O que é Delegated Proof of Stake (Prova de Participação Delegada)?
O algoritmo de consenso Delegated Proof of Stake (Prova de Participação Delegada) ou "DPoS" é considerado por muitos como uma versão mais eficiente e democrática do seu predecessor PoS. Tanto o PoS e DPoS são utilizados como alternativa ao algoritmo de consenso Proof of Work, uma vez que o sistema de PoW demanda muitos recursos e utiliza uma grande quantidade de trabalho computacional para garantir um registro distribuído, imutável, transparente e descentralizado dos dados. Contrariamente ao PoW, os sistemas PoS e o DPoS exigem menos recursos, o que por definição os tornam mais sustentáveis. Para entender como o Proof of Stake funciona é preciso primeiro entender os fundamentos básicos do Proof of Work e Proof of Stake que os precederam.
Proof of Work (Prova de trabalho)
A maioria dos sistemas de criptomoeda é executada sobre um livro razão distribuído chamado blockchain. O Proof of Work foi o primeiro algoritmo de consenso a ser utilizado. Ele foi implementado como um componente central do protocolo do Bitcoin, responsável por gerar novos blocos e manter a rede segura (através do processo de mineração). O Bitcoin foi proposto como uma alternativa ao tradicional sistema monetário global, que é centralizado e ineficiente. O PoW introduziu um protocolo de consenso viável que tornava desnecessária a transmissão de dinheiro encabeçada por uma autoridade central. Ele permitiu acordos de pagamentos descentralizados em tempo real em uma rede econômica "peer-to-peer" (ponto-a-ponto), eliminando a necessidade de intermediários e reduzindo o custo geral da transação.
Juntamente com outros tipos de nós, um sistema baseado no Proof of Work é mantido por uma rede de nós de mineração, que utiliza hardware especializado (ASICs)¹ para tentar resolver problemas complexos de criptografia. Em média, um novo bloco é extraído a cada 10 minutos. O minerador só consegue adicionar um novo bloco na blockchain a partir do momento que encontra a solução do bloco. Em outras palavras, um minerador só é capaz de fazê-lo depois de completar o Proof of Work, que por sua vez o recompensa com moedas recém mineradas e todas as taxas de transação daquele bloco específico. No entanto, isso tem um alto custo, porque requer muita energia e tentativas malsucedidas. Além disso, o hardware ASIC é bastante caro. Além do esforço para manter o sistema, existem questões persistentes na medida em que um sistema PoW pode ser aplicado, especialmente no que diz respeito a escalabilidade (uma quantidade muito limitada de transações por segundo). No entanto, as blockchains a base de PoW são consideradas mais seguras e confiáveis e o algoritmo continua sendo a solução padrão na criação de sistemas tolerantes à falhas.
Proof of Stake (Prova de Participação)
O algoritmo de consenso Proof of Stake é a alternativa mais comum à Proof of Work. Os sistemas baseados em PoS foram projetados para solucionar algumas das ineficiências e problemas emergentes que comumente surgem em blockchains baseadas em PoW. Ele aborda especificamente os custos associados à mineração (consumo de energia e hardware). Basicamente, uma blockchain baseada em PoS é protegida de forma determinística. Não há mineração nesses sistemas e a validação de novos blocos depende do número de moedas alocadas com o usuário. Quanto mais moedas estão sob posse de uma pessoa, maiores são as chances dela ser escolhida como um validador de bloco (também conhecidos como "minter" ou "forger")².
Enquanto os sistemas PoW dependem de investimentos externos (consumo de energia e hardware), uma blockchain baseada em PoS é garantida por meio de um investimento interno (a própria criptomoeda).
Além disso, os sistemas PoS tornam o ataque a blockchain mais caros, já que um ataque bem-sucedido exigiria a posse de pelo menos 51% do total de moedas existentes. Ataques fracassados resultariam em enormes perdas financeiras. Apesar das vantagens e argumentos convincentes em favor do PoS, tais sistemas ainda estão nos estágios iniciais e ainda precisam ser testados em escalas maiores.
Delegated Proof of Stake (Prova de Participação Delegada)
O algoritmo de consenso Delegated Proof of Stake(Prova de Participação Delegada) "DPoS", foi desenvolvido por Daniel Larimer em 2014.
Bitshares, Steem, Ark e Lisk são alguns dos projetos de criptomoedas que fazem uso do algoritmo de consenso DPoS. Uma blockchain baseada em DPoS conta com um sistema de votação onde as partes que alocam a moeda terceirizam seu trabalho. Em outras palavras elas podem votar em alguns delegados que protegerão a rede em seu nome. Os delegados também podem ser referidos como testemunhas e são responsáveis por obter consenso durante a geração e validação de novos blocos. O poder do voto é proporcional ao número de moedas que cada usuário detém. O sistema de votação varia de projeto para projeto, mas em geral cada delegado apresenta uma proposta individual ao solicitar votos. Geralmente as recompensas coletadas pelos delegados são compartilhadas entre seus eleitores.
Em relação ao desempenho, as blockchains baseadas em DPoS são mais escalonáveis, podendo processar mais transações por segundo (TPS) quando comparadas a PoW e PoS.
DPoS vs PoS
Embora PoS e DPoS sejam semelhantes no sentido de ambos se basearem em "participação", DPoS apresenta um novo sistema de votação democrática, pelo qual aqueles que detém maiores quantidades da moeda são eleitos. Uma vez que um sistema DPoS é mantido pelos eleitores, os delegados são motivados a serem honestos e eficientes, caso contrário não são eleitos. Além disso, as blockchains baseadas em DPoS tendem a ser mais rápidas em termos de transações por segundo.
DPoS vs PoW
Enquanto o consenso de blockchains baseadas em Proof of Stake tentam resolver as falhas do Proof of Work, as baseadas no Delegated Proof of Stake procuram agilizar o processo de produção dos blocos. Por essa razão os sistemas baseados em DPoS são capazes de processar rapidamente grandes quantidades de transações na blockchain. Agora DPoS não é utilizado da mesma forma que PoW ou PoS. O PoW ainda é considerado o algoritmo consenso mais seguro, e como tal é onde ocorrem a maior parte das transmissões de dinheiro. O PoS é mais rápido do que o PoW e potencialmente tem mais casos de uso. DPoS limita o uso de participações para a eleição em um novo bloco. Sua produção real de blocos é pré-determinada em contraste ao sistema de competição do PoW e cada testemunha tem direito a uma rodada na produção do bloco. Alguns afirmam que DPoS deveria ser considerado um sistema de Proof of Authority (Prova de Autoridade).
Conclusão
DPoS difere substancialmente do algoritmo de PoW e até mesmo do PoS. Sua incorporação do voto das partes interessadas, serve como um meio para decidir e motivar delegados honestos e eficientes (ou testemunhas). No entanto, a produção real de blocos é bem diferente dos sistemas PoS e na maioria dos casos apresenta um desempenho superior em termos de transações por segundo.
Notas
¹ ASIC significa Application-Specific Integrated Circuit ou em português (Circuito Integrado Específico de Aplicação). Ele é um circuito integrado (IC) personalizado para um uso específico, em vez de destinado a uso geral. No hardware de mineração da Bitcoin por exemplo, as ASICs foram o próximo passo de desenvolvimento após as CPUs, GPUs e FPGAs.
² Ambos termos surgiram como referência ao ato de “cunhar” ou “forjar” moedas que é realizado no processo normal de criação de moedas.