Uma batalha interminável: PoW vs PoS

Uma batalha interminável: PoW vs PoS. Recentemente, tive o prazer absoluto de discutir dois dos meus tópicos favoritos com um grupo de pessoas que respeito muito: os membros da equipa principal da Ardor, incluindo um programador principal e entusiastas a longo prazo.
Os temas debatidos foram em torno dos quais a mecânica de consenso é a mais segura, Prova de Trabalho (PoW) ou Prova de Estaca (OP), e qual dos dois leva à distribuição mais eficaz do poder.
O ponto de partida
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PoW foi introduzido pela primeira vez como um mecanismo anti-spam. É uma medida econômica para impedir ataques de negação de serviço e outros abusos de serviço, como spam em uma rede, exigindo algum trabalho do solicitante de serviço, geralmente significando tempo de processamento por um computador.
Em essência, PoW exige que as máquinas gastem energia (recursos) para evitar mensagens de spam “nada em jogo”.
PoW foi aplicado ao protocolo Bitcoin de forma semelhante. Permitiu a confiança descentralizada, fazendo com que os mineiros competam pela sua confiança.
A maneira como o PoW funciona, que é discutida em profundidade nesta peça, permite que as pessoas enviem dinheiro digitalmente sem ter que se preocupar com ataques de gastos duplos. Com cada novo bloco criado, o hash fica mais complexo e mais difícil de encontrar, o que significa que os mineiros precisarão usar mais energia para extrair o mesmo número de blocos. O objetivo é tornar os mineiros menos dependentes das recompensas Bitcoin e mais dependentes das taxas de transação.
PoW foi uma introdução inteligente e espirituosa de uma medida anti-spam em um protocolo de fofoca P2P, alinhado com um incentivo monetário trabalhando como um mecanismo para alcançar a confiança entre os usuários.
As críticas
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Muitos defensores de OP culpam o PoW por desperdiçar energia, embora no momento da escrita, tenha sido demonstrado que as explorações mineiras mais proeminentes estão agora a utilizar energia renovável.
Então, a crítica do desperdício de energia não se levanta, pelo menos não na minha opinião.
Que outras críticas existem?
Dois grandes pontos de discussão foram levantados durante o debate com a comunidade Ardor:
O PoW é mais ou menos seguro do que os POs?
O PoW é mais ou menos propenso a centralização do que as OP?
Pessoalmente, diria que o que importa é promover a segurança e a descentralização.
Pow ou OP?
Já discutimos o que é o PoW e como ele funciona. PoS tem um objetivo semelhante de permitir que os usuários cheguem a consenso sem confiar uns nos outros. Sua mecânica de trabalho, no entanto, é bastante diferente.
PoS não tem mineiros, nem hashes. Não requer nós para minar. Os detentores de token simplesmente apostam uma certa quantidade de moedas e, em seguida, os nós podem validar transações. Simples, certo?
Não há recompensas de bloco (em POs puros), apenas taxas de transação que são pagas a falsificadores (o nome dado aos validadores). No caso de um validador tentar gastar duas vezes, ele/ela perde a sua aposta. Esse é o incentivo para não se comportar mal e para resolver o problema do “nada em jogo”. Um exemplo muito bom disso é Ardor.
Dado o fato de que os OP não dependem de gastos de energia, ele pode ser mais seguro do que o PoW?
O PoW é mais ou menos seguro do que os POs?
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Ataques de longo alcance (51% de ataques) parecem mais mortais para os sistemas de PoS, enquanto ataques de curto prazo (ou ataques de gastos duplos) são muito mais propensos a acontecer em sistemas PoW.
Simplificando, os sistemas de PoS têm um problema com ataques de longo alcance. Se você levar em conta o que significa controlar 51% da rede, você percebe que quem toma o controle, não pode ser removido. A partir do momento em que possuo 51% das moedas apostadas, não há nada que outros validadores possam fazer para remover o meu poder. Muito provavelmente, essa parte interessada só vai continuar consolidando seu poder, devido ao fato de ele/ela ser recompensada com mais frequência (como em Os, quanto mais aposta você tiver, maior a probabilidade de você conseguir forjar um bloco).
Por outro lado, o PoS é bastante resistente contra ataques de gastos duplos - no momento em que um validador se comporta mal, eles perdem sua aposta.
Finalmente, o propósito de uma criptomoeda desempenha um papel importante na forma como a segurança é percebida, dependendo se você está procurando uma loja de valor a longo prazo, uma moeda que permita contratos inteligentes ou uma rede mais rápida e escalável.
No final, é difícil chegar a uma conclusão óbvia sobre qual sistema é o mais seguro, já que a segurança parece ser dependente de prazos de ataque e finalidade geral de criptografia.
O PoW é mais ou menos descentralizado do que as OP?
O argumento a favor da centralização, a meu ver, deriva da segurança. Na verdade, ele é derivado de dimensões muito específicas dentro da segurança: sem permissão, abertura e imutabilidade. Com isso em mente, que mecânica de consenso você acha que promove um resultado mais descentralizado?
De novo, depende. Se você levar em conta que você precisa comprar hardware específico para minar criptos PoW, você poderia argumentar que há uma barreira maior para a entrada, o que claramente promove a centralização. Por outro lado, porque a rede é resiliente a ataques de longo alcance, um atacante precisaria gastar energia continuamente para manter o controle da rede, tornando bastante difícil mudar a cadeia de blocos a longo prazo (imutabilidade).
Em PoS, parece que a única maneira de proteger a rede contra um ataque de longo alcance bem sucedido é revertendo a cadeia de blocos, que vai completamente contra a ideologia da imutabilidade (descentralização).
Tanto o PoW como os OP parecem promover níveis iguais de permissionless, abertura e imutabilidade.
Dependendo do seu objetivo, pode haver benefícios em usar qualquer um deles.
Se você quer uma rede que seja resiliente a longo prazo e que não exija reversão, vá para sistemas baseados em PoW (Bitcoin).
Se você quer uma rede que seja resiliente a curto prazo, fácil de dimensionar e que proteja contra ataques de gastos duplos, vá para sistemas baseados em POS (Ardor).
Conclusão
Graças à abordagem aberta da comunidade Ardor, mais especificamente @AvdiuSazan, @Petkodp, @Ardorgate e, tive a chance de ter um debate interessante em torno de um tópico que me excita bastante. Parece que tanto PoW e PoS são bastante seguros, dependendo da taxa de hash no primeiro caso, e do preço do token no segundo.
Ambas as mecânicas de consenso oferecem vantagens e desvantagens. No entanto, parece-me que o protocolo mais seguro para um sistema monetário é ainda um sistema baseado em Pó de alta taxa de hash como Bitcoin, se apenas pelo fato de que ele parece oferecer maior segurança no caso de haver um ataque bem sucedido.
Se a eletricidade se tornar incrivelmente barata, ou o PoS implementa um modelo de estaca queimada, eu argumento que o PoW poderia perder sua principal vantagem. No entanto, como a segurança das OCs depende muito do preço da moeda, podemos experimentar resultados indesejados. Além disso, ter uma taxa de hash torna mais difícil para uma única entidade controlar a maioria da rede por um longo período de tempo, dadas as restrições monetárias de longo prazo.
Ainda assim, é difícil para mim concluir com certeza qual mecânica de consenso é a mais segura e que promove mais descentralização, pois existe uma grande dependência dos membros da comunidade e sua aplicação das regras sociais. Se a comunidade do Bitcoin não fosse tão dispersa e imensa como é, as mudanças seriam mais fáceis de aplicar, tornando-a propensa à centralização?
Na minha próxima peça, pretendo debater o papel das recompensas e incentivos na segurança e na privacidade, bem como as principais estruturas organizacionais que mais contribuem para um resultado descentralizado. Perguntas que vou fazer nos próximos artigos relacionados será a) Os incentivos e recompensas podem promover um sistema mais seguro através de um melhor comportamento do usuário? E b) Que estruturas organizacionais podem promover os sistemas mais descentralizados?