O Que São os Algoritmos de Consenso das Blockchains

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O Que São os Algoritmos de Consenso das Blockchains
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No contexto das criptomoedas, os algoritmos de consenso são cruciais, visto que são responsáveis por manter a integridade e segurança das redes Blockchain. O primeiro algoritmo a ser criado foi o Proof of Work (PoW), desenvolvido por Satoshi Nakamoto e implementado no Bitcoin como forma de evitar as chamadas falhas bizantinas (byzantine faults).


Definição de Algoritmo de Consenso

Um algoritmo de consenso pode ser definido como um mecanismo por onde cada rede Blockchain chega a um acordo. Redes públicas (descentralizadas) de Blockchain são construídas como sistemas distribuídos e, já que não dependem de uma autoridade central, os computadores da rede precisam concordar na validação das transações. É aí que os algoritmos de consenso entram em jogo. Eles garantem que as regras do protocolo estão sendo seguidas e que todas as transações ocorrem de forma confiável, fazendo com que cada moeda seja gasta uma única vez.

Antes de cairmos de cabeça nos diferentes algoritmos de consenso existentes, é importante entender as diferenças entre um algoritmo e um protocolo.


Algoritmos de Consenso vs Protocolos

Os termos algoritmo e protocolo são usados de forma intercambiável com frequência, mas eles não são a mesma coisa. Em termos simples, podemos definir protocolo como como regras primárias do uso de uma rede Blockchain e algoritmo como um mecanismo pelo qual essas regras vão ser seguidas.

Além de ser amplamente usada em sistemas financeiros, a tecnologia Blockchain pode ser aplicada numa grande variedade de negócios e pode ser adequada para alguns usos específicos. Mas, independentemente do contexto, uma rede Blockchain vai ser construída com base em um protocolo que define como o sistema deve funcionar, então todas as diferentes partes do sistema e todos os participantes da rede precisam seguir as regras do protocolo.

Enquanto o protocolo define quais são as regras, o algoritmo diz ao sistema quais os passos ele precisa dar para concordar com essas regras e produzir o resultado desejados. Por exemplo, o algoritmo de consenso de uma Blockchain é o que determina a validade dos blocos e transações. Então, Bitcoin e Ethereum são protocolos enquanto o PoW e PoS são seus algoritmos de consenso.

Para ilustrar melhor, considere que o protocolo Bitcoin define como os nodes (nós) devem interagir, como os dados devem ser transmitidos entre eles e quais são os requisitos para uma validação de bloco bem-sucedida. Por outro lado, o algoritmo de consenso é responsável por verificar os saldos e assinaturas, confirmar as transações e por executar a validação dos blocos – e tudo isso depende do consenso de rede.


Diferentes Tipos de Algoritmos de Consenso

Existem vários tipos de algoritmo de consenso. As implementações mais comuns são os PoW e PoS. Cada um tem suas vantagens e desvantagens ao tentar balancear segurança com funcionalidade e escalabilidade.


Proof of Work (PoW)

O PoW foi o primeiro algoritmo de consenso criado. Ele é empregado no Bitcoin e em várias outras criptomoedas. O algoritmo PoW é uma parte fundamental do processo de mineração.

A mineração via PoW envolve inúmeras tentativas de solucionar os quebra-cabeças, então quanto mais poder computacional mais tentativas por segundo. Em outras palavras, mineradores que têm alto poder computacional tem maiores chances de encontrar uma solução válida para problema matemático do próximo bloco. O algoritmo de consenso PoW garante que mineradores só possam validar novos blocos de transações e adicioná-los à Blockchain caso a rede distribuída de nodes cheguem ao consenso e concordem que a solução para o problema matemático apresentada é uma comprovação válida do esforço empregado no processo.


Proof of Stake (PoS)

O algoritmo de consenso PoS foi desenvolvido em 2011 como uma alternativa ao PoW. Embora o PoS e o PoW compartilhem dos mesmos objetivos, eles apresentam diferenças e particularidades fundamentais. Especialmente quando se trata da validação de novos blocos.

Em poucas palavras, o algoritmo de consenso PoS substitui o mecanismo de mineração PoW, usando o capital alocado (stake) de cada participante para validação de novos blocos. O validador de cada bloco (também chamado de Forger) é determinado pelo investimento da criptomoeda em questão e não pela quantidade de poder computacional alocado ao processo. Cada sistema PoS pode implementar o algoritmo de formas diferentes, a Blockchain é protegida por uma eleição pseudo-aleatória que considera a riqueza do nó e a idade das moedas (por quanto tempo as moedas estão guardadas) – junto a um fator de randomização.

A Blockchain Ethereum está baseada atualmente no algoritmo PoW, mas o protocolo Casper vai ser lançado eventualmente para mudar a rede de PoW para PoS numa tentativa de aumentar a escalabilidade.


Por que Algoritmos de Consenso são importantes para Criptomoedas?

Como mencionado previamente, os algoritmos de consenso são cruciais para manter a integridade e segurança das uma rede de criptomoedas. Eles entregam formas para que uma rede de nodes consiga chegar ao consenso de qual versão da Blockchain é a real. Concordar com o estado atual da Blockchain é essencial para o que o sistema económico digital funcione perfeitamente.

O algoritmo de consenso PoW é considerado uma das melhores soluções para o problema dos Byzantine Generals, o que permitiu a criação do Bitcoin como um sistema Byzantine Fault Tolerance (tolerante a falhas dos generais bizantinos). Isso significa que a Blockchain é altamente resistente à ataques, como o Ataque de 51% (ou ataque da maioria). Não só por que a rede é descentralizada, mas também por causa do algoritmo PoW. Os altos custos envolvidos no processo de mineração torna muito difícil e improvável que os mineradores tentem investir seus recursos para destruir a rede.

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