O que é Proof-of-Stake (PoS) e como funciona?

O que é Proof-of-Stake (PoS)?

Proof-of-stake (PoS) é um mecanismo de consenso de blockchain que mantém a rede sincronizada utilizando tokens em staking como colateral económico, em vez de poder computacional intensivo em energia.

 

Num sistema PoS, os participantes, também conhecidos como validadores, bloqueiam o token nativo da rede para ganhar o direito de ajudar a confirmar transações e adicionar novos blocos à cadeia. 

 

A ideia principal é simples: A rede permanece segura porque os validadores têm interesse no jogo, então agir honestamente é recompensado enquanto o mau comportamento pode ser penalizado, às vezes perdendo parte desse stake.

 

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Como funciona o PoS?

O PoS mantém a produção de blocos justa e segura ao rodar as funções dos validadores através de um processo de seleção baseado em regras, exigindo depois verificações independentes de outros validadores antes de qualquer coisa ser finalizada. 

 

Estes são os 4 passos principais no processo PoS:

 

1. Staking: Os validadores são obrigados a bloquear uma certa quantidade de criptomoeda como stake. Este stake atua como colateral e incentiva o comportamento honesto dentro da rede.
   
   

2. Validação: Os validadores são selecionados para propor e verificar novos blocos com base no tamanho do seu stake e, em alguns casos, outros fatores como randomização. Quanto maior o stake, maior a chance de ser escolhido.
   
   

3. Consenso: Uma vez que um bloco é proposto, outros validadores verificam a sua validade. Se aprovado, o bloco é adicionado à blockchain, e o validador que propôs o bloco recebe recompensas.
   
   

4. Penalizações: Validadores que agem de forma maliciosa ou falham em cumprir as suas funções correm o risco de perder uma parte dos seus fundos em staking. Isto ajuda a proteger a integridade da rede.

 

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Vantagens do PoS

1. Eficiência energética
   O PoS é amplamente descrito como um mecanismo de consenso eficiente em termos energéticos porque assegura uma rede blockchain através de staking e incentivos aos validadores, não através de hardware de mineração que consome muita energia. A mudança do Ethereum para PoS reduziu o uso de energia da rede em cerca de 99,95%, razão pela qual o PoS é frequentemente apresentado como uma alternativa mais limpa ao proof-of-work (PoW) para redes de grande escala.
   
   

2. Escalabilidade e desempenho
   As blockchains PoS são frequentemente projetadas para melhorar a escalabilidade ao suportar uma produção de blocos mais rápida, confirmações mais rápidas e caminhos de atualização mais flexíveis.
   
   A pesquisa e a documentação de protocolos em torno dos designs modernos de PoS enfatizam que remover a competição de mineração pode tornar mais fácil ajustar o desempenho para uma maior capacidade de transação e operações de rede mais suaves. 

3. Acessibilidade
   O PoS reduz a barreira à participação porque validar não requer equipamentos de mineração especializados. Em vez disso, os utilizadores podem fazer staking de tokens diretamente ou delegar a validadores, tornando o "staking" uma rampa de acesso mais acessível para contribuir para a segurança da rede do que a mineração. 

Limitações do PoS

1. Concentração de riqueza e risco de centralização
   Porque a influência dos validadores é geralmente ponderada pelo stake, o PoS pode tender para a centralização se o stake se concentrar num pequeno conjunto de validadores ou grandes operadores.
   
   A documentação do Polkadot destaca explicitamente a pressão de centralização como um risco conhecido nos modelos tradicionais de PoS, razão pela qual muitas redes adicionam escolhas de design para encorajar uma participação mais ampla. 

2. Distribuição inicial e controlo precoce
   A distribuição inicial de tokens numa rede PoS importa mais do que as pessoas gostam de admitir. Se o fornecimento inicial for distribuído de forma desigual, o poder de voto e a influência na validação podem tornar-se estruturalmente desequilibrados, especialmente durante os primeiros anos de uma cadeia.
   
   

3. Compromissos no modelo de segurança
   O PoS altera a superfície de ataque. Trabalhos académicos sobre a segurança do PoS discutem "ataques de longo alcance" como uma classe de risco se um protocolo não tiver proteções de finalização forte e de checkpointing. A boa notícia é que muitos designs de PoS incluem mitigações, mas ainda é uma consideração de segurança central ao avaliar uma cadeia PoS. 

 

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Como é que o PoS é melhor do que o proof-of-work (PoW)?

Proof of work (PoW) assegura uma blockchain com mineração, o que significa que a segurança da rede está ligada ao gasto contínuo de energia. PoS, em contraste, assegura a rede através de staking e economia de validadores, razão pela qual as equipas de pesquisa e de protocolo frequentemente posicionam o PoS como um caminho mais eficiente em termos energéticos para escalar uma blockchain sem transformar a eletricidade num modelo de negócio. 

 

De acordo com Ethereum.org, o Ethereum completou a sua transição para PoS a 15 de setembro de 2022, e afirma uma redução de energia de cerca de 99,95% após a mudança.

 

As principais redes PoS agora incluem Ethereum, Cardano (Ouroboros PoS), Solana (PoS usado juntamente com Proof of History), Polkadot (Nominated Proof of Stake), e Avalanche (validadores fazem staking de AVAX). 

 

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