O Que é a Prova de Participação da rede Ethereum?

Por Gaurav Roy

A prova de participação (PoS) é o mecanismo que fundamenta o algoritmo de consenso da Ethereum. Para quem não conhece essa mudança, em 2022, a Ethereum mudou oficialmente para o mecanismo PoS buscando um meio mais energeticamente eficiente e com mais suporte para novas soluções de escalabilidade.

Neste artigo, a Ledger Academy vai ajudar você a entender os pormenores do algoritmo de consenso PoS da Ethereum de um jeito simples. Vamos começar!

O que é Prova de Participação (PoS)?

A prova de participação (Proof of Stake, PoS) é um tipo de mecanismo de consenso usado para proteger as redes blockchain. Os mecanismos de consenso são a base de todas as blockchains, pois são as regras subjacentes que determinam como uma rede funciona.

O Que é um Mecanismo de Consenso?

Vamos começar entendendo a ideia de consenso. Em geral, o consenso é um processo usado para chegar a um acordo entre um grupo de pessoas.

Em termos de blockchain, o consenso é o processo pelo qual um grupo de nodes em uma rede determina quais transações na blockchain são válidas. Um mecanismo de consenso é a metodologia para chegar a esse acordo.

Portanto, uma blockchain é um livro-razão de transações distribuídas, descentralizadas e, muitas vezes, públicas. Cada transação em uma blockchain é registrada como um “bloco” de dados e deve ser verificada por redes de computadores peer-to-peer antes de ser adicionada à cadeia. Esse sistema ajuda a proteger a blockchain contra atividades fraudulentas e gastos duplos.

Há muitos tipos de mecanismos de consenso. Cada um deles funciona de maneiras diferentes, mas têm um propósito: garantir que os registros de transações em um blockchain sejam verdadeiros e honestos. A prova de participação (PoS) é um dos mecanismos de consenso mais populares.

Mecanismo de Consenso PoS

Uma rede de prova de participação (Proof of Stake, PoS) é um sistema que usa lastro em criptomoedas para se proteger. Cada node validador “bloqueou” um depósito de segurança de ETH na rede para participar do consenso. Ao usar criptomoedas como garantia, ela obriga os nodes a se comportarem adequadamente e ajuda a manter a rede segura.

O que é um Validador?

Um node validador é uma parte vital de uma rede blockchain. Ele é responsável por participar do processo de criação de consenso de uma blockchain. Os nodes validadores votam na autenticidade de um novo bloco de transações, garantindo assim que os novos blocos sejam válidos antes de adicioná-los permanentemente à blockchain. Enquanto isso, um node específico é selecionado como o “proponente do bloco” para o intervalo de tempo atual. Esse node é responsável por criar o novo bloco de transações e transmiti-lo aos outros nodes para ser verificado.

Como os Novos Blocos São Verificados?

Cada node validador tem a mesma cópia do histórico da blockchain. Usando esse histórico comum, eles avaliam se os novos blocos de transações são válidos. Em seguida, votam na validade como um grupo antes de adicioná-los à cadeia principal.

Como a Rede Ethereum seleciona os Validadores?

A seleção do validador no sistema de prova de participação (PoS) da Ethereum é baseada na participação do validador na rede. Para explicar, quanto maior for a participação, maior será a probabilidade de o node ser selecionado para adicionar o novo bloco à cadeia.

Requisitos de Staking da Ethereum

No sistema de PoS da Ethereum, cada validador deve fazer staking dos tokens nativos da rede (nesse caso, 32 ETH). Esse requisito para o staking incentiva os validadores a agirem de acordo com os melhores interesses da rede. Isso porque os validadores podem perder seu investimento se tentarem subverter o sistema ou não conseguirem validar de forma confiável e eficaz.

Por meio do aplicativo Ledger Live, você pode, de forma fácil e segura, fazer staking de ETH em um validador e começar a ganhar recompensas em ETH passivamente.

O que é finalidade?

Finalidade é o tempo necessário para proteger uma transação na blockchain. A finalidade garante que um determinado bloco na blockchain não possa ser alterado ou revertido. As transações dentro do bloco são, portanto, imutáveis.

Mesmo depois que uma transação é confirmada como parte do bloco mais recente, isso não significa que ela não possa ser alterada ou desfeita. Durante o curto período que se segue, uma transação pode ficar vulnerável a ataques de agentes maliciosos que tentam explorar pontos fracos na blockchain.

Finalidade de Bloco na Prova de Participação da Ethereum

Pela prova de participação (PoS), a Ethereum usa blocos de “checkpoint” para gerenciar os votos dos validadores. O primeiro bloco de cada época (um período de 32 slots em que os validadores propõem e verificam os blocos, com duração de 6,4 minutos) é um checkpoint.

Além de votar na validade de blocos individuais, os validadores votam posteriormente em checkpoints inteiros. Se o checkpoint receber votos de pelo menos dois terços do total de ETH aplicado, ele passa de nível. O checkpoint mais recente torna-se, então, “justificado”. O checkpoint anterior, que já está justificado por ter sido o alvo na época anterior, agora passa para “finalizado”.

Se um invasor quiser reverter um bloco finalizado, ele terá que estar disposto a perder pelo menos um terço de todo o ETH que foi aplicado.

O que é Slashing?

Slashing (“cortar”) é um sistema disciplinar usado pelos protocolos de PoS para penalizar os validadores por qualquer comportamento prejudicial ou irresponsável. No geral, isso significa que a rede deduz parte do seu depósito de segurança (as moedas da sua participação inicial).

Para entender melhor, vamos dar uma olhada em alguns dos principais elementos do slashing ou “corte”:

Incentivar os Validadores

No sistema PoS da Ethereum, a soma das criptomoedas aplicadas pelos nodes validadores (32 ETH) funciona como um depósito de segurança. Como a quantia pode ser “cortada” pela rede (se um validador não se comportar adequadamente), os nodes validadores têm interesse em se comportar de forma a beneficiar a blockchain.

Como Evitar o Tempo de Inatividade

Um dos comportamentos mais comuns que levam ao corte é o tempo de inatividade, ou “downtime” em inglês. O termo “downtime” refere-se ao período de tempo em que um validador está offline e não consegue produzir novos blocos. Isso pode ocorrer devido a atrasos na rede, problemas de software ou problemas de hardware.

Quando um validador está inativo, ele não pode participar do processo de consenso. Como isso é prejudicial ao funcionamento geral da rede, é penalizado pela rede por meio de cortes.

Qual a Diferença entre Prova de Participação (PoS) e a Prova de Trabalho (PoW)?

Tanto a PoW quanto a PoS são tipos de mecanismos de consenso que permitem que as redes de criptomoedas operem sem uma autoridade central de governança. Mas eles conseguem isso de maneiras diferentes e têm graus variados de segurança e confiabilidade.

Prova de Trabalho: Segurança via Consumo Energético

Nos mecanismos de consenso por prova de trabalho (PoW), um novo bloco só pode ser adicionado se o seu hash for calculado por meio de uma equação extremamente complexa. Pode levar trilhões de tentativas até que o valor seja aleatoriamente descoberto por um minerador. O que pode consumir muita energia. Apenas o minerador que chegar a uma solução primeiro confirmará o bloco e será recompensado. Nesse sistema, a energia é o recurso que a rede usa para se proteger. A enorme quantidade de energia necessária para superar o mecanismo de consenso da blockchain é um importante impedimento para agentes maliciosos.

Prova de Participação: segurança via moedas em staking

Uma rede de prova de participação como a Ethereum se protege por meio de criptomoedas em staking. Em vez de gastar energia para computar a solução de um quebra-cabeça, os nodes que validam novas transações aplicam valores do seu próprio bolso como garantia. Esses nodes são executados de forma eficiente e honesta para evitar a perda dessa garantia.

Enquanto isso, qualquer agente malicioso que desejasse obter controle sobre a rede precisaria possuir mais de 51% das moedas em staking naquele momento. O controle de 51% de todas as moedas em staking na rede é tão difícil que torna esse ataque extremamente improvável. É assim que o mecanismo de consenso que protege as redes de prova de participação funciona.

Ethereum e Prova de Participação

Com o Merge concluído após anos de trabalho, a transição da Ethereum para prova de participação está ativa. Mas o processo como um todo não está concluído, portanto, seu impacto total ainda não foi observado. Ethereum 2.0 ainda não começou.

No momento em que este artigo foi escrito, as recompensas de ETH e de staking ainda não haviam sido desbloqueadas. Além disso, ainda não vimos a implementação de algumas das grandes novas opções de escalabilidade, como sharding. Só o tempo dirá exatamente quão segura é a rede com esse novo mecanismo de consenso.

Entender o mecanismo de consenso de prova de participação na Ethereum vai ajudar você a tomar decisões informadas ao interagir com a blockchain Ethereum pela carteira ETH da Ledger. Conhecimento é poder. A Ledger Academy está aqui para ser o seu guia. Desvendando o complexo e poderoso mecanismo de consenso que protege a gigantesca blockchain que é a Ethereum.

Conhecimento é Poder.