Mineração de criptomoedas: uma análise aprofundada dos principais algoritmos de consenso

De tempos em tempos vemos novas tecnologias Blockchain sendo lançadas, e junto com essas inovações temos um novo escopo de conceitos que precisamos compreender. Você já se perguntou quais plataformas suportam a tecnologia blockchain? Um dos principais elementos por trás dessa tecnologia são os algoritmos de consenso.

Neste artigo, pretendo fornecer uma compreensão aprofundada do que são algoritmos de consenso e, nesse processo, destacar o que você precisa saber sobre os dois algoritmos que têm maior uso ​​atualmente:

• Prova de Trabalho (POW)
• Prova de Participação (POS)

Histórico sobre Algoritmos de Consenso

Geralmente, o termo consenso se refere a um ponto de vista ou a uma decisão reconhecida por um grupo de pessoas. Por outro lado, um algoritmo é um conjunto de diretrizes que permite a solução de um problema através de um número específico de etapas. Quando esses dois conceitos são combinados encontramos um mecanismo pelo qual um conjunto de regras e etapas leva à obtenção de uma decisão unanimemente aceita por um grupo de indivíduos.

O algoritmo de consenso atua como a raiz da tecnologia blockchain. É através dele que é feito o registro de eventos dentro da rede, pois eles são desenvolvidos para garantir que um grupo de pessoas concorde que todas as transações do blockchain são autorizadas e originais.

O fator determinante para o uso dos algoritmos de consenso em tecnologia blockchain é que eles resolveram o problema de gasto duplo, algo que atrapalhou as tentativas iniciais de criar uma moeda digital antes do white paper de Satoshi Nakamoto. Para entender o problema do gasto duplo da maneira simples, vamos usar como exemplo uma situação em que alguém envia uma imagem a seu amigo pela Internet. Quando é feito o envio, você não manda a imagem original, mas uma cópia dela. Como resultado, teremos duas pessoas com a mesma imagem (a original e a cópia).

Agora considere uma situação em que um indivíduo possa fazer isso usando criptomoedas. Essencialmente, você poderia realizar a mesma transação enquanto o valor enviado declarado permanece intocado na sua carteira. Apesar de parecer bastante atrativo, essa ação terá como efeito a quebra de toda a rede. Este era o desafio que finalmente encontrou sua solução com o sistema de consenso.

Em nossa estrutura financeira atual, um dos principais motivos pelos quais necessitamos de bancos é pela garantia de que os valores sejam transferidas de uma conta de origem para uma conta de destino pretendida. Isso garante que a oferta agregada de dinheiro permaneça constante, o que significa que você não pode gastar seu dinheiro duas vezes ou realizar transações falsificadas.

No entanto, as criptomoedas são descentralizadas. Ou seja, cada rede precisa criar uma maneira própria de autenticar as transações em seu blockchain e proteger-se contra atividades fraudulentas. Os algoritmos de consenso garantem que todas as transações no blockchain sejam válidas e que os tokens são transferidos da carteira X para a carteira Y. Todas as transferências são estão mantidas em um livro razão compartilhado, garantindo a transparência do sistema.

Para a resolução dos blocos, os entusiastas de criptomoedas precisam ser motivados a autenticar transferências. Caso contrário, ninguém estaria interessado nesta atividade. Portanto, na maioria dos casos, após cada transação de bloco, o algoritmo de consenso adotado fornece tokens aos participantes da rede responsáveis pela resolução. Dessa maneira, os próprios recompensados são encorajados a aumentar sua participação nela, tornando a rede ainda mais robusta.

Cada uma das criptomoedas no mercado hoje tem um algoritmo de consenso escrito em seu código. Este algoritmo pode ser um algoritmo pré-existentes, como o usado para Bitcoin ou Ethereum, ou ser um algoritmo novo e específico àquele blockchain, algo que tem se tornado comum nos últimos anos.

Com isso em mente, vamos agora explorar dois dos algoritmos de consenso pioneiros em uso atualmente.

Prova de Trabalho (POW)

Este é o ​primeiro algoritmo de consenso anunciado na rede blockchain graças ao conhecido white paper de Satoshi Nakamoto. Várias tecnologias de blockchain utilizam este algoritmo de consenso para validar as transações em sua rede e gerar blocos apropriados para a cadeia associada.

No algoritmo de Prova de Trabalho, o livro-razão compartilhado reúne todos os dados conectados aos blocos. No entanto, é importante que o usuário confira e acompanhe os blocos de transação. Essa é a função dos ​mineradores​, e o procedimento que eles empregam para estabelecer os blocos é descrito como ​mineração​.

Você pode estar se perguntando como o algoritmo de Prova de Trabalho é usado em um sistema blockchain. Em primeiro lugar, os mineradores resolvem todos os problemas matemáticos complexos, a que se segue a adição de novos blocos que confirmam essas transações. Normalmente, é difícil predeterminar o quão complicado um quebra-cabeça pode ser. A complexidade do problema matemático dependerá do número de mineradores na rede, da energia usada e da carga geral da rede.

Os blocos recém-criados têm uma função hash própria, bem como a função hash do bloco anterior. Por meio desse processo, a rede desenvolve uma nova camada de proteção e limita qualquer violação. Portanto, no momento em que um minerador resolve o quebra-cabeça, um novo bloco é criado e a transferência é confirmada.

Como qualquer outra inovação, este sistema tem seus pontos fracos. Por exemplo, a sequência de consenso do blockchain depende de dados precisos. Além disso, a velocidade desse sistema é uma preocupação urgente, especialmente se houver um problema com complexidade muito acima da média e de difícil resolução. Em tal situação, a transação é retida e o fluxo de trabalho geral é interrompido. Por outro lado, se o problema for simples demais, o sistema se torna vulnerável a um ataque DDoS.

Prova de Participação (POS)

Este é um algoritmo de consenso que foi desenvolvido para abordar as principais deficiências da Prova de Trabalho. De acordo com o ​algoritmo de Prova de Participação​, cada bloco é autenticado antes que a rede gere outro bloco a ser adicionado ao livro-razão do

blockchain. No entanto, ele tem uma característica única: os mineradores participam do procedimento de mineração alocando os seus próprios tokens no processo.

Prova de Participação é um novo algoritmo em que os participantes são escolhidos para minerar ou até mesmo confirmar novos blocos com base na sua propriedade de tokens. E quanto maior o número de moedas que um participante possui, maiores são as suas chances. Ou seja, em vez de empregar um método aleatório de resolução de blocos com base no seu poder computacional, a randomização depende da proporção de tokens que um membro da rede disponibiliza para participação.

Portanto, esse algoritmo obriga os usuários a alocar seus tokens em uma carteira nativa conectada ao sistema. Como tal, os indivíduos que validam transações nesta rede são conhecidos como ​minters​, ao invés de mineradores (​miners​). Ao apostar seus tokens, eles aumentam as chances de serem selecionados para resolver um bloco e receber moedas recém-criadas neste processo.

Outras versões deste algoritmo surgiram com critérios mais específicos para selecionar os minters​.Por exemplo, a rede pode considerar a duração da alocação das moedas em uma carteira. Alternativamente, o algoritmo pode obrigar um participante a bloquear sua alocação por um período determinado.

O modelo utilizado para este algoritmo visa garantir a sustentabilidade compartilhada da rede e de seus usuários. Por exemplo, se você alocar uma grande quantidade de moedas a uma rede, espera-se que você tenha intenção que aquela rede prospere, pois você já tem algo investido nele. É pouco provável que você queira corromper este sistema porque isso também prejudicaria o seu próprio interesse.

No entanto, a questão central desse tipo algoritmo está associada ao conceito de que ‘o rico cada vez fica mais rico, e o pobre cada vez fica mais pobre’, devido à sua preferência por mineradoras com apostas mais significativas para o processo de autenticação em bloco.

Sobre o autor

Fares Alkudmani é formado em Administração pela Universidade Tishreen, na Síria, com MBA pela Edinburgh Business School, da Escócia. Desde janeiro de 2019, atua na empresa de criptomoedas Changelly como gerente-geral para a América Latina

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