O que é prova de trabalho (PoW)? New Premier Guide 2024

Proof of Work (PoW) é o primeiro mecanismo de consenso a aparecer na blockchain e é usado por muitas cadeias públicas, como Bitcoin, Litecoin, Ethereum (que mudou para PoS em 2022) e muitas outras.

O que é prova de trabalho (PoW)?

Proof of Work (PoW) descreve um mecanismo de consenso que exige que uma rede de dispositivos realize uma quantidade significativa de trabalho computacional. Hal Finney adaptou o conceito de “prova de trabalho reutilizável” usando um algoritmo de hash seguro de 160 bits 1 (SHA-1) em 2004 para reimaginar o conceito de tokens digitais.

O Bitcoin, lançado em 2009, tornou-se o primeiro aplicativo amplamente adotado do conceito de PoW de Finney (Finney também foi o primeiro destinatário de uma transação de Bitcoin). O Proof of Work forma a base de muitas outras criptomoedas e permite um consenso seguro.

• Proof of Work (PoW) é um mecanismo de consenso descentralizado que exige que os participantes da rede gastem energia para resolver números hexadecimais criptográficos.
• Proof of Work, também conhecido como mineração, refere-se à obtenção de recompensas pela conclusão do trabalho.
• O Proof of Work permite o processamento seguro de transações ponto a ponto sem a necessidade de terceiros confiáveis.
• O Proof of Work em larga escala exige um consumo significativo de energia, que só aumenta à medida que mais mineradores entram na rede.

Pontos principais

Entendendo a prova de trabalho (PoW)

Esta explicação se concentrará na função que a Prova de Trabalho desempenha na rede Bitcoin. O Bitcoin é comumente chamado de criptomoeda; tecnicamente, ele é um token – uma representação da propriedade de valor na blockchain do Bitcoin. A propriedade de tokens pode ser trocada por itens equivalentes, da mesma forma que dar a alguém um dólar por um pedaço de doce – ele agora possui o dólar e você possui o doce.

Blockchain de prova de trabalho (PoW)

O blockchain é um livro-razão distribuído que registra todas as transações de Bitcoin, semelhante à inserção de transações em uma planilha. Cada bloco é como uma célula. Informações como valores de transações, endereços de carteiras, hora e data são registradas e criptografadas no cabeçalho do bloco – um número hexadecimal criado por meio da função hash do blockchain.

Ao criar um valor de hash, o valor de hash de cada bloco será usado no bloco subsequente. Isso cria uma cadeia imutável de blocos, pois as informações de cada bloco são incluídas no hash do bloco mais recente.

Valor HASH

Quando um bloco é fechado, o valor do hash deve ser verificado antes que um novo bloco possa ser aberto. É aqui que entra a Prova de Trabalho. O valor de hash é um número hexadecimal criptografado de 64 bits. Com a tecnologia moderna, uma grande quantidade de dados pode ser transformada em hash em milissegundos. No entanto, os mineradores tentam adivinhar o valor de hash, o que leva muito tempo do ponto de vista computacional.

Mineração é o processo de validação de transações e obtenção de recompensas por meio da solução de valores de hash.

Número aleatório

O valor de hash inclui uma série de números chamados de nonce, que significa “número usado uma vez”. Quando um minerador (um programa em um nó usado para resolver valores de hash) inicia a mineração, ele usa um nonce de zero para gerar o valor de hash a partir de informações publicamente disponíveis.

Resolvendo o problema do hash

Se o valor de hash for menor do que a meta de rede atual, o minerador resolveu o valor de hash com sucesso. O objetivo da rede é o resultado matemático convertido em um número hexadecimal que determina a dificuldade de mineração.

Se o valor de hash for maior que o valor-alvo, o programa de mineração incrementa o nonce em 1 e gera o valor de hash novamente. Os mineradores de toda a rede tentam resolver o problema de hash dessa maneira. Os mineradores que resolvem valores de hash no blockchain do Bitcoin recebem recompensas pelo trabalho atual concluído.

Prova de trabalho vs. prova de aposta

Os dois mecanismos de consenso mais populares são Proof of Work e Proof of Stake. O principal concorrente do Bitcoin, o Ethereum, usava a Prova de Trabalho em seu blockchain até setembro de 2022, quando fez a transição para a Prova de Participação. Aqui estão algumas diferenças importantes entre os dois:

Prova de trabalho	Proof of Stake (prova de participação)
A verificação é feita pela rede de mineradores	A verificação é feita pelos participantes que fornecem Ether como garantia
O Bitcoin recompensa os mineradores com recompensas de bloco e taxas de transação	O éter é usado apenas para pagar taxas de transação
Competitivo e requer energia e poder computacional significativos	Requer menos poder computacional e energia

Considerações

A mineração é um processo competitivo, o que a torna uma competição entre aqueles que têm o maior poder computacional. Portanto, os mineradores se juntam a pools de mineração para aumentar suas chances de receber recompensas, já que é necessário um trabalho computacional competitivo.

O Proof of Work também é conhecido por seu consumo de energia. A Universidade de Cambridge rastreia o consumo de energia da rede Bitcoin e usa as “melhores estimativas” para determinar seu uso. A energia usada pela rede é comparável à de alguns países pequenos; entretanto, vale a pena observar que a energia usada por redes de dados industriais e centros de dados excede em muito a da rede Bitcoin.

O Proof of Work também é um método de validação muito mais lento em comparação com outros. Por exemplo, o número de transações que ocorrem excede a capacidade de processamento da rede Bitcoin. As transações ficam no mempool esperando para serem validadas, com tempos médios de confirmação entre 1º de janeiro e 9 de fevereiro de 2023, variando de 7 a 91 minutos (a confirmação refere-se ao momento em que sua transação é confirmada). O tempo médio de bloqueio do Bitcoin permanece em 10 minutos, enquanto o tempo médio de bloqueio da rede PoS da Ethereum tem sido de 12 segundos desde setembro de 2022.

Exemplo de prova de trabalho

O Proof of Work exige que os computadores executem funções de hash aleatoriamente até que produzam uma saída com o número mínimo correto de zeros à esquerda. Por exemplo, o valor de hash do bloco #842.533 extraído em 8 de maio de 2024 é:

000000000000000000004f0f4988d6dee8c9d60100830d3d7633fffde5fdd986

A recompensa do bloco com hash bem-sucedido é de 3,125 BTC e 0,17220833 BTC em taxas.

O nonce é 3.391.347.343 e há 1.636 transações nesse bloco. Lembre-se de que o valor de hash é gerado e o nonce começa em zero, sendo que esse bloco foi hasheado 3,3 bilhões de vezes pelos mineradores até que um número abaixo da meta fosse alcançado.

O que significa Proof of Work (PoW)?

O PoW exige que os nós da rede forneçam evidências de que gastaram poder computacional (ou seja, trabalho) de forma descentralizada para obter consenso e evitar que agentes mal-intencionados dominem a rede.

Por que as criptomoedas precisam de prova de trabalho?

Como redes como as blockchains de criptomoedas são projetadas para serem descentralizadas e ponto a ponto, é necessário algum método para obter consenso e segurança. O Proof of Work é um método que consome muitos recursos e protege a rede. Há também outros mecanismos de prova que consomem menos recursos. Sem um mecanismo de prova, a rede e os dados armazenados nela ficariam vulneráveis a ataques ou roubos.

O Bitcoin usa prova de trabalho?

Sim. Ele usa um algoritmo PoW baseado na função hash SHA-256 para validar e confirmar transações e emitir novos bitcoins.

Conclusão

Proof of Work é um mecanismo de consenso usado por muitas criptomoedas para validar transações no blockchain e recompensar tokens pela participação na rede. O Proof of Work é um processo competitivo que tenta gerar um número hexadecimal abaixo da meta da rede usando informações de transações disponíveis publicamente.

No consenso PoW, milhares de programas de mineração trabalham em um bloco até que o valor de hash seja resolvido e, em seguida, passam para o próximo bloco.