Até o momento, existem vários algoritmos no mercado, segundo os quais novos blocos aparecem no blockchain: esta é a prova de trabalho, Prova de Estaca, Prova de Espaço, Prova de Autoridade, suas variações, bem como algoritmos híbridos, que é Prova de Atividade. É o último que será discutido hoje.
Os algoritmos de consenso, de acordo com uma pesquisa da Microsoft, são as ferramentas mais confiáveis no contexto da competição de blockchain. Hoje as empresas usam vários tipos de protocolos de confirmação de registro: Prova de Trabalho, Prova de Participação, Prova de Espaço, Prova de Autoridade, suas variações, bem como algoritmos híbridos, um dos quais é Prova de -Atividade, será sobre isso hoje (além dela, também existem algoritmos impopulares como Prova de Gravação, Prova de Capacidade, Prova de Armazenamento e outros).
Prestaremos muita atenção ao primeiro dos híbridos, ou seja, a Prova de Atividade. Mas ainda assim recomendamos fortemente a leitura sobre o resto dos algoritmos, uma vez que será necessário entender os princípios da Prova de Atividade.
Como funciona
O algoritmo foi inventado há não muito tempo (em 2014) e não é à toa que é chamado de híbrido: ele combina os recursos de Prova de Trabalho e Prova de Jogo.
O processo de gravação no blockchain começa com os mineiros criando um espaço em branco para os blocos, indicando o hash do bloco anterior, seus próprios dados (endereço público), o índice do bloco atual e um código único. Após gerar um cabeçalho de bloco vazio, caso atenda aos requisitos de complexidade atuais, o nó envia esse cabeçalho para a rede. Esses espaços em branco devem ter um número menor que o especificado pelo sistema. Um ponto importante: durante a operação, não há necessidade de calcular todo o bloco de transações, pois no caso do PoW essas operações consomem bem menos energia elétrica. Na verdade, todos nesta situação podem ser mineradores de PoS (leia sobre o que é Prova de Aposta) e, neste caso, eles já são chamados de stakeholders. O espaço em branco deve ser assinado por um certo número de partes interessadas, após o qual um bloco completo é formado e se ajusta ao blockchain. Caso um dos titulares (signatários) não esteja disponível neste momento ou não participe, são gerados novos blanks com diferentes conjuntos de titulares.
Como resultado, a recompensa pelo bloco formado é distribuída entre mineiros e titulares, o que elimina as vantagens dos mineiros do sistema. Na verdade, outro grau de proteção está sendo introduzido. O acúmulo de tokens para minerar um bloco ocorre em média uma vez por dia, o que é feito para proteger contra o ganho de controle sobre a maior parte do poder de computação ou hackear o algoritmo.
Recursos de PoA
Existem vários esquemas para proteger este algoritmo. O primeiro deles são os mesmos blanks que servem como uma espécie de ponto de armazenamento de informações, e cada um desses pontos carrega informações sobre os blocos anteriores, confirmadas pelos participantes da rede, mas não inclui toda a lista de transações. Essa separação é necessária porque o trabalho de Prova de Atividade é claramente dividido entre os mineradores de PoW que criam moedas e os detentores de PoS que confirmam as transações. Assim, a carga na rede diminui e, portanto, o algoritmo requer uma troca constante de dados para formar um bloco com transações: os mineiros iniciam o bloco e os detentores terminam, em termos simples.
Outra etapa de proteção - o algoritmo torna impossível para um participante controlar a rede, mesmo que haja tal Zeus que possuirá metade das moedas na rede: ele não será capaz de criar novos blocos de forma independente. Os mineiros, fazendo seu trabalho, serão simplesmente capazes de jogar fora os espaços em branco da rede que permitem que os invasores formem sozinhos o blockchain.
Assim, o algoritmo PoA é um híbrido extremamente interessante, onde os participantes são segurados uns contra os outros: PoA-mineração impede que mineradores PoA ou PoS monopolizem a rede.
Implementação prática
Hoje, entre toda a variedade de projetos de blockchain, apenas dois deles usam Proof-of-Activity: Decred, criado em 2015, e o novo projeto Enecuum. Além disso, ressaltamos que a Decred não indica diretamente sua pertença ao PoA, portanto sua inclusão nesta micro-lista é muito condicional. Decred é uma criptomoeda (DCR) que se concentra em um sistema PoW / PoS híbrido sem especificar explicitamente que esse sistema específico é PoA. Sua descrição afirma claramente que este sistema híbrido é usado para garantir que um pequeno grupo não possa dominar o fluxo de transações ou fazer alterações no Decred sem a sanção da comunidade. Este projeto foi criado com a ideia de participação plena e aberta de todos os participantes. Assim, sem se autodenominar diretamente um projeto PoA, a Decred segue os mesmos princípios.
O segundo projeto, Enecuum, já oferece sua versão diretamente usando o protocolo de Prova de Atividade (PoA). Foi implementada a capacidade de confirmar transações a partir de quase todos os dispositivos ligados à rede, o que permite atingir o máximo grau de distribuição possível do sistema e a sua elevada resistência a vários ataques. Consequentemente, o funcionamento do sistema já foi descrito acima. Os mineiros procuram o número certo para blocos de diferentes tamanhos (de acordo com o sistema de Prova de Obra), o vencedor preenche os blocos com transações e, em seguida, na segunda etapa, um novo bloco é assinado por 64 proprietários selecionados aleatoriamente de nós da rede. Depois disso, o registro é verificado por outro proprietário do nó (também aleatório) - e aqui o esquema de prova de aposta entra em ação, quando o proprietário do nó pelo tempo máximo na rede é o candidato mais provável a participar da verificação. Assim, a criação é composta por três etapas, e os participantes recebem a recompensa de acordo com o seguinte esquema: 70% vai para o primeiro mineiro, 20% é dividido entre 64 signatários e outros 10% vai para o verificador.
O projeto Enecuum ainda não foi totalmente lançado: enquanto apenas o mecanismo de mineração estiver funcionando, uma emissão de tokens e o processo de mineração a céu aberto são esperados em um futuro próximo. A simulação do mainnet testnet também foi lançada recentemente e o problema foi agendado para maio. Além de tudo, seu código PoA é open source e está disponível no github.
Conclusão
Como podemos ver, o algoritmo de Prova de Atividade progressiva ainda não encontrou uso generalizado, mas, tendo vantagens indiscutíveis sobre Prova de Trabalho e Prova de Estaca, mais precisamente, por combiná-las, certamente interessará aos participantes em novos projetos, sendo menos oneroso em todos os sentidos e também um algoritmo mais seguro.