Qual é a diferença de Prova de Trabalho (Proof of Work) e Prova de Participação (Proof of Stake)? Para responder esta pergunta técnica, vamos primeiro entender que tipo de problema estamos tentando resolver. Imagine que você recebesse a missão de criar um sistema de dinheiro digital para atender o planeta inteiro. Este é um trabalho de enorme importância pois a vida das pessoas depende de ter acesso ao próprio dinheiro e fazer transações seguras. Por isso, o dinheiro não pode ter risco de desaparecer ou ser desviado. Como é que você poderia proteger este sistema?
Para responder, você precisa entender que dinheiro é informação. Então no fundo a sua missão é ter um banco de dados seguro. Esse banco de dados tem que informar exatamente quanto é que cada pessoa possui de dinheiro e registrar quais transações estão acontecendo entre as pessoas.
Para proteger este banco de dados você poderia usar um supercomputador bem protegido e com auditoria. O supercomputador ficaria em um cofre subterrâneo, em local secreto e defendido por guardas armados até os dentes. E além disso, uma equipe de auditoria independente deveria de tempos em tempos examinar as transações para garantir que não existe fraude acontecendo.
O problema deste modelo é a centralização. Por mais que todos os cuidados sejam tomados para proteger o cofre onde o banco de dados estaria protegido, existe o risco do computador ser atacado remotamente por hackers. A localização física do cofre pode vazar. Os guardas podem ser rendidos. Auditores podem ser corrompidos ou enganados. Apesar do custo de quebra deste sistema segurança ser alto, a recompensa também é alta e por isso o risco não pode ser ignorado.
Todo sistema centralizado é vulnerável. Por isso, um modelo mais robusto deve ser descentralizado. No modelo descentralizado, você não precisa de cofres. Não é necessário usar supercomputadores, nem guardas nem empresas de auditoria. Em um modelo descentralizado, o banco de dados desse dinheiro digital é gerenciado por todos os pontos da rede. E portanto a única maneira de atacar a rede é atacando todos os computadores que fazem parte da rede. Não existe um ponto único para ser invadido, subornado, ameaçado, enganado. Porém, existem outros tipos de risco.
Para resolver os riscos de moedas descentralizadas, existem duas principais soluções: Prova de Trabalho (Proof of Work) e Prova de Participação (Proof of Stake). Vamos entender cada uma delas agora pois existem muitos mitos e desinformação circulando. Você precisa entender essa informação para poder realizar sua decisão de onde deixar o seu dinheiro.
Atenção: este não é um serviço de aconselhamento financeiro. Leia o aviso completo antes de prosseguir.
1. Dinheiro é coisa séria. Organização é precisa para não virar bagunça.
Um sistema de dinheiro digital precisa dar a segurança para todos os participantes, para que as pessoas tenham a confiança de que o dinheiro não vai sumir de repente, que as transações serão honradas e que o dinheiro não será inflacionado.
Até pouco tempo atrás, utilizamos modelos centralizados para o controle do dinheiro. O motivo de estarmos acostumados com dinheiro centralizado é a facilidade. Quando você tem um centro de comando, é relativamente fácil impor regras e definir o que é válido e o que é inválido. E caso aconteça algo errado, você pode utilizar seu acesso administrativo e alterar o banco de dados para fazer correções.
Por exemplo, se você esquecer qual é a senha do seu cartão de crédito, você pode telefonar para a CENTRAL do banco e pedir para eles te ajudarem a trocar a senha. Por outro lado, se você esquecer a senha de acesso da sua carteira de bitcoins, não existe ninguém para quem você possa pedir ajuda.
No caso de um sistema descentralizado, não existe uma autoridade no comando. Não existe a possibilidade de um único agente editar a base de dados.
Mas, se não existe ninguém com autoridade central, como é que as informações são organizadas num sistema descentralizado? Este é o grande desafio que precisa ser resolvido. É necessário encontrar uma maneira de organizar o dinheiro descentralizado para não virar bagunça.
Algumas informações que forem consideradas verdadeiras devem ser propagadas por toda a rede. E informações que forem consideradas falsas devem ser rejeitadas.
Por exemplo, se você comprar um treinamento online da Arata Academy pagando em bitcoins, você ganha um desconto extra. Assim que você pagar com bitcoins, o site Arata Academy te envia automaticamente a senha de acesso. O seu envio de bitcoins da sua carteira para a minha deve ser considerada uma transação válida.
Porém se você tentar fraudar o sistema dizendo que possui uma quantidade enorme de bitcoins na sua carteira (que na verdade não tem), este é um tipo de transação que precisa ser detectada como falsa. Essa fraude não deve ser propagada pela rede descentralizada.
Uma rede descentralizada só é útil se ela consegue preservar informação verdadeira. E para saber o que é verdadeiro, é necessário que aconteça uma coordenação entre todos os pontos da rede para alcançar um consenso sobre o que é válido ou não.
Por isso, o nome técnico para organizar a rede descentralizada é MECANISMO DE CONSENSO. Existem vários mecanismos de consenso propostos. No caso de uma rede de dinheiro segura, é necessário usar o Proof of Work. O Proof of Stake também é um mecanismo de consenso, porém inferior e não garante a segurança necessária para uma rede de dinheiro.
2. Prova de Trabalho utiliza energia elétrica e isto é importante. A Prova de Participação é inferior para proteger o dinheiro.
Você já deve ter ouvido críticas sobre o gasto de energia do Bitcoin. Nós já desmistificamos parte dessa história no episódio sete da série Dinheiro Arata.
Um sistema seguro de dinheiro forte é importante para garantir direitos humanos como a liberdade e direito à propriedade. E se existe energia elétrica sendo usada para esta importante finalidade, podemos dizer que é uma aplicação de grande valor e utilidade. A energia usada dá uma propriedade única ao Bitcoin, que é um custo infalsificável (“unforgeable costliness”)
Por outro lado, existem outras atividades bem menos importantes que consomem muito mais energia elétrica do que o bitcoin. Jatinhos particulares, luzes de Natal, o TikTok e até máquinas de secar roupa gastam mais energia que o bitcoin, com um retorno bem menos importante para a sociedade.
O Bitcoin usa cerca de zero vírgula um por cento da energia do mundo e boa parte dessa energia é limpa.
Essa energia é bem utilizada pois está sendo usada para que a rede Bitcoin seja a mais segura do planeta para proteger o seu dinheiro. Nós falamos em detalhes sobre a Prova de Trabalho no episódio anterior da série Dinheiro Arata.
Recapitulando, a Prova de Trabalho foi adotada pelo bitcoin para garantir a segurança da rede. De forma simplificada, cada transação feita com bitcoins precisa ser verificada. Uma parte importante dessa verificação é feita pelos mineradores. Quando você tenta fazer uma transação, movimentando seus bitcoins, essa transação precisa ser adicionada a um novo bloco. E os mineradores é quem criam novos blocos e verificam se a sua transação cumpre com todos os requisitos.
Se a transação for aceitável, ela é inserida em um bloco de dados. Esse bloco precisa ser adicionado ao blockchain, que é o banco de dados público e distribuído do bitcoin, contendo todas as transações já feitas na história do bitcoin.
Para um bloco ser adicionado ao blockchain, o minerador precisa apresentar uma Prova de Trabalho. Essa Prova de Trabalho é um número especial que resolve um problema matemático. Somente é possível encontrar o número certo através de muita tentativa e erro.
Ou seja, se um minerador apresentar um bloco novo contendo o número especial correto, esta é uma prova indiscutível de que ele investiu em equipamentos e energia elétrica, uma prova de que ele realmente trabalhou pela segurança da rede. Por isso o nome de Prova de Trabalho.
Como recompensa por fazer tudo corretamente, quando um minerador cria um bloco novo, ele recebe alguns bitcoins de recompensa. Examinando isso pela perspectiva da Teoria dos Jogos, todos os participantes da rede Bitcoin são forçados a agirem honestamente, caso contrário terão perdas financeiras enormes.
O alto poder computacional exigido na Prova de Trabalho é um dos principais fatores que tornam o Bitcoin a rede financeira mais segura do planeta. Mesmo valendo centenas de bilhões de dólares, o Bitcoin até hoje não foi hackeado e provavelmente nunca será.
As pessoas que não entendem este valor estratégico da Prova de Trabalho tem feito críticas e usado outros Mecanismos de Consenso, como por exemplo a Prova de Participação (Proof of Stake).
3. As críticas de que o Bitcoin desperdiça muita energia elétrica estão erradas em diversos níveis.
A rede Bitcoin é uma maneira revolucionária de lidar com o dinheiro. De acordo com Dan Held, o uso de energia pelo Bitcoin é ordens de magnitude menor do que o uso de energia do sistema do dinheiro fiat, o dinheiro fiduciário dos governos.
O Bitcoin até mesmo estimula o progresso de novos projetos de energia limpa, avançando a nossa civilização.
Mas mesmo com as vantagens no uso de Bitcoin, uma questão que poderia ser feita é se haveria alguma alternativa para alcançar consenso em uma rede descentralizada de dinheiro.
A premissa do Proof of Stake é que a atual competição entre mineradores de bitcoin para ver quem chega primeiro à solução do quebra-cabeças criptográfico é um desperdício de energia. Como já vimos, esta premissa é falsa pois o uso de energia é um importante componente de segurança. Como energia elétrica tem custo, os participantes da rede Bitcoin são forçados a se manterem honestos e agirem de acordo com as regras da rede. Se eles tentarem violar as regras, eles terão gasto energia e não terão benefícios financeiros.
A proposta do Proof of Stake é substituir essa competição por um sorteio. Ou seja, em vez de todos os mineradores ficarem competindo para ver quem resolve primeiro, o sistema escolheria aleatoriamente um participante da rede. Esse participante ficaria responsável por validar o bloco.
Até por isso, no Proof of Stake os mineradores passariam a ser chamados de validadores. Nem todos os participantes da rede poderiam ser sorteados como validadores. Para ser um validador, um participante da rede deveria depositar uma certa quantidade de moedas na rede, como participação.
É daí que vem o nome Prova de Participação, ou Proof of Stake. Stake também pode ser traduzido como aposta no sentido de ter algo a perder. É como se o participante estivesse apostando seu próprio dinheiro para poder ser sorteado como validador.
Quanto mais dinheiro for colocado como prova de participação, maior a chance de um participante da rede ser sorteado como validador. É como se fosse uma aposta na loteria. Se você comprar um bilhete, você tem uma chance de ganhar. Se você compra dez bilhetes, você tem dez vezes mais chances de ganhar do que se tivesse apenas um bilhete.
O problema do Proof of Stake é um pouco óbvio: mais dinheiro investido é igual a uma maior chance de se tornar validador. Como as criptomoedas que usam Proof of Stake geralmente possuem premine (pré-mineração), elas não possuem o atributo de custo infalsificável do Bitcoin. Essas outras criptomoedas são tokens criados do nada e que são distribuídos inicialmente para os fundadores da rede. Como eles possuem já muitos tokens, fazendo o stake, eles ganham ainda mais tokens. Isso favorece quem tem mais dinheiro e estimula a formação de grupos de quem já tem muito dinheiro a se tornarem cada vez mais ricos.
4. A Prova de Participação utiliza menos energia do que a Prova de Trabalho. Porém ela não resolve o desafio de consenso.
Quando algum participante da rede faz o depósito e é sorteado para ser validador de um bloco, ele vai ter que verificar se todas as transações daquele bloco seguiram as regras de consenso.
Se estiver tudo aceitável, o validador adiciona esse bloco ao blockchain e recebe como recompensa as taxas que foram pagas em cada transação daquele bloco.
Porém, se o validador aprovar alguma transação irregular, por imperícia ou má fé, ele vai automaticamente perder parte do dinheiro que depositou para poder ser escolhido validador. Por isso, esse valor depositado pode ser considerado uma participação, uma aposta, uma “stake”, já que o validador pode perder o dinheiro investido se não fizer o trabalho direito.
O incentivo é financeiro. Sempre que a participação for maior do que o validador obtém das taxas de transação, a rede pode confiar nele para executar corretamente o trabalho de validar transações e manter a segurança da rede.
Quando o participante quiser deixar de ser um validador, ele vai poder pegar de volta o dinheiro que depositou e todas as taxas de transação que ele obteve depois de um certo tempo. Esse intervalo é o tempo que a rede ainda precisa para poder punir o validador que eventualmente tenha aprovado uma transação irregular.
Numa análise rápida, parece que o Proof of Stake cumpre a mesma finalidade do Proof of Work em garantir transações válidas sob o risco financeiro de perder dinheiro caso não se comporte de modo honesto. Porém, quem examina mais a fundo encontra fragilidades no Proof of Stake. Desde o ano de 2015, por um paper de Andrew Poelstra já sabemos que tem falhas intrínsecas impossíveis de serem resolvidas.
Por isso, mesmo que consuma menos energia elétrica, o Proof of Stake traz riscos adicionais de segurança em comparação com a prova de trabalho. Existem três cenários em que ele fracassa: (1) No caso de necessidade de reiniciar a rede, (2) No caso de separação de parte da rede e (3) No caso de perda de chaves privadas dos detentores de grandes valores. A explicação sobre cada um destes cenários é bastante técnica e eu deixo o link de referência para quem quiser se aprofundar.
Para uma rede que cuida de dinheiro, não pode existir este tipo de vulnerabilidade. Dinheiro é importante. Mesmo que os casos de risco do Proof of Stake serem extremamente improváveis de acontecer, somente o fato de ser possível já o torna inadequado para uma rede de dinheiro. Essa é a razão de o bitcoin continuar usando a Prova de Trabalho, mesmo que a proposta do Proof of Stake tenha sido introduzida em 2011, ainda nos primeiros anos de funcionamento da rede.
Tecnicamente, a mudança é possível. O Ethereum, que é uma criptomoeda, está fazendo a transição de Prova de Trabalho para Proof of Stake. Não é um processo simples e rápido, mas tecnicamente é possível.
Além do Ethereum, várias criptomoedas menores que o bitcoin estão usando o proof of stake e podem servir como laboratório para deixarmos o tempo testar na prática a eficiência e segurança. Como deve ser a regra no livre mercado, vamos deixar que o melhor vença. Continue estudando e você só tem benefícios a colher.
Proof of Stake é uma alternativa ao Proof of Work. O Proof of Stake promete consumir menos energia elétrica, mas também tem pontos negativos que podem reduzir a segurança da rede.
O bitcoin vai continuar usando o Proof of Work e não existe nenhuma perspectiva de mudança no curto ou médio prazo. Mas outras criptomoedas estão usando o proof of stake e com o tempo o mercado poderá conferir na prática qual é a melhor solução.
Este foi um episódio bastante técnico e teórico. Para você que deseja informações práticas sobre como ter lucro com Bitcoin e criptomoedas, eu te convido a conhecer o nosso treinamento Mãos de Diamante assistindo a uma aula especial sobre bitcoin neste link