Prova de trabalho vs. prova de participação

Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS) são os dois principais mecanismos de consenso usados pelas redes de criptomoedas. Anteriormente, abordamos a tecnologia blockchain, seus benefícios e como ela funciona com o exemplo das redes Proof-of-Work e Proof-of-Stake. Vamos descrever esses dois mecanismos de consenso e compará-los com mais detalhes agora!

Prova de trabalho vs. prova de participação (explicação simples)

A criptomoeda é descentralizada e as transações precisam ser verificadas por computadores para serem adicionadas ao banco de dados e tornadas visíveis nos exploradores de blockchain. Proof of Work (prova de trabalho) e Proof of Stake (prova de participação) são os dois algoritmos comumente usados para confirmar que a operação de criptomoeda aconteceu e está registrada em um blockchain.

**Qual é a principal diferença entre PoW e PoS?
A principal diferença entre Proof of Work e Proof of Stake está na abordagem: como cada algoritmo autoriza e seleciona computadores para adicionar transações criptográficas ao bloco. Enquanto o primeiro confia nos mineradores para realizar a tarefa, o segundo depende do staking.

Verificação de transações de criptomoeda em blockchains Proof of Work vs. Proof of Stake](1)
Verificação de transações de criptomoeda em blockchains de Prova de Trabalho vs. Prova de Participação Imagem de Cong Nguyen, Hoang Dinh Thai

Como funciona o PoW

A imagem de mineradores estereotipados de Bitcoin com salas cheias de computadores é uma representação familiar de como o PoW funciona. Eles precisam de todo esse poder de computação para concluir o processo. A prova de trabalho exige que os mineradores compitam entre si para resolver tarefas complexas e, assim, "minerar" novos blocos para a cadeia. O primeiro a terminar valida a transação e a compartilha com a rede. 

Como funciona o PoS

No Proof of Stake, em vez de os mineradores competirem, os detentores de tokens colocam seus tokens em um pool, o que lhes dá a chance de serem escolhidos aleatoriamente para validar blocos e receber uma parte das taxas de transação como recompensa. Os validadores são escolhidos pelo algoritmo com base no valor da criptomoeda apostada e, em geral, é exigido um valor mínimo para a aposta. Alguns exemplos mais populares de blockchains que usam o mecanismo de consenso PoS incluem Solana, Algorand, Cardano e Ethereum pós-fusão. 

Consumo de energia de prova de trabalho vs. prova de aposta

Em termos de consumo de energia, a Prova de Trabalho é significativamente mais intensiva, pois exige uma enorme quantidade de potência de computação para manter uma fonte constante de potência de computação para poder competir. Como essa fonte de energia geralmente é fornecida por meio de eletricidade, ela aumenta o custo de operação de uma rede que usa PoW.

De acordo com estimativas, a mineração de Bitcoin usa cerca de 106 Terawatts-hora (TWh) de energia por ano, quase tanto quanto a Holanda sozinha. No entanto, a intensidade energética da mineração de criptomoedas não chega nem perto da mineração de ouro, do setor de redes de dados e nem mesmo do YouTube consumo de recursos

Consumo anual de energia em TWh por setor, junho de 2022 / Fonte: Ethereum.org

Em contrapartida, o Proof of Stake é considerado menos intensivo em carbono, pois exige apenas que os usuários mantenham um determinado número de moedas para verificar as transações e adicioná-las ao livro-razão.
Além disso, o PoS não exige hardware potente e caro como a mineração, economizando assim os custos de eletricidade associados.

Descentralização PoW vs. PoS

Ambos os algoritmos se esforçam para criar um blockchain de criptomoeda seguro e descentralizado. O Proof of Work pode ter a vantagem devido ao grande número de mineradores que mantêm a segurança da rede, o que leva a um nível mais alto de descentralização.

O Proof of Stake, por sua vez, depende da criptografia mantida por um pequeno número de participantes, o que leva a um grau mais alto de centralização. Além disso, o algoritmo do PoS escolhe os validadores com base no valor da aposta, enquanto aqueles com mais dinheiro apostado podem, teoricamente, ter mais controle.

No entanto, o Proof of Stake empata o placar: manter e apostar uma certa quantidade de tokens para se tornar um validador de PoS é muito mais fácil e acessível do que comprar e operar hardware de mineração, o que contribui significativamente para sua descentralização. 

Proof of Work vs. Proof of Stake Security

Security-wise, PoW-based crypto can be considered more protected as it would take bad actors to physically take control of 51% of computers in the network to compromise the blockchain – a highly unlikely scenario. By contrast, PoS needs only a select few stakeholders in order to reach a consensus on transactions, making it more vulnerable to a 51% attack.

Yet, Proof of Stake does have its advantages when it comes to security as well. The main idea behind staking tokens to become a validator is that the funds get locked. Had the stakeholders failed to comply with requirements, a penalty is inflicted. In severe cases, locked crypto funds never get returned to the holder, followed by the elimination of participants from the system. Thus, staking functions as a motivator for users to behave.  

Proof of Work vs Proof of Stake Ethereum

Ethereum has long been an advocate of Proof of Work and has been using it as its consensus algorithm for the majority of its existence. However, in 2019, the team announced plans to move away from Proof of Work as it had become increasingly energy inefficient.

Migrating to the PoS consensus mechanism allowed the Ethereum blockchain to reduce its energy intensity by 99% / Source: Digicoinomist

Ethereum enabled the staking option in December 2020 without the opportunity to withdraw since then up to this day. Following the historic Merge event in September 2022, Ethereum operates a less carbon-intensive PoS algorithm with staked crypto securing the network. 
Now, instead of using massive amounts of computational power, PoS validators need to deposit 32 ETH into the contract at the minimum and download the necessary software.

Currently, the crypto community is expecting the Shanghai upgrade to the network planned for March 2023. The update will finally allow the withdrawal of ETH tokens sitting locked since 2020.  Stay tuned to our blog to learn more about Ethereum staking!

Wrapping Up

The OG Proof of Work demanding high-power computers urged developers to search for alternatives with less energy-intense algorithms for verifying crypto transactions, PoS being one of them. Both consensus mechanisms reviewed have their advantages and vulnerabilities. Ultimately, the emergence of more consensus options shows signs that the crypto world is evolving into a safer and more environmentally-friendly industry, where the competition of ideas is driving progress.