O que é um algoritmo de consenso e como funciona?
O que é um algoritmo de consenso?
Um algoritmo de consenso é um mecanismo que garante que todos os participantes de uma rede concordem (consenso) sobre o estado do blockchain, sem a necessidade de uma autoridade central. Os algoritmos de consenso asseguram o funcionamento adequado de um blockchain.
Um blockchain é uma cadeia de informações na qual as transações são registradas. Quando novas transações ocorrem, um novo bloco é adicionado à cadeia de blocos. Isso permite o armazenamento de todas as informações, que não podem ser alteradas posteriormente. O algoritmo de consenso de um blockchain determina como os nodes entram em acordo para adicionar este novo bloco de forma confiável.
Graças aos algoritmos de consenso, os blockchains funcionam e permanecem seguros. Os algoritmos de consenso garantem que todos os nós em uma rede concordem sobre a ordem das transações, impedindo assim o duplo gasto ou ações fraudulentas.
Pontos principais
- Os algoritmos de consenso garantem que todos os participantes do blockchain estejam de acordo.
- Os algoritmos de consenso previnem o duplo gasto e fraudes, estabelecendo consenso sobre a ordem das transações.
- Existem diferentes tipos de algoritmos de consenso, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens.
Como funciona um algoritmo de consenso?
Os algoritmos de consenso funcionam por meio de um processo criptográfico em que os nós validam a validade de uma transação ou de um bloco de transações e devem concordar sobre a ordem em que esses novos blocos são adicionados ao blockchain. O nó que finalmente recebe permissão para adicionar o bloco com as novas informações ao blockchain é chamado de validador e recebe uma recompensa em forma de criptomoeda. Esse processo geralmente é automatizado e não requer uma autoridade central para supervisionar tudo.
Os algoritmos de consenso garantem que todos os nós de uma rede blockchain concordem sobre a validade das transações. Através de métodos criptográficos, os nós validam novas transações ou blocos e votam para determinar qual bloco será adicionado à cadeia. O nó que finalmente pode adicionar um bloco (que pode ser considerado o vencedor) é chamado de validador (no caso de Proof of Stake) ou minerador (no caso de Proof of Work). Esse nó recebe uma recompensa em criptomoedas (no caso do Bitcoin, uma recompensa em bitcoins). Todo o processo ocorre sem uma autoridade central: a rede se encarrega da verificação e aprovação.
Explicamos o processo dos algoritmos de consenso com um exemplo do mundo da Fórmula 1:
Imagine uma corrida de Fórmula 1: vários pilotos correm em uma pista com o objetivo de cruzar a linha de chegada em primeiro lugar. Do início ao fim, eles não podem fazer o que quiserem, pois existem regras rigorosas da FIA (a organização internacional do automobilismo) que garantem que tudo ocorra de forma justa e segura. Isso pode incluir o uso obrigatório de determinados pneus ou a proibição de cortar caminho na pista.
Durante a corrida, tudo é monitorado por comissários (semelhantes a árbitros) e por sensores nos carros. Assim, é constantemente verificado se os pilotos estão cumprindo as regras. Se alguma regra for violada, o piloto recebe um aviso, uma penalidade de tempo ou pode até ser desclassificado.
Um blockchain funciona com um mecanismo semelhante: o algoritmo de consenso. Em vez de pilotos, há nós que processam todas as transações (a corrida) e monitoram (as regras estão sendo seguidas?). Mas uma grande diferença é que não existe um árbitro central como a FIA: os nós monitoram uns aos outros. Eles garantem que o blockchain funcione corretamente. Se um nó violar as regras, por exemplo permitindo o duplo gasto, os outros nós podem ignorá-lo ou até penalizá-lo.
No final, o algoritmo permite que os participantes cheguem a um consenso sobre quais transações são válidas. O processo é semelhante a uma corrida de Fórmula 1, mas é completamente descentralizado.
Quais são os diferentes tipos de algoritmos de consenso?
Existem diferentes tipos de algoritmos de consenso que permitem à rede de nós de um blockchain chegar a um acordo. Cada mecanismo tem suas próprias regras, vantagens e limitações.
Proof of Work (PoW)
Este é o algoritmo de consenso mais antigo e conhecido, introduzido pelo Bitcoin. É famoso por seu alto consumo de energia, pois os nós precisam resolver quebra-cabeças matemáticos, o que requer muita capacidade computacional. O Proof of Work é muito seguro, mas tem um problema de escalabilidade.
Blockchains que utilizam Proof of Work: Bitcoin e Litecoin
Proof of Stake (PoS)
Proof of Stake é um algoritmo de consenso em que os participantes são selecionados com base na quantidade de tokens que colocam em jogo, um processo chamado staking. É mais eficiente em termos energéticos do que o Proof of Work, pois não exige alta capacidade computacional. Em 2022, o Ethereum passou do Proof of Work para o Proof of Stake para melhorar sua eficiência energética.
Blockchains que utilizam Proof of Stake: Ethereum, Cardano e Tezos
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Delegated Proof of Stake é uma variante do Proof of Stake desenvolvida para ser mais rápida e eficiente. Utiliza um pequeno grupo de representantes eleitos para adicionar novos blocos ao blockchain. Isso melhora a velocidade da rede, mas reduz a descentralização.
Blockchains que utilizam Delegated Proof of Stake: Tron
Proof of Authority (PoA)
No Proof of Authority, a rede depende de “validadores”, um grupo seleto de participantes confiáveis que podem adicionar blocos ao blockchain. A rede é rápida e eficiente, mas menos descentralizada do que os sistemas PoW ou PoS. O PoA é frequentemente utilizado em blockchains privados.
Blockchains que utilizam Proof of Authority: VeChain
Proof of History (PoH)
Proof of History é um método de consenso relativamente novo e inovador, tornado famoso pelo blockchain Solana. Em vez de alcançar consenso sobre a ordem das transações, o PoH atribui um carimbo de data e hora criptográfico a cada transação. Cada evento na rede recebe uma marca de tempo única antes de ser transmitido na rede, permitindo que os nós saibam em que ordem ocorreram. Isso evita que os nós tenham que votar. Assim, esses blockchains podem operar de maneira extremamente rápida e eficiente, com baixos custos.
Blockchains que utilizam Proof of History: Solana
Outros algoritmos de consenso
- Proof of Burn
- Proof of Capacity
- Proof of Participation
- Proof of Elapsed Time
- Delayed Proof of Work
- Effective Proof of Stake
- Pure Proof of Stake
- Bonded Proof of Stake
- Nominated Proof of Stake
- Proof of Stake Time
- Leased Proof of Stake
- Anonymous Proof of Stake
- Hybrid Proof of Stake
- Delegated Proof of Contribution
- Secure Proof of Stake
- Tresholded Proof of Stake
- Roll Delegated Proof of Stake
- Proof of Coverage
- Proof of Importance
- Delegated Proof of Broker
- Proof of Transfer
- Proof of Storage
- Proof of Activity
Considerações finais
Os algoritmos de consenso asseguram que os blockchains funcionem de forma confiável, segura e descentralizada, alcançando consenso entre todos os nós da rede sobre a validade e a ordem das transações. Sem a necessidade de uma autoridade central, os blockchains podem continuar operando como redes transparentes onde a fraude é evitada e o duplo gasto é impossível. Cada algoritmo de consenso possui características, vantagens e limitações próprias, o que os torna adequados para diferentes casos de uso no mundo das criptomoedas.
