O que é Proof of History (PoH)?

Proof of History

Definição: Proof of History

Proof of History (PoH) é um sistema de carimbo de tempo criptográfico que registra eventos em uma blockchain em uma ordem imutável, mesmo antes de as transações serem validadas, permitindo que as transações sejam processadas de forma mais rápida e eficiente.


Pontos principais

  • Proof of History (PoH) não é um mecanismo de consenso, mas funciona em conjunto com Proof of Stake (PoS) para registrar a ordem das transações antes que o consenso ocorra.
  • Cada hash depende do anterior, criando uma linha do tempo imutável que qualquer pessoa pode verificar rapidamente.
  • Graças ao PoH, combinado com PoS e Tower BFT, a Solana pode processar mais de 50.000 transações por segundo.

TLDR: O que é um algoritmo de consenso?

Antes de aprender o que é Proof of History, é útil entender o que é um algoritmo de consenso. Os dois termos estão intimamente relacionados.

Um algoritmo de consenso é o conjunto de instruções exatas que descreve como uma rede descentralizada, como Solana, Bitcoin ou Ethereum, chega a um acordo sobre a validade das transações. Todos os participantes (nós) seguem este algoritmo para determinar se uma transação é válida. Quando uma parte suficientemente grande da rede (o quórum necessário) concorda, a transação é agrupada com outras transações aprovadas em um bloco. Esse bloco é então adicionado à blockchain por um nó.

Os algoritmos de consenso devem garantir:

  • Segurança: proteção contra fraude ou ataques, mesmo que alguns nós sejam maliciosos.
  • Descentralização: nenhuma entidade central que tome decisões.
  • Escalabilidade e desempenho: capacidade de processar muitas transações rapidamente.

O algoritmo de consenso funciona dentro de um mecanismo de consenso. O mecanismo é o sistema ou método geral para chegar a um acordo, enquanto o algoritmo é o passo a passo que descreve como esse processo ocorre.

Exemplo em blockchain:

  • Mecanismo: Proof of Stake ou Proof of Work.
  • Algoritmo: as regras exatas para como os validadores são escolhidos, como os votos são contados e como os blocos são confirmados.

Proof of History (PoH) não é um mecanismo de consenso por si só, mas sim um sistema de carimbo de tempo criptográfico que a Solana utiliza junto com seu mecanismo de Proof of Stake. O PoH permite colocar as transações em uma ordem cronológica verificável. Isso significa que os nós precisam de menos comunicação entre si para concordar com a ordem, tornando o processo de consenso mais rápido e eficiente.

O que é Proof of History?

Proof of History (PoH) é uma tecnologia desenvolvida para resolver um dos problemas mais complexos das blockchains: estabelecer uma ordem temporal confiável e descentralizada dos eventos. O PoH é uma adição ao mecanismo Proof of Stake já existente. Foi desenvolvido pela Solana para resolver o problema enfrentado por outras blockchains, como a Ethereum, que requerem muita comunicação para determinar qual transação ocorreu primeiro. O PoH registra a ordem criptograficamente antes de o consenso ser alcançado, abordando assim esse problema.

A Solana utiliza tanto Proof of History quanto Proof of Stake. Os validadores de Proof of Stake validam as transações na rede e adicionam blocos à blockchain da Solana. Esta lista de transações é organizada pelo mecanismo PoH.

Portanto:

  • Proof of History determina criptograficamente a ordem das transações.
  • Proof of Stake valida as transações e adiciona blocos à blockchain da Solana.
  • Essa colaboração evita que os nós (validadores) precisem se comunicar antecipadamente para determinar qual transação ocorreu primeiro, permitindo que as transações sejam validadas de forma mais rápida e eficiente.

Ao combinar Proof of Stake com Proof of History, a Solana cria um algoritmo de consenso híbrido composto por dois mecanismos complementares. Isso torna a blockchain da Solana extremamente rápida, escalável e de baixo custo em comparação com outras blockchains como a Ethereum e o Bitcoin.

Como funciona o Proof of History (PoH)?

Proof of History funciona como um mecanismo que registra eventos em uma blockchain com um carimbo de tempo criptográfico. Assim, a rede sabe em que ordem as coisas aconteceram, mesmo antes de todos os participantes (nós) chegarem a um consenso.

O PoH torna isso possível graças a um cálculo especial realizado de acordo com um processo fixo: a Verifiable Delay Function (VDF). O resultado do cálculo anterior é necessário para fazer o próximo. Cada etapa produz um hash único, que serve como carimbo de tempo.

Juntos, esses carimbos de tempo formam uma linha do tempo imutável de eventos. Assim que uma transação é validada, ela é vinculada ao hash atual na cadeia. Graças aos carimbos de tempo e ao hash, é possível determinar exatamente em que ponto da linha do tempo (e, portanto, em que momento) a transação ocorreu.

A vantagem: os validadores não precisam discutir qual transação ocorreu primeiro. Isso permite que as transações sejam processadas em paralelo, o que é extremamente eficiente e, portanto, muito rápido. A Solana pode alcançar mais de 50.000 transações por segundo.

Tecnicamente funciona assim: todos os eventos são hasheados com a função de hash SHA-256. A saída de cada hash torna-se a entrada do próximo. Isso cria uma cadeia longa e ininterrupta. Como o hashing sempre leva um pouco de tempo, também é possível medir quanto tempo se passa entre os eventos.

O resultado: uma linha do tempo integrada, confiável e imutável, sem um relógio central ou intermediário. Isso permite que a Solana opere de forma extremamente rápida e eficiente, enquanto todos veem a mesma ordem dos eventos.

Em resumo: graças ao PoH, a rede não precisa esperar até que cada validador confirme qual transação ocorreu primeiro. Em vez disso:

  • A ordem já está definida na cadeia PoH.
  • Os validadores só precisam verificar se as transações são válidas e estão na ordem correta.

O processo de consenso torna-se assim mais leve, rápido e eficiente.

O processo do Proof of History

O processo do Proof of History consiste em:

1. Gerar a cadeia de hashes

  • Uma função de hash criptográfica (SHA-256) é aplicada repetidamente, onde a saída da etapa anterior se torna a entrada da próxima.
  • Cada hash é único e só pode ser calculado percorrendo todos os hashes anteriores, criando assim uma sequência verificável.
  • Isso resulta em um “relógio criptográfico”: uma série de carimbos de tempo que qualquer pessoa pode verificar.

2. Inserir eventos e transações

  • Novas transações ou eventos são inseridos na cadeia de hashes.
  • Isso permite determinar exatamente em que ponto da sequência (e, portanto, no tempo) um evento ocorreu, sem depender de fontes de tempo externas.

3. Montar blocos

  • O validador que está na vez (líder) usa a sequência PoH para ordenar as transações.
  • Como a ordem é criptograficamente definida, os validadores não precisam mais discutir sobre ela, economizando tempo.

4. Processar o consenso

  • Outros validadores verificam a sequência PoH e as transações.
  • A Solana utiliza o Tower BFT (uma versão personalizada do Proof of Stake) sobre o PoH para votar a validade dos blocos.
  • Após votos suficientes, o bloco torna-se definitivo.

Qual criptomoeda utiliza Proof of History (PoH)?

O Proof of History (PoH) é utilizado pela Solana. Isso significa que o SOL funciona sobre Proof of History. Ao operar na blockchain da Solana, como por exemplo vender SOL, o mecanismo de consenso Proof of History é usado para completar sua transação.

A Solana combina PoH com Proof of Stake e Tower BFT. Juntos, eles fornecem um modelo de consenso robusto e eficiente.

Veja como funcionam juntos:

  • Proof of History (PoH): cria uma prova criptográfica da ordem e do momento dos eventos.
  • Proof of Stake (PoS): determina quem pode validar, com base na quantidade de SOL que alguém coloca em staking.
  • Tower BFT: é o protocolo de consenso que funciona sobre PoH e PoS. Ele decide como os validadores concordam com a versão correta da blockchain.

O PoH também é mencionado como uma possível inovação em outros projetos, como Arweave (para armazenamento) ou Chainlink (para oráculos), mas estes ainda não são amplamente utilizados.

Exemplo de Proof of History

Quando um validador recebe uma transação, o processo é assim:

  1. Cada hash é calculado a partir do anterior, criando uma cadeia única:
    Hash 1 → Hash 2 → Hash 3 → … → Hash n (em execução)

  2. Essa cadeia continua avançando, como um cronômetro.

  3. Se uma transação (Transação T) chega, o validador a anexa diretamente ao hash ativo naquele momento (Hash n):
    Hash 1 → Hash 2 → Hash 3 → … → Hash n │ <--- Transação T

Como a cadeia de hashes sempre avança da mesma maneira e na mesma ordem, todos sabem exatamente em que “momento” a transação ocorreu.

Isso significa:

  • Sem discussões sobre quem foi primeiro.
  • Tudo recebe automaticamente um código de tempo verificável.

O Proof of History é, portanto, um cronômetro digital para toda a rede.

Vantagens do Proof of History

O Proof of History oferece várias vantagens para a Solana:

  • Alta velocidade de transações: a Solana pode processar dezenas de milhares de transações por segundo.
  • Baixas taxas de transação: graças à eficiência, as taxas de transação com Proof of History são muito baixas.
  • Menor latência: o carimbo de tempo criptográfico permite que a rede processe as transações de forma mais rápida e eficiente.
  • Consenso eficiente: os validadores não precisam primeiro concordar sobre a ordem; ela já está definida via PoH.
  • Ordem temporal criptográfica confiável: fácil de verificar e difícil de manipular, aumentando a segurança.

Desvantagens do Proof of History

Além das vantagens, o Proof of History também apresenta algumas desvantagens:

  • Altos requisitos de hardware: os validadores precisam executar constantemente VDFs e hashing, o que exige hardware potente. Isso limita o acesso à validação.
  • Risco de centralização: devido à complexidade e ao menor número de validadores, a validação pode ser menos descentralizada em comparação com modelos mais simples como o PoW, que funciona em hardware genérico.
  • Novidade e testes limitados: o PoH é relativamente novo; a experiência sob alta carga de rede ainda é limitada. Isso já fez com que a Solana enfrentasse várias interrupções de rede no passado.

Conclusão

O Proof of History é uma adição inovadora à tecnologia blockchain existente. Ao atribuir criptograficamente um carimbo de tempo imutável aos eventos, o PoH resolve um dos maiores desafios das redes descentralizadas: determinar de forma rápida e confiável a ordem das transações. Combinado com Proof of Stake e Tower BFT, isso torna a Solana uma das blockchains mais rápidas e eficientes, com velocidades de transação na casa das dezenas de milhares por segundo a baixo custo. Embora a tecnologia imponha altos requisitos de hardware e ainda seja relativamente jovem, o PoH provou que é possível combinar escalabilidade, velocidade e segurança de uma maneira que modelos tradicionais de blockchain como Bitcoin e Ethereum não conseguem igualar.

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