O que é o protocolo POS Ethereum Casper?

Enquanto Ethereum se prepara para lançar o hard fork Metropolis nos próximos meses, ainda se fala muito sobre Casper e a mudança para um protocolo de mineração Proof of Stake (POS) a partir de um Proof of Work (POW). Uma adaptação interessante do protocolo GHOST (Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree), Casper é a proposta atual dos desenvolvedores.

Esta atualização está preparada para fazer mudanças significativas no custo e na velocidade com que os usuários podem fazer transações na rede Ethereum. Isso também é particularmente importante, pois o blockchain Bitcoin está mostrando sinais de tensão e ainda está envolvido em divisões internas.

Prova de mineração em jogo?

A Prova de Participação é fundamentalmente diferente da Prova de Trabalho (PoW), onde o criador de um novo bloco é escolhido de forma determinística com base em sua riqueza ou “aposta”. Isso é diferente do algoritmo PoW, onde um participante da rede ou “minerador” terá que trabalhar em um problema matemático complicado que requer recursos para resolver.

Com a mineração POW, quando um mineiro consegue resolver um problema de bloco, ele é recompensado com uma determinada quantidade de moedas para resolver o bloco. No entanto, com o POS não há recompensa para resolver um bloqueio e os mineiros receberão apenas taxas de transação.

Dado que os mineiros não têm pressa em resolver problemas computacionais de PoW (que ficam cada vez mais difíceis), as transações de PoS podem ser muito mais econômicas e eficientes.

Os fundamentos do algoritmo PoS são fáceis de entender, no entanto, o protocolo Casper PoS é um pouco mais complexo do que isso.

Autenticação baseada em depósito de segurança

No caso do protocolo Casper PoS, a “aposta” é denominada “depósito de segurança”. Os participantes da rede ou “nós” terão que colocar esse depósito de segurança para servir ao consenso. Isso é chamado de “ligação” e os nós que já cederam um depósito de segurança são validadores vinculados.

A ideia por trás do depósito de segurança é que os mineiros sejam mantidos honestos. Se houver algo considerado inválido pela rede, eles perderão o depósito. Isso permite que haja um custo de se comportar mal.

Jogos de azar de consenso

A outra ideia por trás do protocolo Casper é fazer com que os validadores vinculados “apostem” em como será o consenso na rede. Além disso, o processo de consenso espera que todos os validadores apostem em como eles acham que todos os outros participantes estarão apostando seus depósitos.

Se eles apostarem na direção correta, eles ganham o depósito de volta junto com todas as taxas de transação. Se, por outro lado, eles não conseguirem concordar com o consenso do protocolo, eles ganharão menos de seu depósito. O objetivo é que, por meio de várias rodadas de apostas, as apostas acabem convergindo.

Além disso, o protocolo Casper POS punirá os nós que mudarem suas apostas de maneira dramática. Por exemplo, aqueles que apostam com alta probabilidade em um bloco e depois apostam com probabilidade ainda maior no próximo. Isso é feito para se certificar de que os nós estão apenas apostando com maior probabilidade nos blocos que eles consideram estar mais próximos do consenso.

Combatendo a Censura do Nó

É claro que, quando se trata de protocolos de consenso, sempre existe o risco de que um grupo de nós tente maximizar seus lucros em detrimento de outros nós. A fim de evitar isso, o protocolo Casper PoS depende do interesse próprio dos nós validados, conforme fornecido pela teoria dos jogos..

A recompensa para todos os participantes é maior quando 100% de todos os nós de consenso concordam. Isso punirá os nós que não estão criando blocos em uma ordem prescrita pelo protocolo. Casper é capaz de identificar blocos que são criados desta maneira e reterá as taxas de transação e depósitos dos validadores.

Mais especificamente, a recompensa ou receita que os validadores vinculados ganham é uma função linear no número de validadores que estão participando deste jogo de consenso.

Possível impacto nas transações por segundo

Como muitos têm elogiado, a mudança para o protocolo Casper POS provavelmente melhorará muito a velocidade das transações. A natureza da cadeia de blocos de Casper permite que os tempos de bloqueio sejam muito mais baixos do que tradicionalmente acontece com algoritmos PoW.

Isso ocorre porque os validadores não receberão uma recompensa pela resolução de um bloqueio, mas apenas receberão taxas de transação. Como tal, eles são incentivados a aumentar o limite de Gás nos blocos. No entanto, esses validadores que podem lidar com cargas de servidor aumentadas ainda precisarão levar em consideração os outros validadores que podem não ser capazes de acompanhar.

Como mencionamos acima, quando os validadores mais lentos ficam fora de sincronia, a recompensa individual para os mineradores de blocos de limpeza é reduzida. Portanto, os validadores só irão aumentar o limite de tamanho do bloco de maneira controlada.

Com a mineração POW, os mineiros geralmente compram muito mais hardware para lhes dar uma vantagem nos cálculos. Quando se trata de POS como a estrutura Casper, os servidores só precisam lidar com mais transações. Eles então terão um incentivo para investir em mais poder de processamento.

As velocidades das transações também são ligeiramente mais rápidas, pois o POS permite o uso de software cliente leve. Ao contrário do POW, não há necessidade de baixar cabeçalhos de bloco para validar e proteger as transações. Os validadores da rede assumiram grande parte da sobrecarga de consenso envolvida.

Impacto de falhas do sistema & Divisões

O protocolo Casper ainda é capaz de funcionar mesmo se toda a rede travar e a maioria dos nós ficar offline. Tudo o que é necessário é um validador vinculado para ainda estar online fazendo apostas e produzindo blocos por conta própria. Obviamente, mais participantes aumentam as recompensas, mas um validador ativo ainda é incentivado a produzir blocos por uma recompensa menor do que por nada.

O protocolo Casper POS também permite a recuperação de partições ou divisões de rede. Se alguma vez houve uma divisão na rede, Casper executará aquelas transações que receberam apostas na partição que teve o maior nível de participação. Assim que houver uma reconexão, os validadores irão retornar e finalizar os blocos na partição com mais participação do validador.

Teoria vs. Prática

No momento, o protocolo Casper POS ainda é uma construção teórica e ainda não foi implementado pela Fundação Ethereum. Quando a fundação finalmente libera o hard fork Metropolis, eles estão preparando algumas das bases para a eventual mudança para um algoritmo POS.

Embora não haja dúvidas de que a mineração em POS será mais econômica e rápida, muitos acreditam que ela não é necessariamente tão segura quanto os POW. Isso ocorre porque para um ator nefasto atacar um protocolo PoW, ele terá que investir uma quantia considerável de dinheiro. Por alguns cálculos, a quantia que seria necessária é mais do que eles seriam capazes de roubar.

O POS, por outro lado, é apenas um algoritmo e, como tal, precisa ser 100% à prova de balas para ter sucesso. Isso ocorre porque, a menos que haja penalidades consideráveis ​​para atacar a rede, um ataque de PDV seria mais barato e mais recompensador se tivesse sucesso.

O protocolo Casper visa preencher essa lacuna e criar custos significativos para qualquer um dos validadores para atacar a rede. Além disso, um protocolo POS como o Casper significa que o infame 51% de ataque não poderia ocorrer. Se um mau ator estivesse tentando comprar 51% das moedas, o preço aumentaria. De acordo com Vitalik Buterin

A finalidade econômica é alcançada em Casper exigindo que os validadores enviem depósitos para participar e retirando seus depósitos se o protocolo determinar que eles agiram de alguma forma que viola algum conjunto de regras (‘condições de corte’)

Mike Owergreen Administrator
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