptografia, os mecanismos de prova de trabalho assumem a forma de problemas matemáticos difíceis que só podem ser resolvidos pelo poder computacional. Em muitos casos, os problemas matemáticos começam bem fáceis, mas com o tempo ficam cada vez mais difíceis.

Embora seja necessário muito trabalho para o provador provar que o trabalho foi feito, geralmente é necessário um esforço mínimo para os verificadores do sistema confirmarem o trabalho. A ideia de prova de trabalho é tão já em 1993 quando foi inventado por Moni Naor e Cynthia Dwork como uma forma de impedir ataques de negação de serviço e spam. O nome foi cunhado muito mais tarde, em 1999, por Markus Jakobsson .

A prova de trabalho é uma forma muito útil de verificar transações porque exige que os verificadores tenham skin in the game. Ao tornar onerosa a cunhagem de uma moeda ou a validação de uma transação, ela garante que apenas as partes que se preocupam com o sistema possam participar. No entanto, é vital entender que o objetivo dos algoritmos de prova de trabalho não é provar que certos quebra-cabeças foram resolvidos. Esse é apenas o meio. O objetivo desses algoritmos é desencorajar a manipulação de dados, tornando-a inviável devido aos altos requisitos de energia.

Prova de aposta

Ao contrário da prova de trabalho que tem sua história fora das blockchains, a prova de participação é mais fundamentada na tecnologia blockchain. Assim como o proof-of-work, o proof-of-stake também é uma forma de verificar transações no blockchain. Mas, em vez de solicitar a prova do trabalho computacional realizado, os sistemas de prova de participação solicitam a prova dos tokens apostados. Ou seja, os validadores só podem trabalhar na cadeia provando que possuem alguma quantidade do token nativo da cadeia apostado.

Isso garante que os possíveis invasores da cadeia devam ter uma grande fração dos tokens para causar qualquer impacto material. Obviamente, isso significa que hackers em potencial teriam que sofrer perdas significativas se quisessem validar transações falsas. Isso também significa que os validadores têm um incentivo para manter tokens, criando assim uma reserva robusta para o blockchain e estabilizando os preços.

Proof-of-Work vs Proof-of-Stake

Ambos os mecanismos de consenso têm seus benefícios e também têm suas desvantagens. Hoje, muitos blockchains fazem uso de proof-of-work, mas isso pode ser apenas porque o mecanismo foi o primeiro popular e testado. O fato de o próprio protocolo existir desde os anos 90 o torna, pelo menos historicamente, mais confiável do que proof-of-stake.

Uma coisa que a prova de trabalho tem sobre a prova de participação é que ela é muito mais descentralizado. Para cripto maximalistas, quanto mais descentralizado for um sistema, mais seguro ele é e melhor para ele. Como a prova de trabalho requer mais computadores e sistemas em uma rede para revisar um bloco, ela também requer muito mais uso de energia. O fato de o sistema rodar em computação pesada significa que eles são muito caro para rodar e pode ser ruim para o meio ambiente. O fato de essas redes também serem tão grandes significa que elas são Mais devagar e pode ser incapaz de escalar para dApps que exigem muita velocidade.

A prova de participação é quase a antítese da prova de trabalho em termos de suas vantagens. Por um lado, proof-of-stake não requer muita energia desde que o sistema não consuma poder computacional. Isso também significa que é melhor para o meio ambiente a longo prazo, pois ele usa menos energia. Como não é necessariamente uma rede grande, as cadeias de prova de participação também são mais rápidas do que as cadeias de prova de trabalho.

Curiosamente, além de ser uma forma de validar transações no blockchain, o staking em si tem muitos benefícios fora da validação do blockchain. Mesmo quando você aposta com empresas terceirizadas, ainda pode ganhar recompensas regularmente apenas por possuir a criptomoeda e não vendê-la. Surpreendentemente, algumas partes interessadas de terceiros, como Ankr ofereça algo chamado liquid staking, onde você também pode gastar seus tokens por meio de um derivativo enquanto ele está apostado. Além de ser uma forma de validar transações em um blockchain, o staking também pode ser uma forma de obter rendimentos criptográficos fáceis. É o equivalente a acumular juros em uma conta poupança, mas com juros muito melhores.

Mas tudo isso tem um custo. Como geralmente não é tão descentralizado, pode não ser tão inviolável quanto as cadeias de prova de trabalho. Agora, isso não significa que esse mecanismo não seja seguro. Significa apenas que é muito mais difícil hackear um sistema proof-of-work do que hackear um proof-of-stake.

Quando chegamos ao fundo, ambos os sistemas são bastante semelhantes. Por um lado, ambos têm consequências econômicas terríveis para as pessoas que interrompem a rede. Com o proof-of-work, os disruptores teriam que gastar uma quantidade incrível de energia e recursos em termos de contas de energia e hardware para interromper a rede com sucesso. Com a prova de participação, os disruptores correriam o risco de perder o valor de seus tokens ao validar transações falsas. Se eles agirem contra o interesse da rede e verificarem um bloco de transações inválido, seus tokens apostados serão cortados.

A diferença entre os dois mecanismos de consenso pode ser descrita em uma frase; facilidade e segurança. A prova de participação é muito mais fácil para os validadores e muito mais fácil para o ambiente, mas a prova de trabalho pode ser um pouco mais segura.