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O Blockchain
é uma grande inovação que permite descentralizar o processo de
validação em uma transação. E faz isso a partir de quatro princípios: ser imutável – as transações do passado não podem ser alteradas; transparente– todas as transações são visíveis para todos; robusto
– nenhum “nó” (imagine um computador processando as informações) é
necessário para o funcionamento, o que significa que na prática,
qualquer computador pode ser retirado sem comprometer o funcionamento; e sem intermediação – cada transação possui validade pela rede, sem necessidade de um órgão central para fazer a validação.
Deve haver um consenso ou acordo da comunidade entre a maioria dos nós
antes que qualquer alteração seja feita em um Blockchain. Assim, por
exemplo, antes que uma atualização de software possa ser aplicada ao
Blockchain, a maioria dos nós deve aprová-la; isto é conhecido como um
mecanismo ou algoritmo de consenso.
Os dois mecanismos ou protocolos de consenso mais populares para autenticar novas entradas em um Blockchain e governar mudanças na rede são o Proof of Work (PoW) e o Proof of Stake (PoS).
Como o nome sugere, os modelos de consenso PoS permitem que aqueles com a maioria das moedas digitais (a maior participação) possam ser os criadores do próximo
bloco. Nesse modelo, o potencial criador já deve contar com ativos na
moeda específica e quem tiver mais moedas tem mais chances de ser sorteado para gerir nova entradas.
Em resumo, o PoS permite que aqueles com mais moedas digitai autentiquem novos
blocos de dados. A votação é feita com as moedas que você possui, em vez
do poder computacional.
“É muito muito semelhante aos acionistas que votam em corporações:
quanto mais ações você tem, mais seu voto é importante”, disse
Goyal. “Se alguém adquire a maior parte da participação no sistema, pode
essencialmente ditar o que acontece a partir desse ponto.”
Até o momento, no entanto, as criptomoedas baseadas em Blockchain mais
populares – Bitcoin, Ethereum (Ether) e Litecoin – usam o PoW como seu
mecanismo de consenso. Mas isso pode mudar em breve.
O protocolo Proof of Work
O motivo? Os algoritmos de PoW forçam os computadores a gastar a energia da CPU para resolver equações complexas baseadas em criptografia antes de serem autorizadas a adicionar dados a uma criptomoeda baseada em Blockchain; os nós que completam as equações são recompensados com moedas digitais, como bitcoin. O processo de ganhar criptomoeda através do PoW é conhecido como “mineração”.
O alto consumo de energia é o seu maior problema. As operações de mineração estão sugando tanta eletricidade que cidades e até países começaram a restringi-las.
Os protocolos PoW também podem ser extremamente lentos devido ao longo processo envolvido na solução dos quebra-cabeças matemáticos; portanto, aprovar uma nova entrada em uma rede como a do bitcoin pode levar 10 minutos ou mais.
Imagine esperar 10 minutos para uma transação financeira ser liberada em uma rede.
O protocolo Proof of Stake
Em contraste, os algoritmos de PoS podem completar novas entradas blockchain em segundos ou menos. E comparado ao PoW são muito mais eficientes em termos de consumo de
energia, uma vez que não exigem tanta força computacional para a resolução do
algoritmo.
“Os algoritmos da Proof of Stake definitivamente têm o potencial de ultrapassar os Proof of Work”, disse Vipul Goyal, professor associado do Departamento de Ciência da Computação da Carnegie Mellon University (CMU). “No entanto, ainda existem alguns desafios significativos de pesquisa que precisam ser superados antes que isso aconteça.”
Por exemplo, no ano passado, a Ethereum introduziu um mecanismo PoS em uma testnet chamada “Casper” (nome inspirado no Gasparzinho, o Fantasminha Camarada). O protocolo de consenso PoS cria “validadores vinculados” ou usuários que devem fazer um depósito de segurança antes de poder servir como parte do consenso Blockchain ou da comunidade de votação. Enquanto os validadores agirem honestamente no Blockchain, eles podem permanecer na comunidade de consenso; se eles tentarem enganar o sistema, eles perderão sua participação (seu dinheiro). O sistema Casper PoS da Ethereum permitiria um mecanismo de consenso para processar novas transações a cada quatro segundos.
Embora os algoritmos PoW sejam relativamente simples de usar, os protocolos PoS enfrentam uma série de desafios sutis, sendo o mais difícil o que é conhecido como “corrupções posteriores”, segundo Goyal. Essas corrupções podem minar a autenticidade de uma Blockchain.
Suponha que um conjunto de partes em uma rede Blockchain detivesse a participação majoritária e depois vendesse essa participação. Em um sistema PoS, essas entidades ainda poderiam manter as chaves criptográficas que lhes deram poder de governança no passado e usar essa autoridade para criar um novo Blockchain fora do atual (conhecido como fork). De fato, ainda estariam com o dinheiro como se nunca tivessem sido vendidos, disse Goyal.
“Este problema só surge no PoS e parece muito difícil de lidar. Por conta disso, a Ethereum adiou repetidamente o uso do Proof of Stake até encontrar uma solução satisfatória”, disse Goyal.
Outra crítica do PoS é que a possibilidade de concentração de poder em um pequeno número de nós aumenta as chances de adulteração, de acordo com estudo publicado pelo escritório de advocacia Reed Smith LLP.
Como Blockchains são governados
Martha Bennett, analista principal da Forrester Research, disse que conseguir um acordo sobre um modelo de governança apropriado é um dos maiores desafios para qualquer iniciativa Blockchain empresarial. “E eu sei de projetos que foram interrompidos ou nunca decolaram devido à falha em concordar com um”, disse ela.
Jake Yocom-Piatt, criador da rede de moedas digitais Decred , acredita que o melhor modelo de governança é aquele que emprega os mecanismos PoW e PoS, de forma complementar.
O Decred usa um sistema “ticketing” aleatório que permite que os usuários que atestaram criptograficamente o uso de moedas digitais na rede optem por participar da comunidade de consenso.
“Em vez de usar uma prova convencional de participação …, onde de vez em quando você pode ser chamado a participar, o sistema opt-in permite que você se voluntarie proativamente para participar do sistema”, disse Yocom-Piatt.
Como uma loteria convencional ou qualquer jogo relacionado ao acaso, há um processo aleatório que escolhe cinco portadores de bilhetes de um grupo de milhares de pessoas que podem votar no PoW de um bloco anterior, ou seja, se é autêntico ou malicioso.
“A votação exige que haja um computador online para votar”, disse Yocom-Piatt. “Se você votar, você recebe uma recompensa [tokens digitais] por isso.”
O sistema de Decred dá deferência a seus eleitores PoS, pois eles aprovam ou desaprovam uma entrada PoW no Blockchain.
“Se você é um mineiro PoW e está causando problemas na nossa rede, os interessados na rede podem penalizá-lo e retirar a recompensa”, disse Yocom-Piatt. “Os voluntário PoS também pode votar em alterações de regras de consenso.
“Isso funciona como um mecanismo de resolução de disputas e tomada de decisões para decisões importantes na criptomoeda”, disse Yocom-Piatt, referindo-se a novos lançamentos de software e outras mudanças no Blockchain.
Blockchains públicos versus privados
Blockchains abertos ou públicos, no entanto, perderiam valor se um nó ou mesmo um pequeno grupo de nós assumisse a governança; assim, cabe aos blockchains das criptomoedas mais
populares – Bitcoin, Ethereum (Ether) e Litecoin – garantir que o controle seja distribuído de forma justa.
As redes públicas de Blockchain também dependem de uma forma “informal” de governança liderada por um grupo central de desenvolvedores de software. “Isso cria desafios significativos em torno de como a governança será ampliada à medida que as plataformas evoluírem”, disse Bennett.
Por outro lado, o Hyperledger, plataforma de Blockchain de código aberto criada pela Linux Foundation para trocar dados em um ledger distribuído, valida decisões como quais recursos adicionar, como adicioná-los e quando, através de um grupo de comunidade. Geralmente, desenvolvedores eleitos retirados de um pool de participantes ativos.
Os modelos de governança permitem que Blockchains se dividam ou “bifurquem” temporariamente ou permanentemente, criando uma nova ramificação de blocos. Um hard fork é uma divergência permanente de um Blockchain anterior; um soft fork é uma alteração temporária que também é compatível com versões anteriores. Pense em um trem de ferrovia trocando de trilho por meio de um interruptor. Em um Blockchain, o interruptor seria governado pela maioria com poder sobre o serviço ferroviário.
Diferentes Blockchains e suas criptomoedas podem usar diferentes protocolos PoW ou PoS: o Bitcoin, por exemplo, usa o algoritmo Hashcash PoW, enquanto o Litecoin usa o scrypt .
Existem várias criptomoedas baseadas em PoS menores, como peercoin , mas nenhuma delas tem escala comparável ao Bitcoin ou ao Etherum, de acordo com a Goyal.
Criptomoedas são Blockchains públicos em que qualquer um pode participar deles; não há autoridade central ou administrador. Aqueles que usam as redes determinam sua governança votando a aprovação de novos blocos ou alterações no software.
Os blockchains também podem ser privados ou “autorizados”, administrados centralmente e somente autorizados para uso entre um conjunto de usuários pré selecionados. As empresas que usam Blockchains para compartilhar dados internamente ou entre parceiros de negócios pré controlados são ledgers distribuídos com permissão.
Existem outros algoritmos de consenso, alguns mais promissores do que outros. Por exemplo, o Proof of Space propicia o poder de voto baseado em quanto espaço de armazenamento de dados um nó possui. “Existem alguns sistemas em desenvolvimento que parecem bastante promissores”, disse Goyal.
Há também o PoET e uma série de outros algoritmos “proofs-of”, a maioria dos quais não comprovada neste momento, de acordo com Bennett.
Outros incluem o Tendermint e o Algorand e modelos de consenso que incluem diferentes algoritmos tolerantes a falhas, bem como protocolos como Round Robein e Gossip.
“Muitos não são novos, apenas passam a ser usados de novas maneiras”, disse Bennett. “Todos os algoritmos de consenso têm trade-offs; estes são tipicamente em torno de escalabilidade e confidencialidade.”
Embora PoW e PoS tenham seus méritos, mudar de um para o outro seria obviamente considerado uma hard fork para qualquer Blockchain atual, que poderia ter consequências consideráveis para aqueles que já investiram. Mas, a capacidade de aumentar a escalabilidade, velocidade e eficiência pode eventualmente exigir que a indústria considere seriamente essa mudança de direção.
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