Proof of Work: como funciona esse mecanismo de consenso de mineração e segurança?

proof of work

Para as criptomoedas existirem, elas precisam passar pela mineração. Isso não significa entrar em uma caverna com marretas, longe disso! Minerar uma cripto quer dizer passá-la por um processo que a valida na rede blockchain, e um desses processos é chamado Proof of Work.

O Proof of Work, ou Prova de Trabalho, é um mecanismo de consenso usado para minerar criptos, a exemplo do Bitcoin (BTC) e da Ether (ETH). 

Resumidamente, o PoW, como também pode ser chamado, funciona da seguinte forma: para um novo bloco ser aceito em uma rede blockchain ele precisa ser verificado pelos mineradores. A ideia é constatar a autenticidade do que está registrado dentro desse bloco.

Para isso, é preciso resolver problemas matemáticos complexos, usando de forma computacional adequada. Acontece que não basta um minerador dizer “Olha, tá ok aqui, pode seguir!“, é preciso que haja um consenso, ou seja, que outros mineradores também aprovem essa validação.

No caso do Bitcoin, especificamente, o Proof of Work é usado tanto para gerar essa concordância quanto para garantir a segurança da rede.

Só com essa breve explicação você já deve ter percebido que há muita coisa por trás desse processo, não é mesmo? Então, se quiser saber, em detalhes, como ele funciona, siga a leitura deste artigo e confira agora mesmo o que é Proof of Work, como surgiu e muito mais sobre o tema!

O que é Proof of Work? 

Proof of Work é um algoritmo de consenso usado para aprovar as transações que acontecem em uma rede blockchain. Isso significa que, para que um novo bloco seja aceito na rede, é preciso que, primeiro, ele seja validado pelos mineradores que a compõem. 

Por conta disso, a Prova de Trabalho, nome desse processo em português, é o sistema que garante toda a segurança da blockchain. Além disso, esse mecanismo também evita que haja o chamado gasto-duplo, que é um tipo de tentativa de fraude no qual um detentor de criptomoedas tenta gastar duas vezes a mesma cripto.

Como funciona a Prova de Trabalho?

Para explicar como a Prova de Trabalho funciona, tomaremos como base a blockchain do Bitcoin, está bem? 

Essa rede realiza mais de 250 mil transações diariamente, no entanto, elas não são instantâneas. Para a aprovação dessas operações é preciso aguardar, aproximadamente, 10 minutos, tempo necessário para a obtenção do consenso da transação.

Esse consenso, por sua vez, é um processo realizado pelos chamados mineradores, pessoas físicas ou jurídicas que disponibilizam seus poderes computacionais para resolverem problemas matemáticos complexos. Isso acontece da seguinte forma: 

  • uma rede blockchain é formada por vários computadores, denominados nós, ou nodes;
  • cada um desses nós armazena uma cópia completa da rede, que recebe atualizações em tempo real;
  • sempre que uma transação é iniciada, os nodes começam a se comunicar;
  • eles precisam verificar que essa transação em questão realmente aconteceu;
  • tendo essa aprovação, essa operação é enviada para o mempool, que funciona como uma fila de espera;
  • quando chega a vez dessa transação, ela é analisada e, se tudo estiver certo, é inserida em um bloco que vai para a rede;
  • essa transação aprovada recebe um hash, que é um código identificador único composto por letras e números que atesta a sua autenticidade.

Mas para chegar a tudo isso, os nós precisam resolver problemas matemáticos complexos, conforme comentamos logo no início deste artigo. É justamente a solução desse problema por um node, com a aprovação dos demais (ou seja, com a obtenção do consenso) que efetiva as operações em uma rede blockchain.

Recompensas pelas validações

E é claro que os mineradores não trabalham de graça! Afinal, eles estão dedicando tempo, “emprestando” seus computadores, gastando energia elétrica e mais. 

Por conta desse trabalho, os membros da blockchain envolvidos na transação recebem recompensas, que é o nome dado pagamento feito com a criptomoeda nativa da rede. Por essa razão é interessante ser o primeiro a encontrar o hash e resolvê-lo, pois assim se garante a recompensa.

Só lembrando que ele não atua sozinho, já que se trata de um mecanismo de consenso. Dessa forma, o node que encontra o hash do bloco sinaliza para os outros que compõem a rede, e cabe a eles fazer a verificação desse bloco que foi apresentado antes de inseri-lo na rede.

Como surgiu o Proof of Work?

Está pensando quem será que criou um processo tão complexo como o PoW? Se acha que foi Satoshi Nakamoto, errou! É certo que foi ele (ou ela, ou eles, ou elas, talvez nunca saberemos) que tornou a Prova de Trabalho popularmente conhecida ao inserir no whitepaper do Bitcoin.

Inclusive, ele considerou o uso desse mecanismo de consenso para a criptomoeda que estava criando por acreditar ser a forma mais confiável de realizar esse processo.

No entanto, o PoW vem de muito antes disso, de 1993, quando Cynthia Dwork e Moni Naor publicaram um artigo científico que visava a introdução de um novo método para combater os e-mails do tipo spam. A ideia era, basicamente, usar a força computacional para combater esse tipo de envio e recebimento de mensagens.

Já em 1997, o criptógrafo britânico Adam Back aprimorou esse conceito, desenvolvendo um mecanismo denominado Hashcash, que tinha o mesmo objetivo, ou seja, combater os e-mails spam.

A proposta de Back era um sistema que realizasse uma verificação computacional antes do envio dessas mensagens eletrônicas. 

Poucos anos depois, em 1999, Markus Jakobsson e Ari Juels, publicaram um artigo intitulado “Proof of Work and Bread Pudding Protocols“, em português, Prova de Trabalho e Protocolos de Pudim de Pão).

O objetivo era introduzir um protocolo de verificação que usasse força computacional, em um intervalo de tempo específico, para validar transações. Foi justamente esse artigo que tornou o termo conhecido.

Como conseguir criptomoedas sem precisar minerar?

Tudo isso é bem interessante e vale muito a pena conhecer como funciona o processo de validação e segurança das redes blockchain. Mas você sabe que tem como obter criptomoedas sem precisar minerar, não é?

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