Prova de participação delegada

Prova de participação delegada (DPOS, da sigla em inglês Delegated Proof of Stake) é um tipo de algoritmo usado por redes de blockchain de criptomoedas para alcançar consenso distribuído.

DPOS utiliza votação em tempo real combinada com um sistema social de reputação para alcançar consenso. Esse mecanismo pode ser visto como o protocolo de consenso menos centralizado quando comparado com todos os outros, uma vez que é o mais inclusivo. Todo usuário que possui tokens pode exercer um grau de influência sobre o que acontece na rede.

De acordo com os seus desenvolvedores, este algoritmo tenta resolver os problemas da Prova de trabalho e da Prova de participação, pois implementa uma camada de democracia tecnológica para reduzir os efeitos negativos da centralização.^[1]

O protocolo de prova de participação delegada foi desenvolvido por Dan Larimer em 2014. Larimer participou do desenvolvimento da Bitshares, uma plataforma de serviços financeiros baseada em blockchain; Steemit, uma plataforma de publicação alimentada por criptomoeda; e a da EOS.IO, uma blockchain que funciona como um contrato inteligente para implantação de aplicativos descentralizados (dApps) e corporações autônomas descentralizadas. Todos os sistemas mencionados utilizam o protocolo de participação delegada para verificar as transações.

O algoritmo da prova de participação delegada é dividido em duas partes: a eleição de produtores de blocos e o agendamento da produção. O processo de eleição garante que os stakeholders mantenham o controle da rede, pois são eles que sofrem maiores perdas caso o sistema não funcione adequadamente.^[2]

São realizadas votações para eleger dois tipos de participantes: testemunhas e delegados. O método de eleição tem impacto limitado sobre o mecanismo de consenso propriamente dito.

No protocolo de prova de participação delegada, os stakeholders elegem um número determinado de testemunhas responsáveis pela produção de blocos, que consistem em conjuntos de transações que atualizam o estado da base de dados. Cada conta pode votar em múltiplas testemunhas por meio de um sistema de votação por aprovação.^[3]

As testemunhas com maior número de votos são selecionadas, sendo o total definido de modo que ao menos 50% dos votantes considerem o sistema suficientemente descentralizado. As testemunhas produzem blocos em intervalos fixos (geralmente um bloco a cada 2 segundos), em uma ordem aleatorizada e atualizada periodicamente.

As testemunhas recebem remuneração pela produção de blocos, definida pelos stakeholders por meio dos delegados. Caso uma testemunha deixe de produzir um bloco no tempo previsto, não recebe pagamento e pode ser removida em votações futuras.

Os delegados são eleitos de forma semelhante às testemunhas e atuam como co-signatários de uma conta especial, conhecida como conta gênesis, que tem permissão para propor alterações nos parâmetros da rede. Esses parâmetros incluem taxas de transação, tamanho dos blocos, remuneração das testemunhas e intervalo entre blocos.

Após a aprovação da maioria dos delegados, é concedido aos stakeholders um período de revisão de duas semanas, durante o qual podem rejeitar as mudanças propostas.

As funções dos delegados incluem:^[4]

• Manter seus nós ativos e operacionais
• Coletar transações e organizá-las em blocos
• Assinar e transmitir blocos, validando transações
• Contribuir para a resolução de conflitos de consenso

Os delegados não possuem poder direto sobre a rede, já que qualquer alteração depende da aprovação final dos stakeholders. Diferentemente das testemunhas, os delegados não recebem remuneração.

A conta gênesis pode executar as mesmas operações que outras contas, como receber fundos, atuar como agente de custódia ou emitir novos ativos, possibilitando aplicações que exigem elevado grau de confiança.

Na prova de participação delegada, a influência de cada stakeholder é proporcional à sua participação, sem exclusão formal de participantes. Em comparação com outros mecanismos de consenso, o modelo busca distribuir a produção de blocos entre múltiplos participantes, oferecendo aos stakeholders meios economicamente viáveis de influenciar a governança da rede.

Bitcoin introduziu a Prova de trabalho, na qual os mineradores tem que calcular uma solução (hash) para um problema, onde quanto mais poder o minerador tiver, mais rápido ele consegue encontrar essa solução.^[5] O minerador que encontrar a solução primeiro gera o bloco e recebe uma quantia de Bitcoin como recompensa. Isso significa que o minerador recebe um incentivo financeiro para ser o mais rápido. Isso leva a uma competição na rede que aumenta o consumo de energia de toda a rede.

Nxt introduziu o mecanismo de Prova de participação, que remove o elemento de mineração da rede, consequentemente reduzindo o consumo de energia dramaticamente. Nesta criptomoeda, sua participação, i.e. a quantidade de moedas que você possui, determina sua chance de gerar o próximo bloco. Portanto, não existe uma competição como na prova de trabalho, mas existe uma ênfase em aumentar a quantidade de moedas que você possui para aumentar sua chance de gerar um bloco.

O mecanismo da prova de participação delegada foi implementado pela primeira vez na rede Bitshares em 2014. A validação de transações no sistema DPOS depende de um número limitado de delegados, que são eleitos pela comunidade através de um sistema de votação democrático.

A prova de participação delegada e a Prova de participação tradicional são bem diferentes. Uma distinção importante entre prova de participação delegada e prova de participação é que no mecanismo de DPOS, não há um requisito mínimo de moedas para participar. Além disso, em vez da habilidade de produzir blocos do stakeholder ser representada proporcionalmente pela quantidade de moedas que o mesmo possui, os usuários possuem votos proporcionais à sua participação para eleger produtores de blocos.^[6]

Prova de participação incentiva usuários que possuem muitas moedas a aumentar seu saldo, mas isso não é necessariamente benéfico para usuários que não possuem tantas moedas. Uma vez que as recompensas são proporcionais à sua participação na rede, usuários com menos moedas frequentemente terão menos recompensas em comparação a usuários que possuem quantidades bem maiores de moedas, o que pode não ser a forma mais justa de distribuir recompensas.

Por outro lado, o algoritmo da prova de participação delegada é mais eficiente e fornece mais descentralização ao oferecer recompensas a mais usuários. Além disso, DPOS fornece transações confirmadas com confiabilidade nas redes que implementam essa tecnologia.^[7]

A prova de participação delegada reduz os potenciais impactos negativos da centralização através do uso de testemunhas. Um total de N testemunhas escolhidas por meio de votação pelos usuários da rede em cada transação realizada é responsável por verificar os blocos.

Ao usar um processo de votação descentralizada, a DPOS é, por definição, mais democrática do que sistemas similares. Em vez de eliminar a necessidade de confiança em conjunto, a DPOS busca assegurar que os delegados que validam os blocos pela rede o façam de maneira correta e sem viés.

Além disso, antes que um bloco possa ser considerado válido, ele passa por um processo de verificação que confirma que o mesmo é confiável. A DPOS elimina a necessidade de esperar até que um certo número de nós não confiáveis verifiquem uma transação antes que ela possa ser confirmada. Esta redução na necessidade de confirmação produz uma redução do tempo de transação, tornando-as mais rápidas.

Na prova de participação delegada a centralização ainda ocorre, mas ela é controlada. Ao contrário de outros métodos de proteção de redes de criptomoedas, em um sistema DPOS cada cliente tem a capacidade de decidir quem é confiável em vez de confiar naqueles com mais recursos. Isso permite que a rede se beneficie das principais vantagens da centralização, e se manter descentralizada ao mesmo tempo. Este sistema funciona por meio de um processo de eleição justa, onde qualquer um pode se tornar um delegado representante da maioria dos usuários.

O mecanismo de prova de participação delegada provou ser um sistema superior uma vez que é o mecanismo de consenso mais descentralizado que existe até o momento. O que permite isto é que embora os stakeholders tenham o poder final, nenhuma única entidade pode controlar o sistema, uma vez que o trabalho chega aos delegados eleitos e às testemunhas. Além disso, o sistema ainda funciona se uma ou mais testemunhas pararem de operar, porque novas testemunhas podem ser eleitas, garantindo uma participação contínua no processo de criação de blocos. ^[8]

O criador do Ethereum, Vitalik Buterin, argumentou que o uso de Prova de Participação Delegada para validação de transações no EOS.IO torna o sistema vulnerável a compra de votos e a consolidação de poder sobre a rede. ^[9]

• BitShares^[10]
• Steemit ^[11]
• EOS.IO ^[12]
• Nano ^[13]
• Lisk
• Ark ^[14]
• Rise ^[15]
• Oxycoin ^[16]
• Shift ^[17]
• Blockpool ^[18]
• Kapu ^[19]
• LWF (Local World Forwarders) ^[20]
• Lightning BTC ^[21]