BCGAME - Bônus diário grátis de 5BTC!Proof of Work, ou PoW , é um sistema guardião de blockchains e recursos do sistema de computador. Hoje, muitas redes aproveitam o sistema para impedir todos os tipos de ataques cibernéticos de solicitações falsas, por exemplo, e-mail malicioso, spam e um ataque distribuído de negação de serviço (DDoS).
Neste artigo, vamos discutir:
O que é Prova de Trabalho?
Proof of work é um protocolo que utiliza um mecanismo de consenso que permite que os nós de uma rede concordem sobre o estado de todas as informações registradas na blockchain. Mecanismos de consenso são o que permite que um sistema inteiro concorde com o estado atual da rede e requer a participação de ambos os mineradores que atuam como validadores de transações, bem como nós individuais que impõem as regras de consenso. É vital que cada nó tenha exatamente a mesma cópia do livro-razão e aplique as mesmas regras de consenso para estar ‘em consenso’.
Se um nó de computador tiver uma versão do protocolo Bitcoin enquanto outro estiver executando uma versão ligeiramente diferente do Bitcoin, a rede não será compatível. Como o Bitcoin e outros protocolos de blockchain funcionam para ter todas as transações registradas permanentemente em um livro digital, ter um ‘consenso’ diferente sobre como o livro digital funciona tornaria a funcionalidade discutível. Simplificando, cada computador precisa estar ‘em consenso’ para que o blockchain seja válido.
Um dos principais fatores de descentralização é não estar sujeito a uma autoridade central, para que as leis que regem qualquer projeto de blockchain sigam a matemática e o código. A alternativa é uma autoridade centralizada que determina como um protocolo é executado. As desvantagens, é claro, são entidades que podem abusar de seu poder sobre um sistema. Como tal, os algoritmos de consenso são um dos elementos-chave para alcançar um sistema funcionalmente viável, mas com confiança minimizada.
Como mecanismo de segurança, o PoW também utiliza energia e computação para proteger a rede contra ataques. Usando criptografia, hashes e quebra-cabeças complicados, o PoW trabalha para garantir que o livro digital permaneça inalterável para sempre. Para alterar o blockchain, seria necessário ter um vasto poder computacional e hardware que possa resolver algoritmos de dificuldade sobrenatural. É isso que torna as redes blockchain de prova de trabalho tão seguras.
Qual a origem da Prova de Trabalho?
A Prova de Trabalho tem suas raízes na tecnologia de e-mail. As mensagens de spam eram comuns no início da década de 1990, e um artigo de duas acadêmicas, Cynthia Dwork e Moni Naor, foi divulgado durante esse período sobre como interromper essas mensagens de spam. Em 1992, a criptografia já era utilizada para cadeias de blocos em documentos. No entanto, apenas em 2004, o trabalho seminal foi feito por meio de tokens desenvolvidos que permitiram aos usuários validar consistentemente cada token em um servidor legítimo.
Estimulado pela crise financeira de 2008, Satoshi Nakamoto, o fundador anônimo do Bitcoin, usou várias tecnologias para criar o mecanismo de consenso que hoje conhecemos em criptografia como Proof-of-Work. Hoje, o Proof-of-Work foi implementado em redes como Bitcoin, Litecoin, Ethereum e Dogecoin. Ele ainda é considerado o algoritmo de consenso mais seguro e testado pelo tempo hoje, apesar do fato de que protocolos mais recentes para aplicativos descentralizados estão experimentando mecanismos de consenso alternativos, como Proof-of-Stake (PoS), Delegado Proof-of-Stake ( dPoS) e outros algoritmos experimentais que usam uma fusão de Proof-of-Work e Proof-of-Stake.
Como funciona a Prova de Trabalho?
No PoW, os mineradores precisam resolver um quebra-cabeça cripto para validar uma transação. Pode-se visualizá-lo como uma corrida, onde os mineiros estão competindo para serem os primeiros a resolver o quebra-cabeça. A resposta para esse quebra-cabeça é conhecida como hash. Então, Para cada transação validada, os mineradores são recompensados com a criptomoeda nativa do blockchain, além de uma taxa de transação. Os quebra-cabeças são imensamente complexos e requerem um enorme poder computacional para resolvê-los. A implementação do protocolo de consenso PoW pode ser resumida da seguinte forma:
- Uma nova transação é transmitida para a rede.
- Os mineradores correm para calcular um valor de hash que corresponda ao da transação.
- O primeiro a resolver o hash recebe a recompensa.
- É criado um novo “bloco”, que inclui a transação recentemente concluída.
Uma parte de cada novo hash contém o valor de hash da transação anterior no bloco. Faz duas coisas. Primeiro, impede que os mineradores validem transações fraudulentas. Em segundo lugar, evita gastos duplos. Atualmente, a rede Bitcoin minera um bloco de transações a cada 10 minutos. Certas alterações no blockchain do Bitcoin permitiram que o Ethereum, o outro usuário principal do PoW, concluísse essa tarefa em 16 segundos (aproximadamente).
A complexidade de um quebra-cabeça PoW depende do número de nós nessa rede. Além disso, a complexidade de um quebra-cabeça é diretamente proporcional ao poder computacional necessário para resolvê-lo. Isso causa certas ramificações graves para um blockchain baseado em PoW. Como estamos interessados em entender a diferença entre PoW e PoS, devemos resistir ao desejo de falar sobre os problemas do mecanismo PoW neste momento. Em vez disso, discutiríamos isso em relação ao mecanismo PoS.
Mineração e Prova de Trabalho
Em cripto, mineração e Prova de Trabalho se tornaram sinônimos. É fácil ver o porquê: PoW refere-se ao trabalho de prova que foi feito através do gasto de energia. Por sua vez, os mineradores compartilham uma recompensa de bloco de Bitcoin, que é frequentemente chamada de “ mineração de bitcoin ”.
Nos primeiros dias, era muito mais fácil minerar moedas porque não havia muitas pessoas minerando Bitcoin, Litecoin, Ethereum, etc. Não era tão competitivo porque não eram criados tantos blocos. Os blocos são onde os dados da transação são registrados permanentemente no blockchain. A mineração de um bloco refere-se a encontrar uma solução para o problema matemático, e os mineradores obtêm recompensas de bloco e taxas de transação pela mineração. A cada 2.016 blocos, a dificuldade de mineração do Bitcoin se ajusta para o lado positivo ou negativo, com base no número de mineradores disponíveis. Assim, o tempo médio de cada bloco é sempre de aproximadamente 10 minutos.
Antigamente, você podia executar qualquer PC antigo para minerar Bitcoin. Ao longo dos anos, a dificuldade de mineração aumentou para onde você precisava de GPUs ou máquinas especializadas chamadas ASICs para minerar. Agora você tem uma situação em que fazendas de mineração inteiras são construídas apenas para serem competitivas na mineração de Bitcoin. A menos que você tenha vastos recursos e energia barata, a mineração de Bitcoin não é necessariamente lucrativa.
Para encurtar a história, a mineração funciona assim. Digamos que eu queira que você adivinhe entre um número 1-20. Fácil, certo? Todos nós jogamos este jogo quando crianças. Mas digamos que eu queira que você adivinhe um número entre 1 e 1 bilhão. Um pouco mais difícil. Agora, quero que você adivinhe uma sequência de 64 dígitos de 16 símbolos, de 1 a 10 e letras AG. Você pode precisar ter 3000 IQ ou uma máquina imensamente poderosa para adivinhar que eu estava pensando na string de dados 1eF32a0a026bb49… e assim por diante.
Se você acertou com seu cérebro ultra-giga, parabéns. Você ‘comprovou o trabalho’. É por isso que a Prova de Trabalho foi confiável por tanto tempo e ainda tem provas válidas para apoiá-la. Você precisaria de um vasto poder computacional para controlar remotamente ou hackear a rede por causa de todo o trabalho criptográfico feito nela. A tarefa exigiria um esforço hercúleo.
Qual o maior problema da Prova de trabalho?
O maior problema com o PoW é que ele requer quantidades intransponíveis de poder computacional. Por extensão, implica um consumo de eletricidade gigantesco. De acordo com um relatório publicado no The Economist em 2018, o Bitcoin sozinho consome 22 Terawatts-hora de energia todos os anos. O número é quase igual ao consumo anual de energia da Irlanda.
Então, qual é o problema aqui? A maior parte desse poder computacional é desperdiçado, pois apenas um minerador é recompensado por cada bloco, enquanto milhares competem por ele. Além disso, tais magnitudes de consumo de energia são uma séria ameaça ao meio ambiente. Adicionado a isso, está o enorme custo do hardware necessário para mineração sob o protocolo PoW.
Um fato interessante! Para ‘economizar’ nesses custos, grupos de mineradores PoW montaram acampamentos em lugares como a Islândia. Por quê? Para capturar a energia geotérmica disponível lá e gerar eletricidade para mineração de criptomoedas. Em outros lugares, também, os mineradores são conhecidos por desenvolver pequenos projetos de hydel, muitas vezes ilegais, para atender às suas necessidades de energia.
Para piorar as coisas, a necessidade de poder de PoW nunca será saciada. Porque, à medida que a rede cresce, aumenta também a complexidade dos algoritmos. Isso, por sua vez, leva a uma necessidade crescente de poder de hash. Assim, podemos testemunhar uma espiral ascendente onde a necessidade de energia está sempre em ascensão.
O sistema PoS simples e baseado em token é um avanço significativo nesse sentido. De fato, PoS também exigiria poder computacional. Mas, espera-se que seja igual ao poder de um Raspberry Pi. Consequentemente, a implementação de PoS em grande escala significaria uma redução massiva no consumo geral de energia do mundo blockchain.
Prova de Trabalho vs. Prova de Participação
Embora a saída elétrica necessária para gerar a Prova de Trabalho seja exagerada pela mídia convencional, a mineração de Bitcoin ainda requer quantidades significativas de energia. O Bitcoin usa 0,5% da produção de energia do mundo, tanto quanto uma megacidade como Las Vegas, embora seus proponentes afirmem que grande parte do hashrate vem de fontes de energia renováveis ou energia ociosa. Outra crítica popular ao Proof-of-Work afirma que o algoritmo de consenso favorece os mineradores que têm mais recursos, já que aqueles com muito dinheiro podem comprar prédios inteiros cheios de ferramentas de mineração e criptos de mineração.
Em contraste, Proof-of-Stake, a chance do protocolo para validar blocos é proporcional à quantidade de moeda que você deve. Portanto, há um nível básico de recursos que você precisa, que é quanta criptomoeda você precisa ‘apostar’ para ‘provar’ ou validar a rede, além dos requisitos de hardware. Em vez de mineração, o Proof-of-Stake funciona em nós validadores, que são executados por usuários que validam a rede.
No entanto, o Proof-of-Stake empresta a outros problemas, como uma blockchain sendo ultrapassada. No PoS, se de repente um grupo de pessoas se juntar para assumir 51% da rede, ou mesmo um único indivíduo poderoso comprar mais da metade da participação do protocolo, a rede fica comprometida. Em teoria, isso pode ser possível, mas na prática tem sido impraticável de executar. Ainda assim, por causa desse e de outros problemas, alguns protocolos no futuro podem optar por usar uma mistura de ideias de Proof-of-Work juntamente com Proof-of-Stake.
Conclusão
A prova de trabalho é anterior ao bitcoin (BTC), a primeira criptomoeda. Cynthia Dwork e Moni Naor inventaram o PoW em 1993 como uma forma de prevenir ataques DDoS e e-mails de spam. Hal Finney criou o primeiro sistema PoW em 2004, antes que o bitcoin (BTC) fosse inventado. A prova de trabalho, embora originalmente tenha suas raízes no início da Internet, tornou-se uma palavra associada à criptomoeda, que pode ser o maior e mais duradouro legado da ideia. Embora controverso, o impacto ambiental do PoW ainda é altamente questionável, ao contrário da segurança incomparável que fornece à rede Bitcoin.
