Prova de Trabalho Explicada

O que é PoW?

Quando imagina transações entre utilizadores, provavelmente imagina a Pessoa A a enviar dinheiro à Pessoa B através de um banco. O ordenante digita uma quantia e o banco deduz essa quantia da sua conta e adiciona-a à conta do beneficiário. Aquilo que está a imaginar é designado de sistema centralizado. Quando uma entidade central está encarregue de manter registo e de validar transações.

A descentralização, o oposto de centralização, é a chave para as criptomoedas. Neste tipo de sistema, todos os utilizadores podem ver e rastrear todas as transações e não apenas um utilizador mas toda a rede é responsável pela validação e execução de transações. A ideia de não ter intermediário ou terceiros entre o ordenante e o beneficiário é o encanto das criptomoedas, mas será possivel garantir que os utilizadores da rede se mantenham honestos e não manipulem dados para seu benefício?

É aí que a Prova de Trabalho (Proof of Work) entra. Este protocolo é utilizado por criptomoedas, como o Bitcoin, para validar as transações que ocorrem na rede. Uma boa forma de entender tal prova poderá ser vê-la, não como uma forma de processamento de transações, mas antes como uma forma de garantir que os dados na rede não são manipulados ou fraudulentos. A forma como o mecanismo de validação funciona é fulcral para garantir a segurança das criptomoedas que o utilizam.

Como funciona?

Desde que foi criada e até aos dia de hoje, a Prova de Trabalho mantém o objetivo de garantir que todos os dados são validados. Na base da PoW estão os mineradores que fazem o "trabalho". A tarefa dos mineradores, chamada de mineração, é essencial para a existência de algumas das criptomoedas mais populares. O trabalho é gerar cadeias de caracteres (hash) e correspondê-los com o hash do bloco atual.

Em termos gerais, quando os utilizadores efetuam transações, essas transações são todas coletadas e armazenadas em um bloco, que é onde os dados da blockchain são armazenados. Os mineradores vão então para a transação em determinado bloco para verificar a sua validade. Esta verificação é feita através da resolução de puzzles computacionais ou matemáticos difíceis de resolver mas simples de verificar e validar. Se um minerador encontra a solução do puzzle, estes podem atualizar a blockchain.

Todo o sistema Prova de Trabalho depende da competição entre mineradores, estes competem entre si para resolver os puzzles e transmitir (broadcast) novos blocos para a rede que é o modo de adicionar blocos à cadeia (chain). Este processo necessita de, não apenas velocidade, mas também muito trabalho e fundos dos mineradores individuais visto que a tecnologia para minerar Bitcoin é dispendiosa e utiliza bastante energia.

Agora poderá estar a pensar, qual é o interesse deles? Bem, se um minerador é o primeiro a encontrar a solução correta para o puzzle, este é recompensado com uma quantia pré-determinada de Bitcoin em retorno pelo seu trabalho. Esta recompensa tem vindo a reduzir a cada ano, cerca de 50 BTC na fase inicial do Bitcoin e em 2020 de 6.25 BTC. Importa também referir que mesmo agora obter a recompensa de 6.25 BTC não é uma tarefa fácil já que a probabilidade de encontrar a hash (solução do puzzle) correta é de cerca de 1 em mais de 20 triliões.

Desafios e Vantagens

Poderá ter ouvido que a Prova de Trabalho requere muita energia, tempo e computação para ser eficaz. Isto, em retorno, afeta a escalabilidade deste protocolo de consenso. Por exemplo, estima-se que a utilização anual de energia para minerar Bitcoin é semelhante à quantia consumida em países como a Tailândia, Finlândia ou Suíça. Por outro lado, o fator segurança deste protocolo é inegável e tem-se provado resistente ao teste do tempo.

É aqui a a prova de participação (proof of stake) deve ser mencionada. A Ethereum - provavelmente a segunda criptomoeda mais conhecida - planeia passar todas as suas validações de transação para o mecanismo de consenso prova de participação. Tal deve-se ao facto de, tal como a PoW, a PoS também tem um elevado nível de segurança mas consegue aquilo que falta à PoW - redução do consumo de energia. A prova de participação é uma forma de consenso mais verde e menos dispendiosa e, por isso, uma que muitos utilizadores Ethereum gostariam de ver implementada no futuro.

Conclusão…

Prova de Trabalho é um mecanismo de consenso que garante que os mineradores adicionam novos blocos à blockchain apenas após produzirem trabalho computacional para provarem que é válido. Esta forma de validação permite que as criptomoedas sejam descentralizadas. Este consenso, primeiramente utilizado pelo Bitcoin, tem um cadastro impecável no que toca à segurança e fiabilidade. No entanto, a prova de trabalho necessita de uma grande quantidade de energia. Este elevado uso de energia é o motivo pelo qual algumas criptomoedas, como a notória Ethereum, estão a caminhar na direção da prova de participação enquanto mecanismo de consenso.