O que é Prova de Trabalho

Você continua ouvindo a frase, mas ainda não tem ideia do que significa. Não se preocupe, não é só você! O que é a prova de trabalho? Aqui explicamos em bom português.

A prova de trabalho (PoW) é um algoritmo de consenso para redes de blockchain, sendo o modelo subjacente do Bitcoin. Bitcoin é a criptomoeda pioneira no uso de PoW.

Em um alto nível, a PoW depende da conversão da energia elétrica em “peso” na blockchain digital. Isso cria um dispêndio infalsificável para blockchains PoW como Bitcoin. No processo, conduz a uma estrutura de incentivo que produz uma rede distribuída tolerante a falhas bizantinas (BFT).

Consenso Nakamoto do Bitcoin

É melhor entender a mecânica da PoW através do prisma do Consenso Nakamoto do Bitcoin, que é o exemplo cardinal e inabalável de uma implementação bem sucedida e sustentável de PoW.

A PoW depende da resolução de um quebra-cabeça matemático para um valor abaixo de um limite específico (nonce), que produz o próximo bloco transmitido para a rede. Líderes de bloco, que produzem o próximo bloco, são selecionados em um formato parecido com o de loterias. Isso corresponde diretamente ao poder computacional que contribui para o processo (ou seja, seu hash). Como Satoshi Nakamoto explicou no whitepaper do Bitcoin:

“A prova de trabalho também resolve o problema de determinar a representação na tomada de decisões pela maioria. Se a maioria fosse baseada em “um voto por endereço IP”, ela poderia ser subvertida por qualquer pessoa capaz de alocar muitos IPs. A prova de trabalho é essencialmente “uma CPU um voto”. A decisão majoritária é representada pela cadeia mais longa, que tem o maior esforço de prova de trabalho investido nela. Se a maioria da potência de CPU for controlada por nodes honestos, a cadeia honesta crescerá mais rapidamente e ultrapassará qualquer cadeia concorrente”.

Whitepaper de Satoshi Nakamoto

A cadeia mais longa é a qual recebeu a contribuição de mais trabalho. Ou seja, que possui mais poder (em hashes), o que a torna fácil de identificar.

Há dois participantes básicos no modelo de consenso de PoW: os mineradores e os operadores de nodes completos.

Mineradores

Mineradores são um mercado de participantes que competem para resolver e, assim, produzir o próximo bloco. Então, o bloco produzido é transmitido para a rede, o que acontece a cada 10 minutos. O minerador vencedor por cada rodada de 10 minutos é recompensado tanto com a recompensa do bloco (atualmente 6,25 BTC) quanto pelas taxas de transação no bloco. Isto movimenta um sistema de incentivos para que mineradores permaneçam honestos em sua propagação de blocos por duas razões principais.

Primeiro, os mineradores despejam fundos em equipamentos de hardware caros, que resolvem o algoritmo de mineração do Bitcoin através de tentativas brutas e persistentes em computação contínua, consumindo energia elétrica.

Caso os mineradores agissem maliciosamente e tentassem subverter o processo de mineração, ferindo a credibilidade do Bitcoin no processo, seu investimento em hardware se tornaria mais caro, uma vez que o ROI no BTC concedido pela recompensa do bloco valeria menos do que antes, o que leva ao segundo motivo.

Os mineradores ganham suas recompensas de bloco diretamente em BTC, não em dinheiro. Consequentemente, eles estão convertendo um recurso do mundo real (eletricidade) em BTC, promovendo um tipo de custo-benefício infalsificável que baseia todo o modelo de segurança do Bitcoin. Além disso, a blockchain recebe um valor do mundo real, uma vez que os mineradores estão dispostos a converter não apenas uma moeda fiduciária (na forma de hardware), mas um recurso real e escasso (eletricidade) na produção de BTC.

A emissão e a política monetária do Bitcoin são posteriormente amarradas ao processo de mineração, tornando-as quase impossíveis de serem alteradas à medida que o poder de hash da rede cresce até as proporções que ela possui hoje. Bitcoins são distribuídos elegantemente dos mineradores para o mercado ao preço à vista do Bitcoin, uma vez que os mineradores precisam vender algumas de suas posições para obter lucro e pagar contas.

Operadores de nodes completos

A segunda entidade na PoW são os operadores de nodes completos ou usuários comuns que executam nodes completos. Nodes completos são clientes de software que rodam o software Bitcoin, o qual automaticamente valida e propaga transações e blocos na rede.

Usando provas criptográficas e as regras de consenso do Bitcoin, os operadores de nodes completos são o coração da rede e os validadores finais do estado da rede. Os clientes de nodes completo também podem ser clientes de mineração, e os clientes rejeitam blocos e transações inválidas na rede.

A PoW tem sido criticada por sua alta demanda energética e sua baixa capacidade para executar transações na cadeia, mas com algumas ressalvas. Por exemplo, a grande maioria da mineração Bitcoin é produzida com energia renovável e equilibrar os custos do dispêndio energético com o valor geral e a geração de riqueza da Bitcoin é uma tarefa complicada. Independentemente disso, a PoW é uma inovação significativa no design computacional e na teoria dos jogos.

O modelo de PoW do Bitcoin é uma medida de segurança, criada pela confluência de incentivos da teoria dos jogos, computação distribuída, consenso social, economia de mercado e provas criptográficas. É a inovação que capacita uma blockchain a funcionar com consenso seguro, sustentável e distribuído. A existência de mais de uma década do Bitcoin é uma profunda prova disso.

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