O que é e como funciona o Proof of Authority (PoA)?
No mundo das criptomoedas e da tecnologia blockchain, os mecanismos de consenso são essenciais para garantir a segurança e a validação das transações em qualquer rede blockchain (e assim assegurar que esta funcione de forma segura e fiável).
Existem diferentes tipos de protocolos, sendo os mais conhecidos Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS). No entanto, nos últimos anos surgiu um novo tipo de protocolo chamado Proof of Authority (PoA). Este mecanismo diferencia-se principalmente pela sua abordagem à validação de transações, oferecendo uma alternativa para redes que procuram maior eficiência sem sacrificar a segurança.
Neste artigo, exploraremos o que é Proof of Authority (PoA), a sua origem, como funciona e que benefícios e limitações oferece em comparação com outros mecanismos de consenso. Além disso, examinaremos alguns exemplos de blockchains que já o utilizam, e veremos também uma projeção para outras alternativas como Proof of Space (PoSpace).
Origem do Proof Of Authority (PoA) | O que o torna necessário?
O protocolo Proof of Authority (PoA) foi proposto pela necessidade de encontrar uma solução para as limitações que apresentavam outros mecanismos de consenso, como os já clássicos PoW e PoS (embora a palavra “clássico” seja arriscada de usar num ambiente tão inovador como é o blockchain). Isto é um tópico habitual no mundo tecnológico: novas tecnologias surgem sempre para melhorar as antigas, e o PoA não é uma exceção a isso.
Neste sentido, o protocolo Proof of Work (PoW), utilizado por redes como Bitcoin, requer grandes quantidades de energia devido aos complexos cálculos necessários para minerar blocos, o que o torna dispendioso e pouco eficiente do ponto de vista energético. Por outro lado, o Proof of Stake (PoS), embora seja mais eficiente em termos de consumo de energia, apresenta desafios relacionados com a concentração de poder naqueles com maiores quantidades de criptomoedas.
Assim, o PoA surge como uma solução intermédia para redes blockchain que necessitam de maior velocidade de processamento e validação, mas que não desejam depender de grandes investimentos em hardware ou acumulação de ativos. Este protocolo foi desenhado para redes privadas ou consorciadas, onde a identidade dos validadores é conhecida e de confiança, eliminando a necessidade de recursos intensivos ou grandes quantidades de staking.
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O que é o protocolo Proof of Authority (PoA) na blockchain?
O protocolo Proof of Authority (PoA), ou prova de autoridade em português, é um mecanismo de consenso no qual os validadores são selecionados com base na sua identidade e reputação, em vez de depender da quantidade de poder computacional (como no PoW) ou da quantidade de criptomoedas acumuladas (como no PoS). No PoA, um conjunto limitado de validadores autorizados são responsáveis por criar novos blocos e validar transações, o que confere maior eficiência e velocidade à rede.
Fonte: slideteam . net
Esta abordagem baseia-se na ideia de que a identidade dos validadores é pública e a sua reputação está em jogo, o que incentiva comportamentos honestos e garante que não tentarão manipular a rede. Os validadores não precisam competir entre si, como no PoW, mas revezam-se para validar blocos de acordo com um processo predeterminado.
Quais condições deve cumprir a prova de autoridade?
No PoA, embora não haja um “staking” tradicional como no PoS (onde os validadores bloqueiam uma certa quantidade de tokens), existem condições que devem ser cumpridas para se tornar um validador; vejamos quais são estas condições:
- Identidade pública e verificada: Os validadores devem ter uma identidade comprovável e geralmente pública, e a sua reputação estará vinculada ao bom funcionamento da rede (e pode ser prejudicada por falhas desta, pelo que se assegura que cada validador se empenhe em oferecer um bom desempenho).
- Reputação: Como dissemos, a confiança no sistema provém do facto de que os validadores têm uma reputação a proteger. Se agirem de forma errada ou maliciosa, o seu prestígio e carreira profissional (e, claro, os seus rendimentos) podem ser gravemente afetados.
- Selecionados pela rede: Normalmente, no PoA os validadores são selecionados por um processo predefinido e, uma vez autorizados, participam na criação de blocos de forma mais rápida e eficiente.
Como funciona o Proof of Authority (PoA)?
O funcionamento do protocolo PoA segue um processo estruturado, normalmente definido previamente à criação da própria blockchain ou cadeia de blocos, que consta de várias etapas; vejamos a seguir:
- Etapa 1 – Seleção e autorização de validadores: Os validadores são selecionados antecipadamente com base nos critérios estabelecidos pela rede. Este conjunto de validadores é geralmente limitado e deve cumprir com os requisitos de identidade pública e reputação. Esta seleção é crucial porque o sucesso do protocolo depende de os validadores serem de confiança.
- Etapa 2 – Turnos de validação: em vez de competir entre si, como ocorre no PoW, os validadores no PoA revezam-se para propor e validar blocos. Isto permite um processo mais rápido e eficiente, já que não se desperdiça poder computacional em resolver complexos algoritmos matemáticos como acontece com o PoW.
- Etapa 3 – Proposta de blocos: quando um validador é responsável pelo seu turno, propõe um novo bloco com as transações recentes. Este bloco é difundido aos outros validadores para revisão e aprovação.
- Etapa 4 – Aprovação do bloco: Os outros validadores revisam o bloco proposto para garantir que cumpre com as regras do protocolo e que não contém transações inválidas. Se o bloco for válido, é adicionado à cadeia, e o validador responsável pela validação do bloco recebe a sua recompensa (paga na criptomoeda própria da blockchain).
- Etapa 5 (opcional) – penalização por mau comportamento: embora o PoA seja eficiente, se um validador agir de forma desonesta, pode ser facilmente identificado e expulso do grupo de validadores, com consequências negativas para a sua reputação e a perda das suas recompensas.
Existem exemplos de blockchain que estão a funcionar sob o protocolo Proof of Authority?
Claro, já são numerosas as blockchains que adotaram o Proof of Authority (PoA) para otimizar as suas operações, melhorando a velocidade e reduzindo a latência. Alguns exemplos dos mais destacados na indústria são os seguintes:
- VeChain: Já em 2021, a VeChain, o projeto blockchain focado na cadeia de abastecimento líder no setor, atualizou o seu mecanismo de consenso para PoA para rastrear produtos e cadeias de abastecimento em múltiplas indústrias. Nela, um exemplo de validador com muita autoridade é a Deloitte, que é uma das maiores empresas de consultoria do mundo.
- Ripple: A famosa e veterana empresa Ripple utiliza um tipo de PoA próprio, chamado “XRP Ledger Consensus Protocol”.
- Energy Web Chain é uma blockchain desenhada para o setor energético que utiliza Proof of Authority, onde os validadores são empresas dentro da indústria energética. Nela, o principal validador é a empresa Shell (SHEL.L), uma das maiores empresas de energia do mundo, que atua como validador da rede.
É o protocolo de Proof of Authority (PoA) o melhor consenso de validação em relação aos anteriores?
O protocolo Proof of Authority (PoA) oferece vantagens chave em comparação com os mecanismos de consenso anteriores como Proof of Stake (PoS) e Proof of Work (PoW), mas não é necessariamente o “melhor” em termos absolutos. Tudo depende do contexto e das necessidades específicas de cada projeto blockchain.
Fonte: Yield App
Por exemplo, a seu favor, podemos dizer que é preferível em termos de eficiência, velocidade e elevada concentração.
- Eficiência: já que não requer um uso intensivo de energia como no PoW, nem a acumulação de grandes quantidades de criptomoedas como no PoS.
- Validação rápida: devido ao facto de ter um número limitado de validadores com turnos predefinidos, os blocos são processados muito mais rapidamente. Isto é especialmente útil em redes onde a velocidade das transações é crucial.
- Menor concentração de poder económico: No PoS, os validadores com mais tokens têm mais controlo sobre a rede, o que pode gerar uma concentração de poder. No PoA, os validadores são selecionados pela sua reputação e identidade pública, o que reduz esta dependência do capital.
E enquanto, contra este sistema, talvez o principal handicap seja a sua escalabilidade para blockchain com um elevado número de participantes, devido ao facto de não se conhecerem uns aos outros, poderia haver problemas de geração de confiança nos validadores, provocando comportamentos desonestos.
Fonte: slideteam . net
Tudo isto, leva-nos a pensar que o protocolo PoA pode ser a melhor opção em situações onde a eficiência, a rapidez e o baixo custo são mais importantes que a descentralização absoluta, como podem ser blockchains privadas ou consorciadas.
Vantagens e desvantagens da prova de autoridade
Vantagens
- Maior eficiência: Com o PoA não é necessário realizar staking de grandes quantidades de criptomoedas nem grande poder computacional para resolver algoritmos complexos, o que torna o processo mais acessível e menos dispendioso para os validadores.
- Validação rápida → transações rápidas: Ao ter um número limitado de validadores e um processo estruturado, os blocos são validados mais rapidamente.
- Menor concentração de poder económico: distribui o poder entre os validadores selecionados pela sua reputação.
Desvantagens
- Centralização: apenas um pequeno grupo de validadores tem o controle da validação de blocos.
- Confiança na identidade: o sistema depende em grande medida da reputação dos validadores
- Limitado a redes privadas ou consorciadas: O PoA é mais adequado para redes fechadas ou consorciadas, mas para blockchains públicas maiores, este modelo pode não ser tão viável.
Chega o Proof of Space
Para finalizar o artigo vamos um pouco mais além, e é que o Proof of Authority não é a única inovação no setor blockchain: uma alternativa emergente é o Proof of Space (PoSpace). O PoSpace baseia-se no uso do espaço de armazenamento disponível, em vez do poder computacional ou do staking de criptomoedas. O conceito por trás do PoSpace é que os participantes devem dedicar uma certa quantidade de espaço em disco como prova do seu compromisso com a rede.
O PoSpace oferece uma alternativa mais ecológica e acessível, resolvendo a limitação do PoA a validadores concretos e também as limitações do PoW e PoS, já que existem muitos utilizadores que têm grandes quantidades de armazenamento sem utilizar e estariam encantados de aproveitá-lo. Chia Network é um dos principais exemplos que utiliza este protocolo, oferecendo uma alternativa a mais para a validação de transações e criação de blocos.
Em suma, o consenso de verificação por prova de autoridade (PoA), vai um passo além do PoW, e PoS, pois valoriza a honestidade e reputação dos participantes, e não a sua rivalidade (PoW), ou a acumulação dos seus criptoativos (PoS).
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