Proof of Work e Proof of Stake são dois mecanismos de consenso que geram muito debate entre os entusiastas de criptomoedas. Ambos são formas de coordenação utilizadas por redes descentralizadas, que precisam se coordenar sem depender de uma entidade central para determinar o que está certo ou válido.
No entanto, surge a questão: seria vantajoso para o Bitcoin migrar para o proof of stake a fim de reduzir o consumo de energia e aumentar a escalabilidade?
Antes de responder essa pergunta, vamos entender melhor sobre cada um desses mecanismos abaixo!
O que é Proof of Work? Como funciona?
Proof of Work (PoW) é um método que permite provar resultados por meio da resolução de enigmas criptográficos através de tentativa e erro.
Nesse processo, os computadores competem entre si para encontrar a resposta correta. O computador que encontrar a resposta primeiro é recompensado com bitcoins e fecha o bloco de informações.
Para realizar essa atividade, são necessários eletricidade, poder computacional e máquinas poderosas para transformar energia em blocos imutáveis de informação, que são adicionados em ordem cronológica a uma cadeia de blocos.
Essa cadeia de blocos demonstra a quantidade de poder computacional necessária para alterar ou corromper os dados registrados ao longo do tempo. Portanto, quanto mais blocos existem, mais difícil é modificar as informações e mais segura a rede se torna.
O PoW estabelece uma ligação entre o mundo digital e o mundo físico, uma vez que a criação de novos bitcoins requer um custo real. Isso significa que os bitcoins não são gerados “do nada” sem qualquer custo. O custo real envolve o consumo de energia e os equipamentos necessários para participar da rede.
Quanto custa para fazer um ataque a rede Bitcoin?
O custo estimado para realizar um ataque de 51% no Bitcoin é de aproximadamente 40 bilhões de dólares em máquinas(computadores quânticos) e um gasto diário de 28 milhões de dólares em energia.
No entanto, é importante ressaltar que mesmo com esse investimento significativo, não há garantia de que o ataque seria bem-sucedido.
Para executar um ataque desse tipo, seria necessário mobilizar toda a indústria de produção de ASICs, o que chamaria a atenção devido à súbita escassez dessas máquinas no mercado. Além disso, a tentativa de ataque também alertaria a rede Bitcoin, pois as medidas de segurança e o consenso descentralizado estão projetados para detectar e resistir a esse tipo de ataque.
Portanto, atacar a rede Bitcoin não algo simples pois envolve mobilizar coordenadamente máquinas e energia. É um ataque que levaria tempo e muito planejamento.
Além disso, o hashrate da rede Bitcoin tem crescido constantemente, logo, o atacante necessitaria projetar este ataque prevendo que o poder computacional futuro da rede será ainda maior que o poder presente.
Assim sendo, fazer isso de forma rápida e secreta para que a rede não perceba é algo extremamente difícil.
Energia, Bitcoin e Desperdício
A rede Bitcoin incentiva os mineradores a serem o mais eficientes possível, levando em consideração o custo da energia. Assim, quanto mais barata for a energia utilizada, menor será o custo de mineração de um bloco.
Por esse motivo, cerca de 59% dos mineradores estão localizados em áreas que possuem fontes renováveis de energia, como regiões com excedente energético.
Esses locais possuem uma abundância de energia, sendo que uma parte considerável da produção até mesmo é desperdiçada.
Além disso, os mineradores também se estabelecem em locais onde a energia é naturalmente muito barata. Essa escolha estratégica permite que eles reduzam os custos de operação e maximizem seus lucros.
Essa imagem do Bitcoin Mining Council demonstra que o grid energético do Bitcoin é mais sustentável que países que buscam por mais sustentabilidade energética. Portanto, se Bitcoin fosse um país ele seria o mais sustentável deles.
Logo, além de ser mais eficiente em termos de consumo energético, o Bitcoin também possui a rede mais segura devido ao seu alto poder computacional alocado.
Poder computacional
Em comparação com outros protocolos que também utilizam o proof of work, a rede Bitcoin possui uma quantidade significativamente maior de poder computacional, representado pelo seu hashrate. Isso significa que a rede Bitcoin tem uma capacidade muito maior de processamento e validação de transações, o que aumenta sua segurança e resistência a ataques.
Na imagem abaixo é possível visualizar o hashrate, ou seja, o poder computacional do Bitcoin quando comparado com LTC, BCH, BTCSV.
Desperdício?
O gasto de energia para a produção de cada bloco pode parecer um desperdício para aqueles que não compreendem o processo, porém é a única forma de garantir uma rede digital na qual o valor não pode ser corrompido.
Você não pode criar energia do nada. É uma lei da física!
Essa lei diz que:
“A energia não pode ser criada nem destruída, a energia pode apenas ser transformada.”
Assim como você transforma tempo e energia em salário, na rede Bitcoin ocorre algo similar. Nesse caso, você gasta energia e tempo trabalhando e recebe seu salário como recompensa. Esse mecanismo assegura a integridade da rede, pois não é possível imprimir energia. A única possibilidade é converter a energia disponível em informação imutável.
Portanto, à medida que mais blocos são adicionados, torna-se cada vez mais difícil alterar essa linha do tempo. Os blocos de informação são protegidos pela termodinâmica da mineração, por meio da conversão de energia em dinheiro, ou seja, em Bitcoins.
No entanto, essa segurança impede a agilidade e a escalabilidade na produção de novos blocos, e é por isso que a rede Bitcoin só pode se expandir em outras camadas.
A camada blockchain tem a finalidade de garantir o valor de todas as camadas acima. Ela é uma camada de valor imutável e só pode escalar ao garantir esse valor para camadas adjacentes mais rápidas.
É por isso que a rede lightning tem crescido e se tornado a próxima camada evolutiva da rede Bitcoin, direcionada para pagamentos e aplicações descentralizadas.
O que é e como surgiu o Proof Of Stake?
Muitas pessoas não concordam com a estrutura do Bitcoin.
Como resultado, muitos protocolos estão buscando ter todas as características desejáveis em uma camada blockchain, como agilidade, escalabilidade e segurança, na tentativa de superar o famoso trilema das blockchains, que indica que não é possível ter todas essas características em uma única camada.
No entanto, apesar disso, ainda há muitas pessoas que desejam encontrar uma solução para alcançar esse objetivo. Foi assim que surgiu o Proof of Stake (PoS), ou prova de participação, que remove o processo de mineração.
No Proof of Stake, não há mineração, mas sim validação. Nesse mecanismo, o validador precisa comprovar ao protocolo que possui moedas bloqueadas em sua posse. Em outras palavras, quanto mais moedas alguém possui, maior é seu poder de validação.
Ethereum está abandonando PoW e migrando para PoS. Além do Ethereum, Cardano, Solana,Polkadot e outros protocolos já adotaram PoS, seja de forma parcial ou em conjunto com outros mecanismos de consenso.
Mas, como funciona o Proof of Stake?
No PoS, o criador do próximo bloco é escolhido por meio de um processo de loteria, então os validadores precisam bloquear tokens na rede. Portanto, quanto mais tokens você tiver bloqueados ou apostados na rede, maiores serão as chances de ganhar essa loteria, validar o próximo bloco e receber a recompensa correspondente.
No PoS, é a quantidade de tokens apostados que protege a rede. Assim, atacar a rede implicaria em adquirir uma grande parte das moedas apostadas no protocolo.
Esse sistema não requer gasto energético, por isso muitos defensores da Prova de Participação (PoS) argumentam que ele é mais sustentável do que a Prova de Trabalho (PoW).
No entanto, isso não significa necessariamente que o PoS seja mais eficiente. Isso ocorre porque você não pode criar valor do nada. O valor vem do trabalho, do esforço e da energia alocada para criar algo.
Portanto, se as moedas da rede não tem nenhum custo para serem produzidas, se elas são criadas a um custo zero, isso quer dizer que o valor delas é também zero.
Esse é o principal conceito que muita gente não entende!
Se uma rede cria moedas do nada, simplesmente digitando valores em uma blockchain, isso significa que o valor real dessas moedas também é zero. Seria como escrever um número em um pedaço de papel e afirmar que aquilo é dinheiro.
Isso implica que não há incentivo para garantir a segurança e imutabilidade da rede. Consequentemente, se um ativo pode ser criado sem custo algum, ele pode ser facilmente falsificado ou fraudado.
Portanto, o verdadeiro custo reside na produção de algo que possui garantias contra falsificações. Essa é uma das características físicas fundamentais do dinheiro mais sólido já criado: o ouro.
PoS favorece a centralização?
O Proof of Stake possibilita a centralização da rede ao centralizar as moedas, assim como ocorre no sistema fiat, onde os bancos centralizam a liquidez e os bancos centrais centralizam as políticas monetárias.
No Bitcoin, no sistema Proof of Work (PoW), mesmo que alguém possua uma grande quantidade de BTC, essa pessoa não pode influenciar diretamente as decisões da rede no próximo bloco.
Para obter influência e monopolizar, é necessário centralizar energia, máquinas especializadas e de alto desempenho. Isso não é algo simples ou fácil de realizar. Levaria anos de investimento e infraestrutura para alcançar um nível de poder computacional significativo o suficiente para impactar a rede.
Além disso, a rede Bitcoin é projetada para ser resistente a esse tipo de centralização excessiva. Ela é baseada em um princípio de distribuição de poder, onde a participação de diversos mineradores é encorajada e a concentração de poder é desencorajada.
Essa descentralização é fundamental para a segurança e confiabilidade da rede. Dessa forma, mesmo que uma entidade ou indivíduo tenha acumulado uma grande quantidade de BTC, eles não têm a capacidade direta de controlar a rede ou influenciar as decisões tomadas pelos mineradores no processo de criação de blocos.
A energia assegurando valor
É como você querer fazer uma panela de pipoca sem ligar a boca do fogão, sem a energia que transforma milho em pipoca você não agrega valor ao produto final.
Portanto, você nunca vai poder vender esse milho como pipoca, porque ele de fato não virou pipoca, não teve a ação do fogo (energia) para causar essa transformação.
Blockchains que usam proof of stake produzem muitos tokens, muitos milhos, mas não existe o componente energia que é o que dá valor e que transforma algo simplesmente digital e sem valor em um ativo com escassez digital absoluta, descentralizado, verificável e imutável.
É o gasto energético que garante a imutabilidade e a confiança que a rede não será monopolizada, mesmo que as moedas sejam.
O PoS também não é imutável, uma vez que, para reduzir o consumo de energia, é necessário comprometer a resistência à censura e a descentralização. No entanto, no PoS, aqueles que possuem mais tokens possuem mais poder de validação.
Rede Ethereum
Na rede Ethereum em PoS, por exemplo, os maiores depositantes são exchanges centralizadas como Coinbase, Kraken e Binance. Além de uma DAO chamada Lido que possui 31% dos depósitos em stake e também tem seus tokens de governança centralizados na mão de investidores, fundadores e insiders.
Viu só?! Isso demonstra o alto grau de centralização do protocolo.
Empresas seguem as leis de conformidade governamental. Caso sejam pressionadas por entidades, podem censurar transações ou usuários da rede.
Tudo isso ficou bastante evidente durante o caso das sanções contra o protocolo Tornado Cash, que é suportado pela rede Ethereum.
Inclusive, os sistemas PoS buscam alcançar a imutabilidade por meio da ideia de punição “slash“.
A ideia é que, se você se comportar de maneira inadeuqada, você será penalizado perdendo seus fundos.
No entanto, o problema é que essa punição não impede que os malfeitores atuem. Pelo contrário, o PoS só pode punir os maus atores depois que o fato ocorreu, o que pode ser tarde demais para recuperar o valor perdido.
Isso é drasticamente diferente da mineração PoW!
Diferença Proof of Work e Proof of Stake
Prova de Trabalho
Na mineração PoW, os invasores precisam pagar um custo inicial para extrair o bloco. Ou seja, para atacar, você deve pagar primeiro. Ressaltamos que, ninguém, pelo menos por enquanto, tem cacife energético e de equipamentos para atingir os 51% do poder computacional da rede Bitcoin.
Além disso, essa punição em PoS depende do “consenso social“, ou seja, depende de outras pessoas decidirem o que foi válido e o que foi um ataque. E é aí que esses sistemas deixam de ser descentralizados, pois acabam dependendo de terceiros para tomar decisões.
Definitivamente, comprar uma opinião é bem mais fácil do que comprar máquinas ASIC, ir para um país com abundância energética e começar a competir pelas recompensas.
Em alguma medida, todos os sistemas precisam de consenso social. Afinal, o valor do Bitcoin é subjetivo e isso é um consenso social. No entanto, no Bitcoin, não existe consenso social na hora de determinar qual cadeia é válida ou não.
Logo, não é uma questão de persuadir pessoas para que aceitem sua opinião, mas sim de seguir as regras e princípios matemáticos do protocolo. Não há influência subjetiva no processo de validação das transações.
No sistema do Bitcoin, a decisão em caso de bugs ou ações mal intencionaodas será sempre na direção de onde mais energia foi empreada, ou seja, na cadeia mais longa.
Prova de Participação
Já em PoS o que vale é a última palavra do validador e não a história pregressa de registros, tornando seus sistemas altamente subjetivos quando se trata de uma decisão que deveria ser técnica, matemática e termodinâmica.
Por isso que os sistemas que usam PoS acabaram trocando descentralização por escalabilidade e velocidade.
Sem essa âncora no mundo real, na energia, a prova de aposta não traz nenhum benefício extra em relação aos sistemas centralizados tradicionais que já existem!
Na verdade, torna a rede muito mais suscetível a bugs, ao suborno e ao monopólio.
O quanto PoS é diferente do sistema político atual em que simplesmente se compra poder de voto?
Outro ponto de centralização é o fato de que as exchanges são os maiores validadores nos protocolos que utilizam PoS, exatamente por terem o maior volume.
Isso demonstra o quão semelhante o proof of stake é ao sistema fiat atual. A centralização das políticas monetárias fica nas mãos das equipes de cada protocolo, e as exchanges ficam com a maior parte da liquidez.
Por meio do proof of stake, as exchanges se tornam os “bancos” do mundo cripto, controlando uma grande quantidade de ativos e exercendo influência significativa sobre a rede.
Quem busca inovação sem priorizar a descentralização está trocando imutabilidade por velocidade.
A velocidade pode ser alcançada em camadas superiores ao Bitcoin, mas a imutabilidade não pode ser alcançada em camadas adjacentes nos protocolos baseados em PoS.
É como construir um prédio em um pântano: se a base não for sólida, os andares superiores podem desabar caso ocorra algum tremor na fundação.
Bitcoin vai mudar para Proof of Stake?
É por isso que o protocolo Bitcoin não tem a menor intenção de mudar para proof of stake.
Em proof of work, Bitcoin tem fundamentos muito parecidos com o do próprio ouro.
O ouro segue sendo o ativo mais valioso do mundo. É impossível recriar, copiar ou produzir mais ouro do que o existente. Além disso, o ouro representa toda a confiança que temos na imutabilidade e na estabilidade na forma como os átomos estão arranjados.
Os metais mais baratos, versáteis ou mais escaláveis não são tão valiosos quanto o ouro, e o mesmo serve para protocolos descentralizados.
O valor está em preservar os fundamentos e preservar toda a energia gasta para minerar cada bloco através de propriedades que se mantêm inalteradas.
Bitcoin espelha essa mesma imutabilidade do ouro no mundo digital. Portanto, querer mudar o Bitcoin é não entender ou querer destruir toda a sua proposta de valor.
Afinal, a solução mais ambientalmente responsável é aquela que garante segurança e eficiência na manutenção do valor no longo prazo. Blockchains que usam PoS poderiam ser sidechains do BTC, mas como cadeia principal elas agregam propriedades inferiores a PoW.
Portanto, Bitcoin não irá mudar seu mecanismo de consenso pois foca em manter propriedades muito sólidas.
Bitcoin quer ser o novo ouro, um ativo que protege valor por milênios e não a nova Apple que daqui algumas décadas pode ser substituída ou ultrapassada por outra empresa também inovadora.
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Além disso, caso você queira aprender ainda mais sobre tudo isso, assista o video abaixo, no qual explicamos todas as diferenças entre Proof Of Work e Proof Of Stake.
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Uma das principais educadoras de Bitcoin no Brasil e fundadora da Area Bitcoin, uma das maiores escolas de Bitcoin do mundo. Ela já participou de seminários para desenvolvedores de Bitcoin e Lightning da Chaincode (NY) e é palestrante recorrente em conferências sobre Bitcoin ao redor do mundo, bem como Adopting Bitcoin, Satsconf, Bitcoin Atlantis, Surfin Bitcoin e mais.
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