Explicação dos algoritmos de consenso em sistemas de blockchain

Antes de começar este parágrafo, vamos definir resumidamente o que é um livro sobre a cadeia de blocos.

Um registo da blockchain é um registo digital descentralizado que regista as transações e é resistente a modificações. Permite uma partilha segura e transparente de informações sem a necessidade de autoridade central. Cada bloco da cadeia contém um hash criptográfico único, criando um registo permanente e à prova de violação de todas as transações.

Depois de definirmos o que é um livro, 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. Não existe uma autoridade central num sistema descentralizado para validar transações e evitar gastos duplos. Em vez disso, a rede baseia-se num método de consenso para permitir que os participantes concordem com o status do livro.

O mecanismo de consenso faz isso estabelecendo um conjunto de regras às quais os participantes devem aderir para validar transações e adicioná-las à blockchain. As regras destinam-se a garantir que a maioria dos participantes concorda com o estado do livro e que quaisquer tentativas de manipular ou corromper a rede são identificadas e bloqueadas. O design de sistemas de consenso deve ter em conta a segurança.

Dependendo do seu design e das suas suposições, diferentes processos de consenso fornecem níveis variáveis de segurança.

A prova do trabalho (PoW), por exemplo, destina-se a ser segura contra 51% assaltos mas sofre de elevado consumo de energia e riscos de centralização.

A prova de jogo (OP) destina-se a ser eficiente em termos energéticos e descentralizada, no entanto pode ser vulnerável a questões de centralização e ao dilema do “nada em jogo”.

Para resolver esses problemas, investigadores e desenvolvedores estão a investigar novas técnicas de consenso que potencialmente forneçam maior segurança e escalabilidade. A prova de autoridade (POA), por exemplo, é um mecanismo de consenso que alcança um consenso através do uso da identificação e da reputação, enquanto a Prova-de-Stake Delegada (DPOs) é um método de consenso que permite aos participantes delegar o seu poder de voto nos representantes escolhidos.

Visão geral dos diferentes tipos de algoritmos de consenso.

Os mecanismos de consenso incluem Prova de Trabalho (PoW), Prova de Aposta (OP), Prova de Autoridade (PoA) e Prova de Aposta Delegada (DPO).

Prova de Trabalho (PoW)

Para adicionar novos blocos à blockchain, os utilizadores da rede conhecidos como mineiros devem resolver funções matemáticas desafiadoras. A moeda é atribuída ao primeiro miner que resolve o desafio e adiciona o bloco. O PoW é considerado seguro porque resolver problemas matemáticos é complexo e que consome muitos recursos, tornando impraticável para os atacantes manipular a blockchain. Em geral, os POW consomem muita energia e podem ser lentos em comparação com outros protocolos de consenso.

Segurança

A segurança da PoW depende do facto de que é computacionalmente difícil resolver os problemas matemáticos necessários para adicionar novos blocos à blockchain. Isto torna inviável para um atacante modificar a cadeia de blocos, pois eles precisariam de ter a maioria do poder computacional da rede para o fazer.

Leia mais: O que é a Prova de Trabalho?

Prova de Aposta (OP)

Neste método consensual, os participantes da rede conhecidos como validadores são escolhidos para adicionar novos blocos à blockchain com base na quantidade de criptomoeda que têm e estão preparados para “participar” ou colocar como garantia. Os validadores recebem criptomoeda em troca de adicionarem novos blocos à blockchain. Pensa-se que os PO são mais eficientes em termos energéticos do que a PoW, no entanto, a sua segurança depende da aposta dos validadores. Se um validador tentar assaltar a cadeia de blocos, arrisca-se a perder a participação, agindo como dissuasor.

Segurança

A segurança das OP depende da participação dos validadores, que atua como garantia. Os validadores são incentivados a comportar-se honestamente, pois correm o risco de perder a sua participação se forem apanhados a tentar atacar a rede. No entanto, se um validador tiver a maioria das participações da rede, pode potencialmente modificar a blockchain, tornando os PO vulneráveis a um ataque de “nada em jogo”. É aqui que os validadores podem potencialmente criar várias versões da blockchain para tentar gastar duas vezes a sua criptomoeda.

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

Prova de Autoridade (PoA)

Prova de Autoridade (PoA): Sob este método consensual, é escolhido um grupo de validadores pré-aprovado com base na sua reputação ou autoridade para adicionar novos blocos à blockchain. Os validadores são geralmente escolhidos pela sua experiência e confiabilidade. Porque os validadores são conhecidos e podem ser responsabilizados, PoA é considerada segura. Ainda assim, como o número de validadores é restrito, a PoA é mais centralizada que a PoW e POs.

Leia mais: O que é a prova de autoridade (PoA)?

Prova de Aposta Delegada (DPOs)

Sob o consenso dos DPOs, os participantes da rede votam para escolher um conjunto de delegados que adicionarão novos blocos à blockchain. Os delegados são compensados com criptomoeda pelos seus esforços. Porque o número de delegados é limitado, os DPOs são considerados rápidos e eficientes, mas também é mais centralizado que os POW e os POs.

Leia mais: O que é uma Prova de Aposta Delegada (DPO)?

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 estabilidade da rede. Existem vários mecanismos chave de segurança 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 redes distribuídas incluem:

• Descentralização e tolerância a falhas.

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

• Resistente a ataques que tentam derrubar a rede.

Validação do nó

A validação de nós é um mecanismo de segurança essencial nos sistemas blockchain, uma vez que garante que as transações são válidas e que a rede se mantém segura e confiável. Os participantes na rede são responsáveis por validar transações e adicioná-las à blockchain. Os benefícios da validação de nós incluem:

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

• Ajuda a prevenir transações fraudulentas.

• Garante que a rede continua segura e fiável.

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

Particionamento de Rede

A partição de rede é um mecanismo de segurança crucial que permite que a rede blockchain continue a funcionar mesmo que uma parte dela fique desconectada do resto da rede. Isso é conseguido criando sub-redes ou partições, que podem continuar a funcionar independentemente até que a conexão seja restaurada. Os benefícios da partição de rede incluem:

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

• Conseguido criando sub-redes ou partições, que podem continuar a funcionar independentemente até que a conexão seja restaurada.

• Garante que a rede se mantém 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, fiabilidade e segurança da sua rede, tornando-a uma solução atrativa para uma variedade de indústrias e aplicações.

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