Protocolos de consenso: como as blockchains são seguras?

Se você se pergunta com como as blockchains são seguras, então você veio ao lugar certo, vamos explorar os protocolos de consenso.
 
Como vimos em nosso artigo “o que é blockchain”, blockchains são um tipo de banco de dados usado para processar e rastrear com segurança a distribuição de dados em um grande número de computadores (conhecidos como nós).
 
Esses nós são como uma rede de armários de arquivo idênticos que trabalham para manter um registro de tudo o que já aconteceu em um blockchain e há um processo incrivelmente meticuloso de decidir quais novos arquivos adicionar a cada armário, já que todos precisam ficar em sincronia para manter tudo funcionando sem problemas — caso contrário, eles acabariam com registros conflitantes.
 
Cada arquivo adicionado ao gabinete pode representar praticamente qualquer coisa, mas geralmente representa uma transferência de valor, ou seja, um registro de alguém enviando um pagamento para outra pessoa – isso é o que você esperaria de um blockchain como Bitcoin ou Litecoin.
 

O que é um protocolo de consenso?

Sendo descentralizado, não há supervisores ou administradores decidindo quais dados devem ou não ser adicionados ao banco de dados. Mas graças à magia do blockchain, eles não precisam de nenhum!
 
Em vez disso, os armários de arquivamento (nós) precisam apenas de um conjunto de acordos que podem ser usados para decidir se devem adicionar uma transação aos seus registros ou rejeitá-la. Esse conjunto de acordos é conhecido como mecanismo de consenso – já que o blockchain só é atualizado quando a maioria dos nós concorda em fazê-lo, ou seja, eles chegam a um consenso!
 
Este é um processo incrivelmente importante, pois esses registros podem estar relacionados à transferência de fundos de uma pessoa para outra – não queremos que alguém gaste com sucesso fundos que não possui ou, pior ainda, gaste fundos de outras pessoas! Esse tipo de coisa é contra o que os sistemas de consenso protegem e muito mais.
 
Você não gostaria de usar um blockchain que não pode manter seus fundos seguros, certo?
 

Por que as blockchains precisam chegar a um consenso?

Ainda estamos explorando todas as maneiras pelas quais o blockchain pode ser usado e agora existem literalmente milhares de blockchains por aí, todos com propósitos diferentes.
 
No entanto, todos eles têm uma coisa em comum – eles precisam manter registros precisos, ou seriam praticamente inúteis.
 
Ao contrário de um banco, blockchains não têm nenhuma autoridade central encarregada de manter os registros atualizados… não há administradores, operadores ou câmaras de compensação para consultar.
 
Em vez disso, com o processo de chegar a um acordo sobre o estado atual da rede, cabe aos nós – esses são os computadores que mantêm um registro completo do blockchain.
 
Praticamente qualquer pessoa pode iniciar um nó e ajudar nesse processo, geralmente você pode iniciar um em menos de meia hora, se quiser.
 
Felizmente, se você optar por ajudar a proteger a rede, não precisará ficar sentado revisando manualmente cada transação antes que ela possa ser confirmada – imagine como isso seria incrivelmente tedioso! Esse processo é tratado diretamente pelo software, usando um conjunto definido de regras.
Quando dados importantes e saldos de usuários estão em jogo, é super importante que o blockchain permaneça livre de erros e apenas transações genuínas sejam registradas. É por isso que um acordo sobre o estado atual das coisas antes que o blockchain seja atualizado – para evitar que os nós registrem informações conflitantes.
 
Você pode pensar nisso como um processo de votação. Se mais da metade dos nós votarem para incluir uma transação, ela será adicionada ao blockchain. Caso contrário, é descartado.
 
Na maioria das vezes, os usuários envolvidos na manutenção do consenso devem colocar algo em jogo para impedi-los de agir maliciosamente, pois perderão sua participação se forem pegos. Por outro lado, muitas vezes há incentivos para agir honestamente.
 
Se você já ouviu o termo “força em números” – aplica-se perfeitamente a blockchains. Como você pode imaginar, um sistema protegido por apenas algumas pessoas pode ser facilmente corrompido por meio de conluio se a maioria das pessoas estiver “envolvida”, mas isso é praticamente inviável quando há potencialmente dezenas de milhares de pessoas envolvidas.
 

Que sistemas de consenso existem?

Todos os sistemas de consenso procuram alcançar um acordo em uma rede descentralizada, mas exatamente como eles conseguem isso varia significativamente.
 
Assim como você pode ter um júri, um parlamento, um conselho e várias outras maneiras de trabalhar para um acordo sobre algo, os protocolos blockchain podem usar diferentes sistemas de consenso.
 
Vamos dar uma olhada em alguns dos mais populares.
 

Proof of Work (PoW) ou Prova de Trabalho

Proof of Work (PoW) é o primeiro protocolo de consenso descentralizado usado para proteger um blockchain – o blockchain do Bitcoin para ser específico.
 
Foi criado em 2008 pelo OG da indústria de criptomoedas conhecido como Satoshi Nakamoto – a mesma entidade pseudônima que inventou o Bitcoin.
 
Ele usa uma rede descentralizada de computadores especializados (conhecidos como mineradores) que realizam trabalho computacional (quebra de cálculos complexos) para escolher quais transações serão adicionadas ao blockchain em seguida (elas são agrupadas em um novo bloco).
 
Satoshi projetou o PoW para atuar como um impedimento para qualquer pessoa que quisesse enviar spam à rede Bitcoin ou tentar obter o controle majoritário sobre ela – já que a quantidade de esforço computacional necessário para “minerar” um bloco é viável, mas incrivelmente caro.
 
Isso impede os invasores de tentar forjar blocos, ao mesmo tempo em que impede que uma única entidade monopolize efetivamente a rede – já que eles estariam efetivamente jogando seu dinheiro fora tentando devido ao tamanho da rede Bitcoin hoje.
 
Usado por Bitcoin (BTC) | Ethereum (ETH) | Litecoin (LTC)
 

Proof of Stake (PoS) ou Prova de Participação

Embora o Proof of Work seja certamente um sistema de consenso robusto, ele tem um grande problema: o uso de energia.

Todos aqueles computadores especializados que trabalham para manter as blockchains seguras por meio da Prova de Trabalho consomem uma enorme quantidade de energia. De acordo com algumas estimativas, a rede de mineração Bitcoin usa 77,78 TWh de eletricidade…. que é semelhante a um pequeno país!
 
É por isso que dois primeiros desenvolvedores de blockchain, Sunny King e Scott Nadal, uniram seus cérebros em 2012 para criar uma alternativa mais ecológica, conhecida como Proof of Stake (PoS) – que rapidamente se tornou o segundo mecanismo de consenso mais popular usado hoje.
 
Em vez de exigir que uma grande rede de mineradores processe números para encontrar o próximo bloco, a tarefa de preencher blocos com transações é realizada por validadores. Eles precisam oferecer garantias (geralmente uma soma significativa de tokens) para garantir que ajam honestamente e podem perder parte ou toda a participação se violarem as regras.
 
Um validador escolhido para produzir o próximo bloco pode preenchê-lo com transações que julgar válidas e ganhar uma recompensa ao mesmo tempo.
 
Essa configuração geralmente é mais eficiente em termos de energia do que o Proof of Work e oferece segurança igualmente impressionante – e é em parte por que o segundo blockchain mais popular (Ethereum) está procurando migrar de PoW para PoS.
 
Usado por Cardano (ADA) | Tezos (XTZ) | Cosmos (ATOM)
 

Nominated Proof-of-Stake (NPoS) ou Prova de Participação Nominal

Nominated Proof of Stake (NPoS) é um dos mais novos mecanismos de consenso e é essencialmente uma versão atualizada do Proof of Stake regular.
 
Foi implementado pela primeira vez pela Polkadot em 2020 e apresenta algumas mudanças projetadas para facilitar a participação no processo de consenso.
 
Em vez de simplesmente confiar em validadores como no PoS, o NPoS também apresenta outro stakeholder importante conhecido como nomeador. Os nominadores votam nos validadores que acreditam que operarão no melhor interesse da rede e os apoiam colocando sua participação.
 
Isso é semelhante a votar em um governador, prefeito ou algum outro funcionário – se esse funcionário tivesse que dividir seu salário com todos que o votaram!
 
Os validadores são então escolhidos para produzir o próximo bloco e, se agirem honestamente, são recompensados ​​(a maior parte é distribuída aos nomeadores).
 
Acredita-se que essa seja uma maneira muito mais inclusiva de proteger um blockchain, já que praticamente qualquer pessoa pode se tornar um nomeador apenas vinculando alguns tokens e selecionando um validador em quem confia. Embora a execução de um validador exija algum conhecimento técnico e hardware de computador especializado, tornar-se um nomeador é uma coisa do tipo “configure e esqueça”.
 
Usado por Polkadot (DOT)
 

Olhando para frente

Os sistemas de consenso são um aspecto extremamente importante de muitas blockchains e são a razão pela qual as criptomoedas são geralmente consideradas incrivelmente seguras.
 
Eles também são o pão com manteiga para muitos mineradores de criptomoedas e operadores de nós, que podem ganhar recompensas substanciais por ajudar a proteger a rede – se estiverem dispostos a apostar para assumir a posição.
 
Ao contrário do mundo das finanças centralizadas, quase qualquer pessoa pode participar do papel de manter uma rede de criptomoedas segura. Isso cria um sistema financeiro muito mais inclusivo do qual você pode fazer parte do governo.

 

Fonte: ledger.com