Por que a prova de trabalho é um mecanismo de consenso superior para Bitcoin

A prova está no pudim quando se trata do mecanismo de prova de trabalho do Bitcoin versus um debate sobre o mecanismo de consenso de prova de participação.

Houve inúmeros argumentos em torno da prova de trabalho (PoW) e prova de participação (PoS) como meio de obter consenso em uma rede blockchain.

Muitas pessoas se perguntam qual é o melhor e por quê? Neste artigo, abordarei alguns dos principais benefícios e desvantagens de cada mecanismo de consenso.

Vamos mergulhar.

O que é Prova de Trabalho (PoW)?

A prova de trabalho é um mecanismo de consenso descentralizado introduzido pela primeira vez pelo Bitcoin (BTC). Usaremos a rede Bitcoin como exemplo para entender o mecanismo de consenso de prova de trabalho.

A rede Bitcoin essencialmente exige que os membros contribuam com poder de computação, como unidades de processamento gráfico, para resolver quebra-cabeças matemáticos arbitrários e impedir que alguém obtenha controle ou manipule o sistema.

Cada transação que ocorre é validada antes de ser adicionada ao blockchain. Cada bloco é validado pelos mineradores, que recebem tokens BTC recompensados ​​à medida que realizam o “trabalho” por meio de suas unidades de processamento. Por isso, isso é chamado de prova de trabalho.

O mecanismo de consenso de prova de trabalho resistiu ao teste do tempo. Esse mecanismo de consenso validou com sucesso bilhões de transações no blockchain do Bitcoin por anos e manteve sua autenticidade e confiabilidade como o mecanismo de consenso mais seguro e descentralizado criado até hoje.

O que é Prova de Participação (PoS)?

Proof-of-stake (PoS) é um mecanismo de consenso usado em redes blockchain criadas como uma alternativa ao método PoW para validar transações.

Nesse mecanismo, os proprietários de criptomoedas podem validar transações de bloco com base no número de moedas que o validador aposta (em vez de mineradores as validarem). Por isso, isso é chamado de prova de participação (PoS).

Os validadores no PoS são escolhidos aleatoriamente. Para se tornar um validador, é preciso apostar uma quantidade específica de token de criptomoeda exigido por esse blockchain específico.

Existem várias variações de PoS, como prova de participação delegada (DPoS), etc. Eles foram desenvolvidos e implementados em várias redes blockchain, mas todos funcionam principalmente de maneira semelhante.

Quando um bloco de transações está pronto para ser processado, o protocolo da criptomoeda seleciona um validador para revisar o bloco. O validador então verifica se as transações no bloco são totalmente precisas e, se passarem nas verificações, o bloco será adicionado ao blockchain.

Em troca, o validador é recompensado na forma de tokens de criptomoeda por sua contribuição.

No entanto, se um validador acabar propondo um bloco com informações imprecisas, ele perderá alguns de seus tokens apostados como penalidade. Isso pode acontecer no PoS, pois não há hardware que resolva os quebra-cabeças criptográficos (ao contrário do PoW).

Qual mecanismo de consenso é melhor e por quê?

Tanto o PoW quanto o PoS são projetados para ajudar os nós em uma rede blockchain a verificar todas as transações que ocorrem.

Uma vez que os nós concordam com a validade de um bloco de transações, as transações são adicionadas ao blockchain. Ambos os modelos oferecem métodos distintos para alcançar o mesmo resultado final.

No entanto, a prova de trabalho como um sistema para validar transações e proteger a rede blockchain é muito mais superior a um modelo de prova de participação (PoS), mas tem um custo.

Abaixo, discuti o que torna o PoW um mecanismo de consenso superior quando comparado ao PoS e os custos associados a ele.

Segurança e autenticidade de dados

PoW é mais superior que PoS do ponto de vista de segurança e autenticidade de dados. Isso se deve ao fato de que no PoW, os dados estão conectados a um histórico comprovado de escolhas humanas, que não podem trapacear em um sistema que verifica cada transação.

Este sistema funciona com 0% de confiança e 100% das transações são verificadas e registradas pelos participantes da rede em um livro público.

O PoW também é um mecanismo de consenso altamente seguro porque, ao longo de um período de tempo, torna a rede cada vez mais difícil, a ponto de se tornar inacessível - porque a rede é constantemente monitorada por seus participantes. Esses participantes agora têm skin no jogo (já que precisam “trabalhar” para resolver as transações). Isso torna a rede extremamente cara para hackear.

Por outro lado, o mecanismo de consenso PoS é mais vulnerável a hacks e ataques.

Em teoria, se um participante da rede (ou um grupo de participantes) chegar ao ponto de possuir 51% das moedas apostadas, esse participante da rede (ou grupo) poderá controlar essencialmente todo o blockchain e alterá-lo. Isso é denominado como um Ataque de 51%.

Propriedade da rede

Dado o design de “mineração” para obter recompensas, o modelo PoW permite uma estrutura descentralizada.

O Bitcoin é um ótimo exemplo disso. A rede do Bitcoin é completamente descentralizada. Nenhuma pessoa, entidade ou país o controla. Ele é de propriedade e controlado por milhares de nós que executam a rede, em um sistema descentralizado e seguro, apoiado por PoW.

Por outro lado, PoS permite uma estrutura mais centralizada. Os participantes que podem apostar mais (geralmente os ricos), em teoria, podem acumular maior controle apenas apostando mais.

Esta é uma proposta arriscada porque se um grupo de participantes eventualmente chegar a 51% de controle, eles podem alterar o blockchain para se beneficiarem.

Já não vimos os problemas com este tipo de sistema? Basta abrir os olhos e você verá que estamos vivendo neste sistema há algum tempo e veja onde ele nos trouxe.

Alinhamento de incentivos e equidade

O modelo PoW recompensa os mineradores quando eles resolvem quebra-cabeças matemáticos complexos – uma recompensa em bloco e uma parte das taxas de transação em alguns casos. Isso incentiva o comportamento correto, pois os nós estão competindo para resolver o quebra-cabeça e obter a recompensa.

A rede fica cada vez mais difícil, garantindo que a resolução desses quebra-cabeças exija maior poder de computação. Isso, por sua vez, torna toda a rede mais segura e mais cara para hackear ou atacar.

À medida que o valor da criptomoeda aumenta, o valor da recompensa aumenta. Todos os mineradores da rede têm oportunidades iguais de ganhar a recompensa e, ao fazê-lo, continuam a proteger a rede e torná-la robusta.

Toda essa configuração incentiva o comportamento correto e desencoraja a bifurcação, que é a criação de um blockchain alternativo quando o protocolo é atualizado.

Por outro lado, em um modelo PoS, o incentivo para obter a recompensa é apenas apostar mais. Isso leva ao problema de centralização com os participantes apostando mais, potencialmente obtendo maior controle do blockchain. Em uma blockchain não monitorada, esse incentivo leva a uma ameaça de segurança maior com menos descentralização e mais suscetibilidade a ataques de baixo custo.

Teste do tempo

O modelo PoW resistiu ao teste do tempo. A rede Bitcoin é um ótimo exemplo disso.

Nos últimos 13 anos, a rede Bitcoin nunca foi hackeada ou comprometida de forma alguma. É a rede mais poderosa do mundo e resistiu ao teste do tempo do ponto de vista da autenticidade, confiabilidade e segurança da rede.

Por outro lado, os modelos de prova de participação são relativamente mais recentes e permanecem em seus estágios iniciais, tanto na adoção quanto na implementação. Além disso, há um nível mais alto de confusão em torno da viabilidade de alguns desses modelos à medida que mais e mais variações estão surgindo que não foram totalmente testadas.

Consumo de energia

Historicamente, existem argumentos de que os modelos PoW demandam consumo excessivo de energia, o que leva a um aumento de custos e impactos ambientais.

Isso é verdade. De fato, um modelo PoW consome muito mais energia do que um modelo PoS.

Isso se deve ao fato de que à medida que a dificuldade da rede aumenta, mais e mais poder computacional é necessário para resolver a complexidade. Este é o custo de executar uma rede altamente segura.

Uma rede monetária, que precisa de segurança em sua essência, consome energia. Vamos pegar as moedas fiduciárias, por exemplo. As moedas Fiat usam muito mais energia do que o modelo PoW, como a rede Bitcoin usaria.

Isso ocorre porque os bancos convencionais lastreados em moedas fiduciárias dependem de papel-moeda, que requer recursos para produzi-los e resulta em muito desperdício. Quando você considera os custos de energia de bancos, escritórios em arranha-céus, cofres de segurança, caminhões de segurança e outras despesas gerais, o sistema bancário tradicional mostra-se muito mais esgotante de energia do que o Bitcoin.

Um modelo PoW, como a rede Bitcoin, não requer nenhum recurso físico para ser produzido, além do poder computacional necessário para manter o blockchain. Portanto, embora a rede Bitcoin consuma energia, ainda é mais ecologicamente correta do que os bancos tradicionais e o sistema de moeda fiduciária que usamos hoje. É uma solução muito melhor e uma melhoria do caso de uso de consumo de energia e uma atualização para o sistema atual.

Em outras palavras, mover nosso sistema monetário para a rede Bitcoin não será apenas mais eficiente e seguro, mas também será um passo essencial na luta contra o aquecimento global.

O PoW é um sistema superior (como discutimos anteriormente) e também incentiva a inovação e a criatividade no espaço de consumo de energia.

O consumo de energia PoW foi fortemente otimizado ao longo dos últimos anos e usa energia renovável e energia que, de outra forma, seria desperdiçada.

Vamos pegar a rede Bitcoin, por exemplo. De acordo com Dados globais de mineração de Bitcoin do terceiro trimestre, a maioria da mineração feita no Bitcoin é por meio de energia renovável.

De fato, o uso de energia de mineração de Bitcoin é de apenas 0.122% quando comparado à energia total do mundo. De acordo com o relatório, no terceiro trimestre de 3, a eficiência da mineração aumentou 2021% e o mix de eletricidade sustentável aumentou 23%.

De fato, a mineração de Bitcoin aumentou 43 vezes em eficiência nos últimos sete anos. Em outras palavras, sua mineração é 4,237% mais eficiente agora do que há sete anos.

Este relatório conclui que o Conselho de Mineração de Bitcoin estimou uma melhoria de 3x e 2x na eficiência da mineração nos próximos quatro e nos próximos quatro anos.

Portanto, não é apenas o uso mais eficiente de energia hoje (para a aplicação de um sistema monetário), mas também é garantido que será dramaticamente mais eficiente nos próximos oito anos.

As recompensas pela mineração de Bitcoin são altas, o que incentiva os mineradores a buscarem fontes alternativas de energia, levando a inovações em energias renováveis. Como a maior parte do custo da mineração de Bitcoin vai para a eletricidade, os mineradores são levados a encontrar a fonte mais barata e limpa possível para maximizar os lucros.

Na verdade, a mineração de Bitcoin pode ser considerada uma das mais verde indústrias de grande porte em todo o mundo. A maioria das maiores empresas de mineração está localizada em regiões onde a eletricidade renovável é abundante. As fontes de energia renováveis ​​estão se tornando cada vez mais populares, pois são mais limpas e mais baratas do que as formas tradicionais de energia.

Muitos especialistas acreditam que o futuro da energia renovável é brilhante e eventualmente ultrapassará as formas convencionais de energia. A mineração de Bitcoin está liderando essa carga.

O consumo de energia do Bitcoin é um preço pequeno a pagar, considerando o valor econômico e social que ele proporciona. O Bitcoin vale cada pedaço de energia necessário para mantê-lo funcionando.

Conclusão

Quando você analisa todos os benefícios e custos de um modelo PoW, percebe que os benefícios do modelo PoW superam em muito os custos.

O PoW é um sistema superior por ser justo, seguro e garantir incentivos alinhados com o objetivo da rede blockchain, para proteger cada transação.

O consumo de energia PoW foi fortemente otimizado ao longo dos últimos anos e usa energia renovável ou energia que, de outra forma, seria desperdiçada.

O Bitcoin é apoiado pelo mecanismo de consenso PoW e resistiu ao teste do tempo nos últimos 13 anos. Isso por si só é prova de quão eficaz e poderoso é o modelo de consenso PoW.

Uma rede construída com base em equidade, segurança, descentralização e mecanismo de consenso de prova de trabalho é projetada para prosperar.

Este é um post convidado por Mir Quadri. As opiniões expressas são inteiramente próprias e não refletem necessariamente as da BTC Inc ou Bitcoin Magazine.

Fonte: https://bitcoinmagazine.com/technical/proof-of-work-superior-for-bitcoin