O que é Prova de Trabalho (PoW)? Como funciona o PoW? (2022)

O que é Prova de Trabalho? Quão segura é a Prova de Trabalho? Por que as criptomoedas precisam de Prova de Trabalho? Saiba mais sobre o PoW neste artigo!

No mundo das criptomoedas hoje, existem dois algoritmos de consenso principais: Prova de Trabalho e Prova de Participação. É importante entender as principais diferenças entre cada algoritmo antes de investir em qualquer criptomoeda.

Portanto, neste artigo, vamos falar sobre os princípios básicos da Prova de Trabalho, bem como seus prós e contras.

O que é Prova de Trabalho (PoW)?

Proof of Work (abreviado como PoW) é o primeiro algoritmo de consenso em uma rede blockchain e foi inicialmente empregado pelo Bitcoin . Esse mecanismo é usado para validar e rastrear a criação de novas criptomoedas e transações de blockchain. O trabalho está resolvendo problemas matemáticos extremamente difíceis, enquanto a prova é a solução do problema.

O que é Prova de Trabalho

Os mineradores virtuais competem para ser os primeiros a resolver um quebra-cabeça matemático complexo, que protege e verifica as blockchains PoW. Mineração é um termo usado para descrever o ato de competir uns contra os outros. O vencedor recebe uma recompensa em troca de criptomoedas por atualizar o blockchain com as transações verificadas mais recentes.

Como funciona a Prova de Trabalho?

Um blockchain é um registro público dedicado a cada criptomoeda na rede criptográfica . É composto por blocos de transações que são validados via Proof of Work.

O processo de confirmação das transações no bloco a ser adicionado, colocando essas transações em ordem cronológica e notificando toda a rede sobre o novo bloco minerado consome pouquíssimo tempo e energia. O difícil problema matemático de vincular o novo bloco ao último bloco válido na rede blockchain consome mais energia.

Um hash é atribuído a cada transação de criptografia. Para que a transação seja legítima, o minerador de criptografia deve criar um hash de destino menor ou igual ao hash do bloco de amostra.

Hash na prova de trabalho

Os mineradores utilizam máquinas de mineração que geram cálculos rapidamente para criar esse tipo de hash de destino. Quando um minerador finalmente encontra a solução correta e cria o hash de destino primeiro, o nó o transmite para toda a rede ao mesmo tempo, obtendo a recompensa do protocolo PoW.

Como resultado, gerar o hash desejado é uma tarefa desafiadora. No entanto, a validação é simples, e pode ser por isso que o Proof of Work é popular no Bitcoin. No entanto, o método é robusto o suficiente para evitar que os registros de transações sejam manipulados. Além disso, a validação se torna fácil com a aplicação desse processo. 

Com mais mineradores, o tempo necessário para minerar o próximo bloco será inevitavelmente reduzido. Isso implica que novos blocos são descobertos mais rapidamente. Para encontrar consistentemente 1 bloco a cada 10 minutos, a rede Bitcoin altera o nível de dificuldade de minera��ão de um novo bloco regularmente.

O mecanismo de prova de trabalho

A importância do Bloco n estar conectado ao Bloco n-1 por meio de seu número de hash é que esse “número de hash” vincula um novo bloco ao bloco legítimo anterior na rede. Se, por outro lado, o número do Bloco n Hash no Bloco n-1 for diferente do Bloco n, esse número não corresponderia e o Bloco n-1 não seria verificado. 

Características do sistema de Prova de Trabalho:

A seguir estão os principais fatores que levaram ao sucesso generalizado deste protocolo de consenso:

• O problema matemático é difícil de resolver.
• A precisão da solução é simples de verificar.

Blockchains usam consenso de prova de trabalho

Bitcoin ainda é a moeda mais popular que emprega o consenso PoW. No entanto, esta técnica é usada por uma série de outras moedas.

Entre as criptomoedas mais populares estão:

• Litecoin : O Litecoin, semelhante ao Bitcoin, possui SegWit que permite aumentar o limite de tamanho do bloco removendo os dados da rede. O Litecoin se distingue do Bitcoin por oferecer velocidades de transação extremamente rápidas a um custo substancialmente mais barato.
• DASH : Alega transações criptográficas mais rápidas e privadas. As transações rápidas incentivam os mineradores a investir seus esforços no DASH.
• Monero : Outra altcoin proeminente que emprega o consenso PoW. Monero, uma criptomoeda de código aberto, enfatiza fungibilidade, privacidade, transparência e descentralização por meio de um livro público.
• Bitcoin Cash : uma altcoin que surgiu do hard fork da rede Bitcoin. Apesar do fato de empregar PoW, o que parece ser um consenso sólido, o Bitcoin Cash é uma das vítimas gravemente prejudicadas dos ataques de 51% .
• ZCash : Ao contrário de outras criptomoedas, ZCash se esforça para dar privacidade através do anonimato. A rede Zcash emprega o mesmo algoritmo de hash SHA-256 Proof of Work.
• Classic Ethereum : Apesar do fato de que o Ethereum 2.0 está se afastando do PoS. Para proteger sua rede, o Ethereum Classic continua usando o consenso PoW. No entanto, por ser apenas uma cadeia menor, o Ethereum Classic é mais vulnerável a 51% de ataques e gastos duplos de moeda.

Prós e contras da prova de trabalho

Prós

Existem inúmeras vantagens importantes em empregar PoW sobre outras formas de tecnologias blockchain . Esses incluem:

• Amplamente usado pelas criptomoedas mais proeminentes : As moedas digitais mais conhecidas e maiores, principalmente Bitcoin e Ethereum, empregam o mecanismo de Prova de Trabalho.
• Extremamente seguro : Como alterar o blockchain de uma criptomoeda exige controle sobre mais da metade dos recursos de computador da rede de criptografia, os recursos de computação substanciais exigidos pelo protocolo Proof of Work tornam uma rede de criptomoeda segura.
• Recompensa os mineradores que permitem novas transações : os mineradores que validam com sucesso novos blocos de transações de Bitcoin podem obter lucro.

Contras

O mecanismo de prova de trabalho tem os seguintes problemas:

• O risco de ataque de 51% : Se uma entidade controladora possui 51% ou mais dos nós da rede, a entidade pode danificar o blockchain obtendo o controle da maioria da rede.

Como funciona o ataque de 51%

• Consumo de tempo : os mineradores devem examinar vários valores nonce para descobrir a resposta correta para o quebra-cabeça que deve ser concluído para minerar o bloco. A confirmação da transação demora entre 10 e 60 minutos. Como resultado, é uma operação demorada.
• Consumo de recursos : os mineradores exigem uma quantidade significativa de poder computacional para resolver o difícil quebra-cabeça matemático. Isso resulta no desperdício de recursos valiosos (dinheiro, energia, espaço, hardware). 
• Hardware caro pode ser necessário : A compra de hardware caro e especializado pode ser essencial para ter sucesso e gerar lucro.
• Mineradores individuais têm dificuldades : devido aos requisitos de capacidade computacional, grandes organizações de mineração de criptomoedas e pools de mineração têm mais probabilidade de ter sucesso na mineração de criptomoedas e gerar receita de mineração do que pessoas que trabalham sozinhas.

Comparando Prova de Participação e Prova de Trabalho

Comparar Prova de Participação com Prova de Trabalho

Proof of Work e Proof of Stake são os dois métodos que podem ser usados ​​para proteger um blockchain. Eles diferem de várias maneiras importantes, incluindo os custos envolvidos e o nível de controle que conferem a quem valida as transações.

Vamos dar uma olhada em cada um para entender melhor como eles funcionam e as vantagens e desvantagens de cada abordagem.

Estrutura de custos

A primeira grande diferença entre Proof of Work e Proof of Stake é sua estrutura de custos.

Em um sistema de Prova de Trabalho, os mineradores precisam gastar recursos significativos, financeiros e computacionais, para participar do processo de verificação de novas transações. Isso torna caro para um indivíduo ou organização tentar um ataque de 51%, pois esse esforço exigiria que eles construíssem e operassem um data center cheio de hardware especializado por vários anos.

Em contraste, um sistema de Proof of Stake pode ser caro apenas para aqueles que desejam participar como validadores. Isso significa que qualquer pessoa com criptomoeda suficiente para apostar poderia tentar obter o controle da rede apostando uma grande parte da moeda e votando contra quaisquer outras propostas. No entanto, isso é improvável porque exigiria que eles colocassem todo o seu investimento em risco para fazê-lo.

Mecanismo de validação 

Além disso, o Proof of Work oferece controle quase completo sobre quais transações são incluídas em novos blocos para aqueles que contribuem com mais poder de hash ou capacidade computacional.

Por outro lado, o Proof of Stake permite que os participantes validem blocos bloqueando uma certa quantidade de criptomoeda como garantia. Os validadores têm assim um incentivo para agir no melhor interesse de todos os que utilizam a rede, uma vez que o seu “investimento” está em risco se não o fizerem.

Desperdício de energia de hardware de mineração

Finalmente, os sistemas Proof of Work geralmente contam com um mercado competitivo para a geração e melhoria contínua de novos hardwares de mineração. Isso pode levar a gastos desnecessários em equipamentos redundantes ou excessivamente especializados, pois os mineradores são forçados a gastar dinheiro constantemente apenas para permanecer no negócio.

Esse tipo de corrida armamentista não é encontrado nas redes Proof of Stake, o que significa que os validadores não desperdiçarão tanta energia ou outros recursos para garantir transações.

No geral, essas diferenças significam que cada sistema tem suas próprias vantagens e desvantagens quando comparado ao outro. Muitas pessoas acreditam que o Proof of Stake acabará substituindo o Proof of Work como o principal meio de proteger um blockchain, pois é mais eficiente e fornece maior descentralização.

No entanto, ambos os sistemas têm seus próprios pontos fortes e fracos, e permanece incerto qual deles sairá por cima.

Perguntas frequentes sobre Prova de Trabalho

Quão segura é a Prova de Trabalho?

O método de Prova de Trabalho é extremamente seguro porque pode sobreviver à tolerância a falhas bizantinas (BFT) - um sistema que pode tolerar falhas causadas pelo problema dos generais bizantinos. A forma como ele funciona o torna muito mais seguro.

Além disso, o hash de cada bloco contém o hash do anterior, aumentando a segurança e evitando qualquer violação de bloco em uma blockchain de Prova de Trabalho.

Os mineradores devem gerar um novo bloco com o mesmo antecedente para alterar um bloco. Nesses casos, é necessário regenerar todos os sucessores e refazer o trabalho que detêm. Como resultado, o blockchain pode evitar a manipulação de segurança.

Por que as criptomoedas precisam de Prova de Trabalho?

Como as blockchains são descentralizadas e peer-to-peer por natureza, elas exigem algum mecanismo de obtenção de consenso e segurança. Uma dessas medidas é a Prova de Trabalho, que torna a tentativa de ultrapassar a rede extremamente intensiva em recursos.

Outros processos de verificação, como Proof of Stake (PoS) e Proof of Burn (PoB), precisam de menos recursos, mas apresentam desvantagens ou falhas. Se não houvesse um mecanismo de comprovação, a rede e os dados armazenados nela estariam vulneráveis ​​a ataques ou roubos.

Além disso, o mecanismo de Prova de Trabalho impede que os usuários cunhem moedas que não ganharam ou gastem duas vezes. Se os usuários pudessem usar suas moedas mais de uma vez, os ativos perderiam essencialmente seu valor.

Quem inventou a prova de trabalho?

Para tirar o Bitcoin do papel, Satoshi Nakamoto inventou o Proof of Work. Ninguém sabe quem é Nakamoto ou se seu nome é um pseudônimo.

Por que mais poder de mineração significa mais segurança?

Quanto mais poder de processamento investido na segurança do Bitcoin, mais recursos um invasor em potencial deve reunir para atacar o Bitcoin com sucesso.

Como a Prova de Trabalho valida uma transação?

O trabalho em si é arbitrário. Para Bitcoin, envolve iterações de algoritmos de hash SHA-256. O vencedor de uma rodada de hashing, por outro lado, combina e registra as transações do mempool no próximo bloco. Como o vencedor é escolhido aleatoriamente proporcionalmente ao esforço realizado, isso incentiva todos na rede a agir com honestidade e registrar apenas transações reais.

Conclusão

Este artigo forneceu uma visão abrangente do que é Proof of Work, bem como algumas ótimas informações para este tópico! Se achar útil, compartilhe com seus amigos! 

Deixe-nos saber o que você pensa na seção de comentários abaixo!