Proof of stake, o modelo para o futuro?

Por Fernando Azevedo | Blockchain Developer


Fernando Azevedo

Com a introdução da bitcoin, emergiu uma nova tecnologia que introduziu um paradigma inovador intitulado blockchain, que permite que seja fornecido uma série de serviços sem a necessidade de uma autoridade central que garanta a segurança e integridade do sistema. Esta tecnologia é representada por uma sequência de blocos interligados através de uma assinatura criptográfica que os identifica. Esta assinatura criptográfica é criada de acordo com um modelo de consenso chamado “Proof of Work” (POW), ou seja, prova de esforço, por necessitar de esforço computacional para ser calculada.

Com o sucesso e crescimento da bitcoin, os problemas do modelo de prova de esforço tornaram-se óbvios, e foram criados vários modelos novos que procuravam resolver estes problemas. Um dos modelos mais promissores foi o “proof of stake” ou prova de participação, que procura alcançar o consenso descentralizado necessário de uma blockchain através de um modelo de escolha aleatória de participantes da rede, necessitando unicamente de um deposito ou caução previamente. Mas será este modelo de consenso igualmente seguro? E mais importante, será que a devemos utilizar? Para responder a estas perguntas iremos descrever os problemas identificados na prova de esforço e como a prova de participação os tenta resolver.

Durante a execução da prova de esforço, o primeiro participante a chegar a uma assinatura criptográfica válida, com a execução exaustiva de um algoritmo, irá ser recompensado monetariamente. Este fator torna este processo um género de corrida onde a competitividade entre os participantes é inevitável, originando dois problemas:

→ O primeiro, e talvez o mais deduzível, é o consumo excessivo de energia. Dado que este modelo incentiva indiretamente os seus participantes a obterem melhores equipamentos para ganharem vantagem na computação, a energia necessária para os alimentar aumenta chegando a ultrapassar os consumos de países como a Irlanda.

→ O segundo recai sobre a centralização da rede, devido ao controlo que tem sido observado por um numero pequeno e limitado de entidades que retêm as maiores fatias do total poder computacional da rede. Este é um dos assuntos amplamente discutido entre a comunidade, sendo apontado como um dos principais problemas da bitcoin.

O primeiro problema é eliminado pela prova de participação, sendo esse o seu principal objetivo, no entanto, as primeiras implementações do modelo mantinham o segundo problema, tendo sido desenvolvidos métodos posteriormente que tentam prevenir essa centralização, ao tornar a escolha de participantes mais aleatória em vez de dar prioridade aos participantes com maior valor de caução.

Um outro problema que poderá surgir está relacionado com a inflação da moeda, que é utilizada para recompensar monetariamente os produtores de blocos. Enquanto esta recompensa for lucrativa a segurança da rede mantém-se pois o total poder computacional continua elevado. Com o eventual desaparecimento da inflação, os produtores passam a ser recompensados pelas taxas de execução de transações na rede. Com isto surgem duas soluções, nenhuma delas considerada boa pela comunidade:

→ A primeira seria a subida do valor exigido nas taxas, tornando-as mais dispendiosas. Isto pode levar aos utilizadores a vetarem a sua utilização por completo, o que levaria à queda da bitcoin.

→ A segundo opção seria a diminuição da energia necessária para correr o algoritmo, através da diminuição dos equipamentos, para que a sua participação continue a ser lucrativa. Ora bem, esta diminuição iria comprometer a segurança da rede, podendo levar a possíveis ataques como o de 51%.

Destes problemas, conseguimos deduzir que o aumento das taxas de transação também pode acontecer com a prova de participação, ainda que menos provável já que a energia e poder computacional necessário para a participação é inferior ao necessário em blockchains que utilizem prova de esforço. Quanto ao segundo problema, mesmo com recompensas extremamente baixas, a participação dos produtores corre menos riscos, dado que o seu custo de participação é quase inexistente e deverão conseguir lucrar independentemente do valor.

É provável que as arquiteturas das futuras blockchains utilizem soluções baseadas na prova de participação em vez da prova de esforço. Como exemplo, a criptomoeda anunciada pelo Facebook, a Libra, promete eventualmente mudar o seu modelo de consenso para algo baseado neste. Também a Ethereum, uma das blockchains mais cotadas e bem sucedidas atualmente e utiliza como modelo de consenso a prova de esforço, tenciona alterar numa futura versão o seu modelo para se baseia na prova de participação.

Mas mesmo com a criação de novas blockchains baseadas na prova de participação e mesmo que uma das maiores tencione adotá-la, não significa que a prova de esforço seja um modelo sem futuro. O maior exemplo e prova deste facto é a existência da Bitcoin, que ainda funciona com a prova de esforço que, ainda que com limitações visíveis, é atualmente a blockchain mais segura e bem cotada no mercado. Dito isto, a prova de participação é um modelo que se pode tornar o “standard” das tecnologias blockchain, sendo a prova de esforço um modelo cada vez menos utilizado.




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