Explicação dos algoritmos de consenso em sistemas blockchain

Antes de iniciar este parágrafo, vamos definir resumidamente o que é um ledger blockchain.

Um livro-razão blockchain é um livro-razão digital descentralizado que registra transações e é resistente a modificações. Ele permite o compartilhamento seguro e transparente de informações sem a necessidade de uma autoridade central. Cada bloco na cadeia contém um hash criptográfico exclusivo, criando um registro permanente e inviolável de todas as transações.

Depois de definirmos o que é um ledger, vamos mergulhar no algoritmo de consenso!

O mecanismo de consenso é um componente crítico de uma rede de criptomoedas que garante a integridade e a segurança do livro-razão. Não há autoridade central em um sistema descentralizado para validar transações e evitar gastos duplos. Em vez disso, a rede depende de um método de consenso para permitir que os participantes concordem com o status do registro.

O mecanismo de consenso faz isso estabelecendo um conjunto de regras que os participantes devem aderir para validar as transações e adicioná-las ao blockchain. As regras destinam-se a garantir que a maioria dos participantes concorde com o estado do livro-razão e que quaisquer tentativas de manipular ou corromper a rede sejam identificadas e bloqueadas. O projeto de sistemas de consenso deve levar em conta a segurança.

Dependendo de seu design e suposições, diferentes processos de consenso fornecem níveis variados de segurança.

Proof-of-Work (PoW), por exemplo, destina-se a ser seguro contra ataques de 51%, mas sofre de alto consumo de energia e riscos de centralização.

Proof-of-Stake (PoS) destina-se a ser eficiente em termos de energia e descentralizado, no entanto, pode ser vulnerável a problemas de centralização e ao dilema “nada em jogo”.

Para resolver esses problemas, pesquisadores e desenvolvedores estão investigando novas técnicas de consenso que potencialmente fornecem maior segurança e escalabilidade. A prova de autoridade (PoA), por exemplo, é um mecanismo de consenso que alcança consenso por meio do uso de identificação e reputação, enquanto a prova de participação delegada (DPoS) é um método de consenso que permite aos participantes delegar seu poder de voto a representantes escolhidos.

Visão geral dos diferentes tipos de algoritmos de consenso

Os mecanismos de consenso incluem Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Proof of Authority (PoA) e Delegated Proof of Stake (dPoS).

Prova de Trabalho (PoW)

Para adicionar novos blocos ao blockchain, os usuários da rede conhecidos como mineradores devem resolver funções matemáticas desafiadoras. A moeda é concedida ao primeiro minerador que resolver o desafio e adicionar o bloco. O PoW é considerado seguro porque a solução de problemas matemáticos é complexa e exige muitos recursos, tornando impraticável para os invasores manipular o blockchain. Em geral, o PoW consome muita energia e pode ser lento em comparação com outros protocolos de consenso.

Segurança

A segurança do PoW depende do fato de que é computacionalmente difícil resolver os problemas matemáticos necessários para adicionar novos blocos ao blockchain. Isso torna inviável para um invasor modificar o blockchain, pois eles precisariam ter a maior parte do poder computacional da rede para fazer isso.

Leia mais: O que é Prova de Trabalho?

Prova de aposta ( PoS )

Nesse método de consenso, os participantes da rede conhecidos como validadores são escolhidos para adicionar novos blocos ao blockchain com base na quantidade de criptomoeda que possuem e estão preparados para “apostar” ou colocar como garantia. Os validadores recebem criptomoeda em troca de adicionar novos blocos ao blockchain. O PoS é considerado mais eficiente em termos de energia do que o PoW, no entanto, sua segurança depende da participação dos validadores. Se um validador tentar atacar o blockchain, ele corre o risco de perder sua aposta, agindo como um impedimento.

Segurança

A segurança do PoS depende da participação dos validadores, que atuam como garantia. Os validadores são incentivados a se comportar honestamente, pois correm o risco de perder sua aposta se forem pegos tentando atacar a rede. No entanto, se um validador tiver a maioria da participação na rede, ele poderá modificar o blockchain, tornando o PoS vulnerável a um ataque de “nada em jogo”. É aqui que os validadores podem potencialmente criar várias versões do blockchain para tentar gastar duas vezes sua criptomoeda.

Leia mais: O que é Proof-of-Stake (PoS)?

Prova de Autoridade (PoA)

Prova de Autoridade (PoA): Sob este método de consenso, um grupo pré-aprovado de validadores é escolhido com base em sua reputação ou autoridade para adicionar novos blocos ao blockchain. Os validadores geralmente são escolhidos por sua experiência e confiabilidade. Como os validadores são conhecidos e podem ser responsabilizados, o PoA é considerado seguro. No entanto, como o número de validadores é restrito, o PoA é mais centralizado do que o PoW e o PoS.

Leia mais: O que é Prova de Autoridade (PoA)?

Prova de participação delegada (dPoS)

Sob o consenso do dPoS, os participantes da rede votam para escolher um conjunto de delegados que adicionarão novos blocos ao blockchain. Os delegados são compensados com criptomoeda por seus esforços. Como o número de delegados é limitado, o dPoS é considerado rápido e eficiente, mas também é mais centralizado do que o PoW e o PoS.

Leia mais: O que é prova de participação delegada (DPoS)?

Descrição dos mecanismos de segurança de rede em sistemas blockchain

Nos sistemas blockchain, os mecanismos de segurança de rede são críticos para garantir a integridade e a estabilidade da rede. Existem vários mecanismos de segurança importantes que as redes blockchain empregam, incluindo:

Arquitetura de Rede Distribuída

A arquitetura de rede distribuída é um componente chave dos sistemas blockchain que permite descentralização e tolerância a falhas. Isso significa que a rede blockchain está espalhada por muitos nós, reduzindo a probabilidade de um único ponto de falha. Os benefícios da arquitetura de rede distribuída incluem:

• Descentralização e tolerância a falhas.

• Espalhe por muitos nós, reduzindo a probabilidade de um único ponto de falha.

• Resistente a ataques que tentam derrubar a rede.

Validação de nó

A validação de nó é um mecanismo de segurança essencial em sistemas blockchain, pois garante que as transações sejam válidas e que a rede permaneça segura e confiável. Os participantes da rede são responsáveis por validar as transações e adicioná-las ao blockchain. Os benefícios da validação de nó incluem:

• Os participantes são responsáveis por validar as transações e adicioná-las ao blockchain.

• Ajuda a prevenir transações fraudulentas.

• Garante que a rede permaneça segura e confiável.

• Valida a integridade dos dados que são adicionados ao blockchain.

Particionamento de rede

O particionamento de rede é um mecanismo de segurança crucial que permite que a rede blockchain continue funcionando mesmo que uma parte dela seja desconectada do restante da rede. Isso é obtido criando sub-redes ou partições, que podem continuar funcionando de forma independente até que a conexão seja restaurada. Os benefícios do particionamento de rede incluem:

• Permite que a rede continue funcionando mesmo que uma parte dela seja desconectada do resto da rede.

• Conseguido através da criação de sub-redes ou partições, que podem continuar a funcionar de forma independente até que a conexão seja restaurada.

• Garante que a rede permaneça estável e segura, mesmo em caso de falha parcial da rede.
  Ao implementar esses mecanismos de segurança de rede, os sistemas blockchain podem garantir a integridade, confiabilidade e segurança de sua rede, tornando-a uma solução atraente para uma variedade de setores e aplicações.

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