O que é Prova de Trabalho (PoW)?

Prova de Trabalho (PoW) é um mecanismo de consenso usado por redes blockchain para alcançar consenso distribuído. É o mecanismo de consenso original, primeiro usado pelo Bitcoin em 2009. No PoW, os participantes da rede, chamados mineradores, competem para resolver um quebra-cabeça computacionalmente intensivo. O primeiro minerador a resolver o quebra-cabeça pode adicionar um novo bloco de transações ao blockchain e é recompensado com criptomoeda recém-criada.

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Como funciona a Prova de Trabalho (PoW)?

O processo de PoW pode ser dividido nos seguintes passos:

1. Transmissão de Transação: Quando um usuário inicia uma transação em uma blockchain de PoW, a transação é enviada para a rede de nós.
2. Agrupamento de Transações: Os nós reúnem essas transações em um agrupamento, frequentemente chamado de 'mempool' (pool de memória).
3. Criação de Bloco: Mineradores escolhem transações do mempool e as agrupam em um 'bloco'. Eles então adicionam um cabeçalho ao bloco, que inclui um carimbo de tempo, um hash do bloco anterior e um nonce.
4. Iteração do Nonce e Hashing: O nonce é um número aleatório que os mineradores mudam constantemente e combinam com os dados do cabeçalho do bloco para criar um hash. O objetivo é encontrar um nonce que, quando hashado com o cabeçalho do bloco, gere um hash que atenda ao alvo de dificuldade da rede.
5. Alvo de Dificuldade: O alvo de dificuldade é uma forma de medir a dificuldade em encontrar um hash válido. Ele é alterado periodicamente para garantir que os blocos sejam minerados a uma taxa relativamente consistente, tipicamente a cada 10 minutos para o Bitcoin.
6. Solução de Prova de Trabalho: Quando um minerador encontra um nonce que gera um hash atendendo ao alvo de dificuldade, ele resolveu o enigma de PoW.
7. Transmissão do Bloco: O minerador envia o bloco resolvido para a rede.
8. Validação e Adição do Bloco: Outros nós verificam a validade do bloco, assegurando-se de que todas as transações são permitidas e que a solução de PoW está correta. Se válido, o bloco é adicionado à blockchain.
9. Distribuição de Recompensa: O minerador que minerou o bloco com sucesso recebe uma recompensa na forma de nova criptomoeda e taxas de transação das transações incluídas no bloco.

A mineração de Bitcoin é uma parte fundamental da rede, mas há muito mais do que se vê à primeira vista. Comece com o básico em O que é mineração de Bitcoin?, depois mergulhe mais fundo em o que fazem os mineradores de blockchain e como a mineração mesclada permite aos mineradores proteger várias blockchains ao mesmo tempo. Se você está interessado em minerar, aprenda como minerar Bitcoin em casa - e não se esqueça de verificar como relatar sua renda de mineração para fins fiscais.

Por que a Prova de Trabalho é Importante?

PoW é fundamental para manter as redes de blockchain baseadas em PoW seguras e confiáveis. Ele faz isso através de:

• Descentralização: Ao espalhar o processo de mineração por uma rede de mineradores, PoW impede que qualquer pessoa ou grupo controle a blockchain.
• Segurança: O poder computacional necessário para a mineração torna muito difícil e caro para os malfeitores alterarem a blockchain ou gastar duplamente moedas.
• Confiança Desnecessária: PoW significa que você não precisa confiar em uma autoridade central porque o sistema é baseado em provas matemáticas e trabalho que pode ser verificado.

Vantagens da Prova de Trabalho (PoW)

A Prova de Trabalho (PoW) tem sido a base da segurança de blockchain por mais de uma década, especialmente para o Bitcoin. Sua força e resistência a ataques a tornaram uma maneira confiável de alcançar consenso, mesmo que use muita energia. Aqui estão algumas das principais vantagens do PoW:

1. Segurança: A força do PoW está no trabalho computacional necessário para minerar blocos. Isso torna muito difícil e caro para atacantes interferirem na blockchain ou gastarem moedas duas vezes. Para alterar transações passadas, um atacante precisaria controlar a maior parte do poder de hashing da rede (um ataque de 51%), o que é muito caro e quase impossível para blockchains estabelecidas como o Bitcoin.
2. Descentralização: PoW ajuda a manter a descentralização, permitindo que qualquer pessoa com poder computacional suficiente participe da mineração. Esta participação aberta ajuda a impedir que qualquer pessoa ou grupo controle a rede. Saiba mais sobre descentralização em O que é Governança de Bitcoin?
3. Transparência: O processo de PoW é aberto e pode ser verificado. Qualquer pessoa pode verificar o trabalho feito pelos mineradores e se as transações na blockchain são válidas.
4. Justiça: A chance de um minerador encontrar um bloco válido depende de quanto poder de hashing ele possui. Isso significa que mineradores que investem mais recursos têm uma chance maior de obter recompensas, criando um sistema justo e competitivo.

Desvantagens da Prova de Trabalho (PoW)

Embora o PoW tenha se mostrado um meio forte de alcançar consenso, ele também tem algumas desvantagens que levaram as pessoas a buscar outras maneiras de fazê-lo. Aqui estão algumas das principais desvantagens do PoW:

1. Consumo de Energia: PoW usa muita energia porque exige que mineradores utilizem muito poder computacional, o que significa usar muita eletricidade. Isso gerou preocupações sobre como as blockchains PoW afetam o meio ambiente, especialmente à medida que a rede cresce e mais mineradores se unem. Saiba mais em Como o Bitcoin impacta o meio ambiente?
2. Escalabilidade: As blockchains PoW só podem lidar com um número limitado de transações por segundo. Isto pode causar lentidão na rede e taxas de transação mais altas quando há muita demanda.
3. Riscos de Centralização: Embora o PoW deva manter a descentralização, na prática, a mineração pode se tornar centralizada à medida que grandes pools de mineração com muitos recursos começam a controlar a rede. Esta concentração de poder de hashing pode enfraquecer a descentralização da blockchain.
4. Custos de Hardware: A mineração PoW exige hardware especial, como ASICs (Circuitos Integrados de Aplicação Específica), que podem ser caros para comprar e manter. Esta barreira alta de entrada pode limitar quem pode participar da mineração e pode levar a mais centralização.

Prova de Trabalho vs. Prova de Participação

A Prova de Participação (PoS) é uma maneira diferente de alcançar consenso que tenta resolver alguns dos problemas associados ao PoW. No PoS, os validadores são escolhidos para sugerir novos blocos com base na quantidade de criptomoeda que possuem e estão dispostos a 'apostar' como garantia. Ele usa dramaticamente menos energia do que o PoW.

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