O que são proof-of-capacity (PoC) e proof-of-activity (PoA)?

Proof-of-capacity (PoC) e proof-of-activity (PoA) são dois algoritmos de consenso utilizados em blockchains para determinar quais mineradores irão validar novos blocos. Assim como outros métodos de consenso utilizados na indústria atualmente, eles ajudam a garantir que todas as transações sejam válidas e que todos os dados da blockchain sejam precisos e atualizados.

Neste guia da AAG Academy, explicaremos em detalhes tanto o proof-of-capacity quanto o proof-of-activity e como eles funcionam. Também abordaremos os prós e contras de cada um desses algoritmos de consenso e responderemos a algumas perguntas frequentes.

O que é proof-of-capacity (PoC)?

PoC, que significa proof-of-capacity, é um dos mecanismos de consenso que foi projetado como uma alternativa mais eficiente em termos de energia em relação ao intenso processo  de prova de trabalho (PoW). Em vez de depender de hardware de computador poderoso que está ficando cada vez mais caro a cada ano, o PoC aproveita o espaço vazio no disco rígido de um nó de mineração.

Em vez de ter que encontrar uma solução para um problema criptográfico complexo, como ocorre no PoW, os mineradores em um sistema PoC já têm a possível solução armazenada em algum lugar de seus sistemas. Quanto maior o disco rígido, ou quanto mais espaço livre eles têm, mais soluções possíveis podem ser armazenadas, aumentando a chance de um minerador processar um bloco e reivindicar uma recompensa.

Proof-of-capacity é às vezes referido como proof-of-space (PoS), e tem origem em um conceito criado por “Dziembowski” em 2013. O Signum, anteriormente conhecido como Burstcoin, foi o primeiro a implementar o PoC em 2014, e outras criptomoedas têm seguido o exemplo desde então.

Como funciona o proof-of-capacity?

O processo de proof-of-capacity é dividido em duas etapas, sendo a primeira chamada de “plotting“. Durante o processo de plotting, um algoritmo de hash cria uma lista de todos os possíveis valores de nonce no disco rígido de um minerador. Cada nonce contém 8.192 hashes, que são agrupados em “scoops“. A saída desse processo é chamada de “plot file”.

A segunda etapa do processo é a mineração em si. Ela começa com um nó de mineração gerando um número de scoop e, em seguida, usando os dados desse scoop para calcular o que é chamado de valor de prazo (deadline). Esse processo é repetido para cada nonce armazenado no disco rígido do minerador até que um prazo mínimo possa ser escolhido. Outros mineradores têm então a oportunidade de forjar um bloco dentro desse prazo.

Por exemplo, se um nó de mineração obtém um prazo de 42 segundos, outros mineradores podem tentar forjar um bloco dentro desse tempo. Se nenhum deles tiver sucesso, então o minerador que gerou o prazo pode forjar o próximo bloco por conta própria – e coletar a recompensa por isso. Uma vez que o bloco é forjado e verificado, ele pode ser adicionado ao restante da cadeia.

Prós e contras do PoC

Uma das maiores vantagens do algoritmo de proof-of-capacity é sua eficiência. Ele consome consideravelmente menos energia do que o PoW e não requer o mesmo nível de poder computacional. Na verdade, qualquer disco rígido comum, inclusive os de sistemas Android e Linux, pode ser usado para o PoC. Não é necessário fazer constantes atualizações para aumentar os requisitos necessários.

Além disso, os discos rígidos usados para o PoC agora podem ser obtidos a um preço acessível, pois grande parte do mundo da computação adotou os discos de estado sólido como padrão. Estes podem facilmente ser reutilizados caso um minerador decida que não quer mais participar de uma rede PoC, é só formatar o disco e usar para outras finalidades.

No entanto, o PoC também tem suas desvantagens. Atualmente, poucas criptomoedas utilizam o algoritmo PoC, então aqueles interessados na mineração de PoC têm poucas opções. Além disso, existem preocupações de segurança em torno do PoC – a maioria delas relacionadas à possibilidade de os discos de mineração serem infectados com software malicioso, o que poderia prejudicar toda a rede.

O que é proof-of-activity (PoA)?

PoA, que significa proof-of-activity, pode ser considerado uma combinação de prova de trabalho (PoW) e prova de participação (PoS) – os dois algoritmos de consenso mais comuns e conhecidos usados na indústria de criptomoedas atualmente. O PoW ainda é utilizado pelo Bitcoin, enquanto o PoS tem sido usado pelo Ethereum desde “The Merge” no final de 2022.

O PoA usa um processo de mineração muito semelhante ao PoW, em que nós de mineração de grande poder computacional competem entre si para criar novos blocos. Mas depois, muda para um sistema PoS, no qual validadores escolhidos preenchem esse bloco antes de adicioná-lo ao restante da cadeia. Ao combinar esses dois mecanismos, o PoA reduz significativamente as chances de um ataque de 51%.

O proof-of-activity foi proposto pela primeira vez em um artigo de pesquisa publicado em 2014 por um grupo de desenvolvedores e especialistas em criptomoedas. Seus autores descreveram como um novo protocolo que resolve algumas das maiores desvantagens do PoW e do PoS. No entanto, o PoA também tem desvantagens significativas.

Como funciona o proof-of-activity?

Como mencionado anteriormente, o proof-of-activity funciona aproveitando o poder de computação de um minerador para gerar um novo bloco, como ocorre no PoW. Esse processo envolve a criação contínua de novos hashes até encontrar um que seja válido, de acordo com as regras estabelecidas pela rede. Com o tempo, isso se torna cada vez mais difícil e requer ainda mais poder computacional.

Uma vez que um novo bloco é criado com o endereço de recompensa do minerador, o trabalho do minerador está concluído. Não é responsabilidade do minerador preencher o bloco, como acontece em um sistema PoW. Em vez disso, o bloco vazio é passado para validadores – escolhidos usando o sistema de prova de participação, que favorece aqueles que possuem a maior quantidade de tokens – para serem validados e assinados.

Se um bloco não receber o número necessário de assinaturas durante o processo de validação, ele é descartado e o próximo bloco é distribuído entre um novo conjunto de validadores. Isso continua até que um bloco receba assinaturas suficientes para ser considerado completo. Finalmente, o bloco é adicionado ao restante da cadeia e as transações podem ser registradas nele.

Prós e contras do PoA

A maior vantagem do PoA é o principal motivo pelo qual ele foi criado: seu processo de dois estágios, que combina os sistemas PoW e PoS, torna-o mais seguro do que esses algoritmos sozinhos. Isso significa que o PoA é praticamente imune a um ataque de 51%, pois é impossível prever como um bloco será validado ou quais validadores o assinarão.

De longe, a maior desvantagem do PoA é que ele é tão ineficiente e intensivo em energia quanto o PoW. Ele requer hardware especializado capaz de fornecer um grande poder computacional, o que não apenas é caro de adquirir, mas também custoso de manter e prejudicial ao meio ambiente.

Referências :

• Proof capacity cryptocurrency
• Definition proof of capacity poc
• Proof activity cryptocurrency
• Proof of activity