Sobre o Proof of Stake e o Ethereum Casper

Se você se tem interesse por criptomoedas com certeza já ouviu sobre Proof of Stake e Proof of Work, especialmente agora que o Ethereum está implementando seu protocolo Casper. Nesse artigo irei explicar brevemente o que é Proof of Stake e o que será o Ethereum Casper.

A maior parte das criptomoedas, incluindo o Bitcoin e o Ethereum, utilizam o Proof of Work (PoW) como algoritmo de consenso que recompensa os participantes que solucionem um problema criptográfico, de modo a validar transações e criar novos blocos (mining). Expliquei brevemente o seu funcionamento nesse artigo.

Proof of Stake

Proof of Stake (PoS) é um algoritmo de consenso para o blockchain que tem a mesma função do Proof of Work. Entretanto, o PoS funciona por meio de um processo diferente.  No PoS não existem mineradores, os mesmos substituídos por validadores, que são  usuários com participação econômica na rede.

Em uma blockchain baseada em Proof of Stake, os validadores votam propondo o próximo bloco, e o peso de cada voto é de acordo com a quantidade de moedas que cada um depositou. Qualquer pessoa que detenha a moeda em questão pode se tornar um validador.

Na prática, funciona assim:

• O validador faz uma transação especial (um depósito), que serve como garantia. Esse depósito “tranca” os fundos durante o processo de validação dos novos blocos.
• Quando o validador encontra um novo bloco válido que ele acredita que deva ser adicionado ao blockchain, ele “aposta” seu depósito naquele bloco.
• Conforme os blocos são adicionados ao blockchain o validador recebe uma pequena taxa sobre o valor depositado. Se o bloco for invalidado, ele perde suas moedas depositadas.

Ou seja, você “aposta” (stake) suas moedas que aquele bloco contém somente transações válidas. Se você estiver tentando trapacear e o bloco for inválido, você perde o seu depósito.

Vantagens sobre of Proof of Work

• Não existe consumo tão grande de eletricidade como no Proof of Work. Atualmente o Proof of Work já consome mais energia do que alguns pequenos países combinados.
• Como não existe consumo de eletricidade no processo de criação de blocos, o custo é reduzido. Dessa forma, a emissão de moedas e as taxas das transações podem ser reduzidas, pois não é necessário um incentivo tão grande para os validadores.
• Não existem ganhos com economia de escala. Um milhão de dólares vai dar exatamente 100 vezes mais retorno do que dez mil dólares. Não existem ganhos superiores com equipamentos de altíssimo custo acessíveis apenas aos grandes mineradores.
• O PoS pode dificultar a criação de cartéis centralizados de mineração, como está recentemente ocorrendo no Bitcoin e no Ethereum, conforme figura abaixo. Podemos observar que cerca de 60% da capacidade de processamento (hashing power) está concentrada em poucos players.

Ethereum Casper

Ethereum Casper é um mecanismo híbrido PoW/PoS. Será uma fase de transição até uma etapa posterior, chamada de Ethereum Serenity que será 100% Proof of Stake.

No Ethereum Casper existirá uma camada do protocolo Proof of Stake sobre uma camada de Proof of Work. Enquanto os blocos continuarão a ser minerados com PoW, a cada 50 blocos um bloco será validado com PoS.

Ethereum não será a primeira moeda a implementar o PoS. Entretanto, o Ethereum Casper será a primeira experiência do PoS com grande volume, de forma que nunca nada dessa magnitude foi testado antes.

A título de curiosidade, a primeira moeda a implementar PoS foi a Peercoin. Conforme o site oficial, a Peercoin recompensa os validadores em torno de 1% anual.

Controvérsias

Apesar de todas as aparentes vantagens oferecidas pelo PoS sobre o PoW, o tema é controverso.

Defensores do PoW argumentam que o PoS pode levar a mais centralização, pois novos players só podem entrar caso alguém venda suas moedas. Então, se um grupo tiver 51% das moedas esse grupo só pode ser superado se ele estiver disposto a vender seu stake.

No PoW mesmo que pools detenham mais de 51% da capacidade de processamento da rede, a qualquer momento outro grupo pode comprar mais maquinas e superá-los.

Em síntese, o Proof of Stake ainda não foi testado em larga escala. Com a implementação do Ethereum Casper e posterior do Ethereum Serenity que saberemos a eficácia e segurança de tal algoritmo.

Leitura complementar:

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ