O que é o Proof of Stake?

A Prova de Participação (Proof-of-Stake, PoS) é um mecanismo de consenso utilizado por redes blockchain para alcançar consenso distribuído e validar transações. Ao contrário da Prova de Trabalho (Proof-of-Work, PoW), que depende de poder computacional para resolver puzzles matemáticos complexos, o PoS seleciona validadores com base na quantidade de criptomoeda que têm em staking, ou seja, bloqueada como garantia. Num sistema PoS, os validadores são escolhidos para criar e verificar novos blocos com base na quantidade e duração do seu stake, o que lhes oferece um incentivo financeiro para agir honestamente e manter a segurança da rede. Os validadores recebem recompensas sob a forma de criptomoeda adicional pela sua participação, enquanto os que adotam comportamentos maliciosos arriscam perder os seus ativos em staking através de penalizações. O PoS é reconhecido por ser mais eficiente em termos energéticos do que o PoW, uma vez que elimina a necessidade de processos de mineração intensivos em energia, tornando-o uma opção mais sustentável para as redes blockchain.

Num mecanismo de consenso PoS, a quantidade de esforço computacional necessário para verificar blocos e novas transações é reduzida em comparação com o PoW, sobretudo porque o PoS não depende do mesmo processo intensivo em energia de resolução de puzzles criptográficos. 

De forma simples, esta redução pode ser amplamente atribuída à diferença no modo como os blocos são verificados. No PoW, os mineradores competem entre si para resolver problemas matemáticos, um processo que exige grande poder computacional e consumo de energia. Por um lado, o processo de mineração é deliberadamente difícil e exigente em recursos para proteger a rede contra ataques. No entanto, a ineficiência energética e os custos elevados tornam-no inacessível para muitos mineradores.

Em alternativa, o PoS funciona de forma a que os validadores sejam escolhidos para criar e validar novos blocos com base na quantidade da sua própria criptomoeda que estão dispostos a colocar em staking como garantia. O processo de seleção de um validador considera a quantidade de criptomoeda em staking e o período de tempo durante o qual está em staking. Estes fatores garantem que os validadores têm um interesse real em manter a integridade da rede. 

Neste sentido, a abordagem não é tão "competitiva" como o PoW, uma vez que não utiliza o mecanismo de recompensas baseado na competição como o PoW. Porém, é importante notar que, embora o PoS não envolva diretamente competição na resolução de puzzles criptográficos, os validadores continuam a competir pela oportunidade de validar blocos com base no seu stake e desempenho na própria rede.

Para contextualizar o PoS, o Ethereum 2.0 é um excelente exemplo. Tendo migrado do PoW para o PoS em setembro de 2022, os validadores na rede Ethereum 2.0 são escolhidos para criar e validar novos blocos com base na quantidade de ether que colocam em staking como garantia. Para ser considerado validador no Ethereum 2.0, é necessário ter em staking pelo menos 32 ether. Vale a pena notar que colocar mais de 32 ether em staking não aumenta as probabilidades de ser escolhido como validador.

O papel dos validadores selecionados consiste em verificar e confirmar transações na rede, manter a integridade da blockchain Ethereum 2.0 e votar em quaisquer alterações à rede. Como recompensa pelas suas contribuições, os validadores recebem ether adicional.

Os Nós Completos, ou seja, os que atuam como validadores e têm o seu ether em staking, são selecionados aleatoriamente a cada 12 segundos. Os validadores escolhidos têm então a oportunidade de verificar e confirmar novas transações. Com o seu ether em staking como garantia, o validador tem o compromisso financeiro do seu próprio colateral para desincentivar comportamentos maliciosos ou desonestos. 

No geral, a transição para o PoS reduziu a necessidade global de mineração intensiva em energia. Dada a pressão global em torno das preocupações ambientais, esta mudança para uma abordagem mais eficiente e considerada mais amiga do ambiente está agora a proteger a rede. 

Tanto o mecanismo de consenso PoW como o PoS têm como objetivo garantir a sincronização bem-sucedida de dados, a validação de informações e o processamento de transações na blockchain. Embora ambos tenham demonstrado eficácia na manutenção da integridade de uma blockchain, cada um apresenta as suas próprias vantagens e desvantagens.

Em última análise, o PoW e o PoS adotam abordagens diferentes para resolver o mesmo problema, que é alcançar um sistema honesto e sem necessidade de confiança que incentive os participantes a registar dados voluntariamente sem intenções maliciosas. Por exemplo, o PoW aborda o problema combinando esforço e recompensa, enquanto o PoS depende de um compromisso financeiro do validador, exigindo que este coloque a sua criptomoeda em staking. 

Do ponto de vista da flexibilidade, ambos os modelos enfrentam restrições de escalabilidade, embora ambos tenham flexibilidade suficiente para suportar soluções de camada 2 que permitem transações rápidas e menos dispendiosas. 

Uma das principais diferenças entre as duas abordagens é o impacto ambiental. Tomando o exemplo do Ethereum, estimou-se que, após a Fusão (Merge), na qual mudou de um modelo de consenso PoW para PoS, as suas emissões de CO2 diminuíram 99,992%.

De forma semelhante, outra diferença é que os modelos de halving do PoW tendem a favorecer uma melhor distribuição da riqueza ao longo do tempo. Por sua vez, o PoS não permite que os grandes detentores beneficiem de um enriquecimento significativo. No entanto, é importante notar que a desigualdade na distribuição da riqueza é um problema mais amplo da sociedade, e a tecnologia por si só não consegue resolvê-lo.