O que é prova de interesse?

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O que é Proof of Stake e por que os desenvolvedores de blockchain decidiram implementá-lo no Ethereum 2.0? Realmente escalona melhor do que a Prova de Trabalho e, se assim for, a estaca substituirá a mineração?

Em dezembro de 2020, a Ethereum lançou uma nova rede Proof of Stake (PoS) que funciona lado a lado com a rede Proof of Work (PoW) existente. Embora a versão completa da nova rede ainda não tenha sido lançada, os usuários agora têm pelo menos uma visão do futuro.

Por que prova de interesse? Porque tem o potencial de tornar todas as redes de blockchain escaláveis ​​e, portanto, prontas para adoção global. Podemos ver a tecnologia blockchain como um sistema que é muito superior aos sistemas de tecnologia legados, mas a verdade é que a maioria das redes blockchain não podem suportar a mesma carga de trabalho que o processo de sistemas centralizados.

O co-fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, pretendia mudar para a Prova de Participação há muito tempo. No entanto, nem mesmo um único desenvolvedor em toda a indústria de blockchain tinha uma ideia de como implementar a atualização de forma prática.

Existem muitos problemas com PoS, a maioria dos quais desabilita completamente os três recursos fundamentais do trilema blockchain (descentralizado, escalável, seguro). Embora a premissa central das redes PoS seja simples, as próprias soluções são terrivelmente complicadas.

Interessado em descobrir qual é o próximo estágio da evolução do blockchain? Continue lendo nosso extenso, mas simples de entender, passo a passo da Prova de Estaca.

O que é prova de aposta? Quando foi introduzido?

O Proof of Stake é um mecanismo de consenso que os desenvolvedores do Ethereum procuraram implementar desde o lançamento da rede original. Na verdade, o conceito é muito mais antigo do que Ethereum, já que PoS foi mencionado pela primeira vez em 2012.

Sunny King e Scott Nadal, os criadores do Peercoin, publicou um artigo co-escrito na época que introduziu o PoS como uma alternativa ao PoW. A linha de pensamento deles era que deveria haver uma maneira mais econômica de extrair Bitcoin, um método que não requer alto consumo de energia.

Naquela época, a rede Bitcoin era tão pequena que todos os usuários combinados gastavam apenas cerca de US $ 150.000 em energia por ano. Hoje, as estatísticas sugerem que as mineradoras gastam mais do que $ 5 bilhões em custos anuais de eletricidade. Com o quão caro é a mineração e o grau de influência que tem no meio ambiente, certamente deve haver uma maneira melhor de manter a rede, certo?

No PoS, os validadores confirmariam as transações por estaqueamento em vez de mineração. A rede blockchain prioriza indivíduos que apostam mais moedas, e os maiores detentores teriam mais facilidade para ganhar recompensas.

Como o processo não envolve a solução de problemas matemáticos complexos por um longo período de tempo, o staking traz uma maneira mais eficiente de manter as cadeias de blocos. Afinal, o processo é quase totalmente virtual, envolvendo apenas o ato de travar moedas digitais. Se não for melhor na escala, deve pelo menos economizar custos e gastos com energia.

Quatro razões pelas quais a Prova de Participação é difícil de implementar

Existem quatro razões principais pelas quais o PoS é difícil de implementar em uma rede real sem transformá-la em uma falha completa. Como mencionamos anteriormente, o staking funciona bem em teoria. No entanto, o problema começa quando temos uma visão realista de como os indivíduos podem tentar prejudicar a rede, assumi-la ou atacá-la de outras maneiras.

Um staker para governar todos eles

Em PoW, um minerador aumenta seu potencial de recompensa ao contribuir com mais energia para a rede. No PoS, o mesmo é feito, mas com tokens de piquetagem (travamento). Se um único staker (ou um grupo de stakers) acumular um grande número de tokens, ele receberá a maior parte de todos os tokens futuros que serão distribuídos.

Devido ao seu design virtual, os tokens são obviamente mais fáceis de acumular e, mais tarde, representam o poder de um usuário na rede. Este não é o caso do PoW. Os mineiros precisam alocar espaço físico para suas plataformas, encontrar uma fonte de energia adequada que possa dar suporte à fazenda de mineração e até mesmo potencialmente lidar com as regulamentações e proibições governamentais.

Embora dinheiro suficiente possa transformar os participantes de PoW e PoS em governantes de uma rede, a mineração objetivamente leva muito mais etapas e riscos em comparação.

Ataques 51% mais fáceis

Assim como no caso acima, um usuário pode assumir o controle da rede acumulando mais de 51% de sua energia. No caso anterior, explicamos porque é mais fácil acumular energia dentro de uma rede PoS.

Com isso em mente, vemos outra limitação que impede os desenvolvedores de implementar a Prova de Participação.

Nenhum método de distribuição de token

Quando o Bitcoin chegasse pela primeira vez, os usuários configurariam um nó e uma carteira. Então, eles utilizariam seu computador para o processo de mineração. Quando um minerador resolvesse com sucesso o próximo bloco no blockchain do Bitcoin, o usuário receberia um pagamento por esse trabalho. A cada pagamento, a rede distribui lentamente Bitcoin.

Digamos que um indivíduo chamado John Smith lançou uma rede blockchain baseada em PoS chamada Project Proof of Stake. Novos usuários chegam à rede, configuram uma carteira e se preparam para começar a piquetar. Mas quais tokens você usa para apostar?

A distribuição inicial de criptomoedas em redes PoS é um paradoxo catch-22 para o qual não há solução fácil. Para receber tokens, deve-se bloquear os tokens existentes. Como você aposta quando não há nenhum token?

Uma solução que alguns projetos usaram é pré-definir os tokens. Em um projeto pré-estabelecido, uma série de tokens já circulam no mercado. No entanto, essa não é a melhor solução, pois apenas levanta a questão de quão descentralizada essa rede é.

Nada em jogo?

Por último, mas não menos importante, temos uma situação peculiar em que os participantes da rede podem dobrar os gastos.

Como um lembrete, gasto em dobro é o processo de usar as mesmas moedas / tokens mais de uma vez. Os sistemas PoW usam o processo de transações de carimbo de data / hora para resolver este problema.

O PoS tem uma situação hipotética em que os usuários podem ter ‘Nada em jogo’ (NoS). Cada vez que um nó atende a certas condições de piquetagem, a rede adicionará um bloco. O problema é que dois nós podem atender às condições ao mesmo tempo.

Quando isso acontece, o token se bifurca. No entanto, os nós resolvem o problema assinando a transação em apenas um dos dois garfos.

O problema específico que o NoS traz é que a grande maioria dos nós pode decidir assinar a transação em ambas as redes bifurcadas, pois não custaria nada verificar as duas. Como resultado, certos participantes da rede têm a oportunidade de gastar o dobro gastando tokens em uma rede e verificando-os em outra.

Como funciona

Fonte

Em um de nossos artigos anteriores, explicamos a Prova de Trabalho e como ela funciona. Você já deve entender o que é um mecanismo de consenso e por que os sistemas distribuídos e descentralizados precisam dele, se você o leu. Caso contrário, aqui está um breve resumo:

As redes Blockchain armazenam e registram permanentemente as informações das transações para garantir a validade e disponibilidade das moedas. Para que a rede funcione sem problemas e para que todas as informações permaneçam intactas sem qualquer manipulação, todos os participantes devem chegar a um consenso e concordar com uma determinada versão da rede.

Assim como o PoW, a Prova de Participação também é um mecanismo de consenso. No entanto, os métodos de validação e consenso são totalmente diferentes.

Como um lembrete, os mineiros gastam energia elétrica ao resolver problemas matemáticos complexos para extrair blocos (e no mesmo ato criá-los). No PoS, os mineiros são substituídos por validadores que colocam ativos a fim de validar os blocos e, portanto, formá-los em uma cadeia.

O que é prova de trabalho?

Prova de Trabalho é o mecanismo de consenso dominante da indústria de blockchain, usado para alimentar redes descentralizadas e validar transações por meio do ato de mineração.

O Proof of Stake requer que o usuário execute um nó validador que verifica e confirma os blocos. Ao piquetar tokens, o nó tem a chance de ser selecionado pela rede e propor um bloco. O processo de seleção é parcialmente aleatório, mas também prioriza os nós com base na riqueza e na idade de staking.

Assim que o bloco proposto for validado vezes suficientes, a rede o adicionará oficialmente ao razão. O nó selecionado anteriormente receberá recompensas tanto por propor o bloqueio quanto por verificá-lo. Todos os outros validadores só serão recompensados ​​por verificar.

A base econômica do estaqueamento

O Proof of Stake tem um incentivo econômico diferente em comparação com o irmão mais velho, PoW. Os validadores enfrentam consequências muito mais severas por comportamento malicioso, pois eles depositam fundos pessoais ao participar da rede.

No PoW, os mineiros só precisam pagar os custos da eletricidade para participar ativamente. No PoS, os validadores precisam colocar um grande número de tokens valiosos. Por exemplo, o requisito do Ethereum 2.0 é exatamente 32 Ether.

No preços de mercado atuais, o investimento de aposta é de $ 40.000. Além disso, uma parte desses recursos pode ser levada pela rede se o ator se comportar de maneira injusta ou não validar adequadamente as transações.

Caso seja a vez de um determinado nó validar o bloqueio, mas ele estiver offline, deverá pagar penalidades. Imagine que você executa um nó e perde energia elétrica em seu prédio ou acesso online. Como você vai participar da rede? Nesses casos, a única coisa que um validador pode fazer é pagar a multa e participar com mais frequência.

Mas a pena de não estar online é consideravelmente menor em comparação com atividades maliciosas direcionadas e intencionais. Se um nó tentar enganar o sistema propondo um histórico de dados de transação falsos ou manipulados, a rede tomará uma grande parte dos ativos fixados do nó. Em algumas situações, o agente malicioso pode perder tudo.

Com os fatos mencionados em mente, é fácil dizer por que o PoS apresenta melhores incentivos econômicos. Embora a validação possa ser mais fácil do que a mineração, ela acarreta riscos e penalidades muito mais graves.

Um breve resumo

Olá Viajante

Foi uma longa leitura! Vamos respirar rapidamente e resumir o que aprendemos até agora. Aqui estão os principais recursos definidores da Prova de Participação:

  • Estacando. Os mineiros gastam dinheiro com eletricidade, custos de aluguel e hardware. Para tornar os blockchains mais eficientes em termos de energia, o PoS permite que os nós validem as transações apenas piquetando ativos.

  • Escalabilidade. Este mecanismo de consenso não é inerentemente escalonável. Ele apenas suporta um novo tipo de tecnologia chamada sharding, sobre a qual você aprenderá em uma seção posterior. É impossível implementar em PoW, e o único ambiente que resta é PoS!

  • Potencial para comportamento destrutivo. A solução não é tão simples. A menos que os desenvolvedores criem as ferramentas e medidas corretas que evitem o comportamento malicioso, é fácil para os nós prejudicarem a rede e dobrarem os gastos. Não se preocupe, Ethereum 2.0 já corrigiu isso!

  • É mais velho do que você pensa. Não, o PoS não é tão novo quanto o ETH. Foi introduzido pela primeira vez em 2012, depois que os mineiros previram o caro futuro da mineração de Bitcoins. Demorou até 8 anos para que o ecossistema de blockchain mais significativo começasse a implementar PoS.

Vantagens da prova de aposta

Se o PoS for implementado adequadamente e todas (ou a maioria) das limitações forem removidas, o novo mecanismo de consenso apresenta muitas vantagens em comparação com o PoW. Na verdade, o novo sistema remove até certos traços ruins que as redes PoW têm.

Melhor escalabilidade

Embora o sistema PoS não melhore inerentemente a escalabilidade, existem certos recursos baseados na mesma infraestrutura tecnológica que permitem isso. Os desenvolvedores criaram sharding para escalar o PoS, uma vez que lhes permite melhorar a velocidade da rede, mantendo um ambiente seguro.

O sharding basicamente divide as cadeias em vários shards, onde cada um é capaz de processar e formar blocos. Como os nós validam blocos simultaneamente em vários fragmentos / cadeias, a rede principal de blockchain funciona mais rápido.

Este conceito é semelhante à tecnologia de computador, onde os processadores possuem múltiplos núcleos (assim como threads), e cada um funciona para alimentar o mesmo processo.

Melhor descentralização

Nesse sentido, podemos ver as redes de Prova de Participação como sendo mais descentralizadas, uma vez que eliminam certos fatores ruins comumente encontrados em PoW. O validador não requer hardware de mineração caro, ele não precisa do espaço de armazenamento necessário para hospedar plataformas de mineração e não há absolutamente nenhuma preocupação com a redução dos custos de energia.

Com apenas uma pequena barreira de entrada, o PoS é mais descentralizado, pois pessoas de várias origens podem ingressar na rede. Para hospedar um nó validador, o usuário deve ter acesso apenas à internet, um computador e uma certa quantidade de criptomoedas. Portanto, PoS é mais descentralizado em comparação com PoW.

Melhor acessibilidade

Os mesmos benefícios que mencionamos acima também são evidentes quando falamos sobre acessibilidade. Aderir a qualquer rede de PDV requer as mesmas ferramentas que investir em criptomoedas ou negociar ativamente no mercado. Em comparação com o mecanismo de consenso mais antigo, o PoS é definitivamente mais fácil de acessar e tornar-se parte do.

No entanto, a acessibilidade é parcialmente limitada pelo requisito de piquetagem. Podemos dizer com certeza que a maioria das pessoas não pode pagar os 32 ETH necessários para apostar no Ethereum 2.0, especialmente a preços atuais.

No entanto, ainda podemos ver novas redes PoS no futuro que não requerem um investimento tão alto para estaqueamento. Além disso, o próprio Ethereum 2.0 pode ver pools de validadores compartilhados, assim como os mineradores de Bitcoin compartilham os mesmos pools de mineração.

Como o Proof of Stake funciona no Ethereum 2.0?

Os desenvolvedores da indústria de blockchain tendem a lançar atualizações de tempos em tempos, em vez de lançar uma atualização principal. O mesmo é aplicado com o lançamento do Ethereum 2.0, que sairá em várias fases.

Em novembro de 2020, a Ethereum lançou um contrato de depósito para a nova rede. Depois de coletar mais de 500.000 ETH de validadores futuros, o contrato inteligente do projeto lançou automaticamente a primeira fase do Ethereum 2.0 Fase 0.

A tarefa da cadeia de beacon é implementar lentamente recursos como piquetagem e fragmentação na rede. A fase 0 começou com a coleta de uma lista de todos os validadores iniciais que se juntarão ao novo livro-razão.

Para participar, o usuário deve apostar pelo menos 32 ETH para se tornar um validador. No Ethereum 2.0, os validadores são nós que confirmam as transações e formam novos blocos. Um usuário pode executar vários nós, mas ele requer 32 Ether para cada um.

Os desenvolvedores prevêem o lançamento de mais duas fases ao longo de 2021, se não três. A Fase 1, a Fase 1.5 e a Fase 2 implementariam lenta mas seguramente todos os recursos necessários para lançar a versão final e completa do Ethereum 2.0.

Não há um plano concreto ou cronograma para o processo de preparação. No entanto, a maioria dos membros da comunidade espera que os desenvolvedores lancem pelo menos a Fase 1 e a Fase 1.5 até o final do ano. A fase final também pode ser lançada em 2021, mas os usuários estão preocupados com o progresso do Ethereum 2.0..

Ao final deste processo de lançamento, o Ethereum 2.0 substituirá a antiga rede PoW. Até aquele momento, ambas as cadeias trabalharão lado a lado.

Conclusão

A Prova de Participação é uma alternativa conceituada ao mecanismo de consenso da Prova de Trabalho original. A ideia surgiu em agosto de 2012, quando dois desenvolvedores descobriram que a noção de idade da moeda poderia substituir o PoW e aumentar a eficiência energética.

Desde 2015, os desenvolvedores da Ethereum têm trabalhado muito na migração de sua própria rede de PoW para PoS. Após cinco anos, a equipe finalmente lançou a primeira fase do Ethereum 2.0. Ainda não sabemos se a nova rede pode suportar a carga de trabalho da rede mais antiga. No entanto, os desenvolvedores estão confiantes de que o PoS irá tão longe quanto superar o modelo antigo.

O Proof of Stake substitui os mineiros por validadores que precisam investir ativos para participar da rede. Os inúmeros recursos disponíveis na arquitetura PoS tornam possível que blockchains se tornem mais escaláveis, mais descentralizados e acessíveis a todos.

Por muito tempo, o PoS serviu como um farol de esperança para os entusiastas do blockchain que estavam incertos sobre o futuro da indústria. Sem qualquer escalabilidade à vista, parecia que os blockchains nunca seriam capazes de competir com sistemas centralizados em nível empresarial.

O Ethereum 2.0 irá de uma vez por todas esclarecer essas dúvidas e dar início a uma nova era de finanças descentralizadas?

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Mike Owergreen Administrator
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