Prova de Trabalho vs Prova de Participação

A principal diferença entre prova de trabalho e prova de participação está no que um atacante precisa gastar. Na prova de trabalho, usada pelo Bitcoin, os mineradores competem queimando eletricidade em cálculos. Na prova de participação, usada pelo Ethereum desde 2022, os validadores bloqueiam as próprias moedas da rede e arriscam perdê-las caso tentem trapacear.

Lado a lado

Como cada um mantém a cadeia honesta

Prova de trabalho. Para reescrever o histórico, um atacante precisa refazer o cálculo dos blocos que quer alterar e superar a rede honesta, que continua adicionando novos blocos. O custo é externo ao sistema: eletricidade e máquinas. Nosso guia principal sobre como funciona a mineração de Bitcoin explica essa disputa, e nosso texto explicativo sobre taxa de hash do Bitcoin mostra como sua escala é medida.

Figura: Os dois modelos de segurança. O que um atacante precisa gastar difere: energia e hardware versus moedas em stake.

Prova de participação. Para controlar quais blocos são finalizados, um atacante precisa de uma grande fatia de todas as moedas em stake. Mau comportamento comprovável pode ser punido com a destruição de parte desse stake, de modo que o ataque pode ser caro mesmo se fracassar. O custo é interno ao sistema: as próprias moedas da rede. Nosso guia sobre o que é prova de participação aborda validadores, slashing e finalidade em detalhe.

As compensações que as pessoas debatem

Energia. Esta é a diferença mais clara. A mudança do Ethereum em 15 de setembro de 2022 reduziu seu uso de energia em uma estimativa de 99,95%. Defensores da prova de trabalho respondem que a energia é justamente o que torna o registro caro de atacar e que ela vincula a segurança ao mundo físico, e não à própria moeda.

Descentralização. A prova de trabalho se concentra em locais com energia barata e em grandes pools de mineração. A prova de participação tende a se concentrar entre grandes detentores e grandes provedores de staking. Os dois modelos enfrentam a mesma questão em formas diferentes: quanta influência acaba nas mãos de poucos grandes operadores.

Recuperação após um ataque. Na prova de trabalho, o hardware de um atacante continua existindo após o ataque e poderia ser usado novamente. Na prova de participação, o protocolo pode destruir o stake de um atacante, mas recuperar-se de um ataque que controla a maioria do stake pode exigir coordenação social entre operadores de nós. Cada lado considera o próprio caminho de recuperação o mais forte.

Simplicidade e histórico. A prova de trabalho é mais simples de analisar e protege o Bitcoin desde 2009. Os sistemas de prova de participação são mais complexos, com mais regras de seleção, votação e penalidades, e seu histórico em larga escala é mais curto.

Finalidade. Cadeias de prova de participação como o Ethereum podem marcar blocos como finalizados em minutos, o que algumas aplicações valorizam. Cadeias de prova de trabalho dependem de esperar confirmações suficientes. Nosso guia sobre por que as confirmações de rede importam mostra como as exchanges definem essas esperas.

Após um ataque: duas recuperações diferentes

Imagine um atacante que ganha brevemente o controle majoritário em cada tipo de rede.

Em uma cadeia de prova de trabalho, o atacante controla o hardware. Quando o ataque termina, as máquinas continuam existindo e poderiam ser usadas novamente, e a comunidade honesta tem opções limitadas além de esperar, aumentar os requisitos de confirmação ou, em casos extremos, alterar o algoritmo de mineração para tornar inúteis os equipamentos do atacante, o que também deixaria sem uso os equipamentos dos mineradores honestos.

Em uma cadeia de prova de participação, o atacante controla moedas em staking. Um comportamento malicioso comprovável pode ser punido por slashing, que destrói automaticamente parte desse stake. Se o ataque for do tipo que as regras não conseguem punir por si só, como recusar a inclusão de determinadas transações, a comunidade pode coordenar uma bifurcação e deixar o stake do atacante para trás. Essa opção é poderosa, mas depende de um acordo social entre operadores de nós, exchanges e usuários.

Para onde vai o dinheiro

Os dois modelos também diferem em sua economia. Os mineradores têm custos contínuos elevados de eletricidade e hardware, por isso tendem a vender uma parcela substancial das moedas que ganham, criando pressão vendedora constante, e a rede precisa emitir moedas novas suficientes para mantê-los no negócio. Os custos dos validadores são, em sua maioria, o custo de oportunidade de imobilizar capital; assim, uma rede de prova de participação pode pagar muito menos em emissão nova para um nível comparável de segurança. A nova emissão do Ethereum caiu drasticamente após o Merge por esse motivo. Em ambos os casos, espera-se que as taxas de transação representem uma fatia crescente das recompensas ao longo do tempo.

O que isso significa para você como usuário

Para a maioria das pessoas, o modelo de consenso aparece de três formas práticas: quanto tempo leva até um pagamento ser final, quanta energia a rede consome e se você pode ganhar recompensas fazendo staking. Cadeias de prova de participação oferecem staking e finalidade formal mais rápida; cadeias de prova de trabalho oferecem um longo histórico e uma explicação de segurança mais simples. Taxas, escolha de rede e decisões de custódia geralmente importam mais para a experiência cotidiana do que qualquer um dos modelos.

Quando cada design faz mais sentido

A prova de trabalho se adapta a redes cuja prioridade máxima é um design simples e conservador, com segurança vinculada ao custo físico, caminho que o Bitcoin manteve. A prova de participação se adapta a redes que buscam menor consumo de energia, finalidade mais rápida e mais flexibilidade para evoluir o protocolo, motivo pelo qual a maioria das plataformas de contratos inteligentes mais recentes a utiliza.

Na prática, a escolha é feita uma vez, no início, e mudá-la depois é um empreendimento grande. A transição do Ethereum levou anos de preparação. Para a maioria dos usuários, o que importa no dia a dia é menos o modelo de consenso e mais a rede em que você envia fundos; nosso guia sobre o que é uma rede blockchain trata desse lado.

Este artigo é conteúdo educacional e não constitui aconselhamento financeiro, de investimento, jurídico ou tributário. Ativos digitais são voláteis e você pode perder o valor que investir.

Para entender como ambos os modelos se encaixam no cenário mais amplo de blockchains e aplicações, veja o que é Web3.

Fontes

• Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System — Satoshi Nakamoto, outubro de 2008
• The Merge (data e redução de energia de ~99,95%) — ethereum.org
• Especificações de consenso do Ethereum, beacon chain da Fase 0 — Ethereum, GitHub
• Ataque e defesa em proof-of-stake (coordenação social após ataques de maioria) — Documentação para desenvolvedores do ethereum.org