Introdução

O Bitcoin introduziu o mundo ao primeiro mecanismo de consenso em 2009. Isso deu início a uma nova era, no entanto, seu consumo excessivo de energia apresentou um problema, levando os desenvolvedores a buscar soluções mais viáveis para as deficiências dos mecanismos, como o mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS), o mecanismo de consenso Delegated Proof of Stake (DPoS) e um mecanismo de consenso mais recente chamado mecanismo de consenso Proof of Space-Time, que combina o melhor dos mecanismos de consenso Proof of Space e Proof of Time.

O que é Proof of Space (PoSpace)?

Proof-of-Space é um mecanismo de consenso baseado em evidências que requer que o participante prove que ele reservou a quantidade prescrita de espaço de armazenamento e que o espaço esteja preenchido com dados especificados pela rede. Pode ser realizado por meio de uma função hash para mapear os dados para uma saída curta conhecida como "Compromisso".

Uma vez mapeado, o participante envia a saída curta para a rede como prova do seu espaço de armazenamento reservado. Depois de receber a prova, a rede pode solicitar ao participante uma parte dos dados vinculados ao seu compromisso. O participante fornecerá esse compromisso dentro de um determinado período para provar sua honestidade ou atividade.

O que é a Prova do Tempo (PoT)?

Proof-of-Time (PoT) é um algoritmo de consenso descentralizado que seleciona validadores de acordo com suas pontuações de classificação e participações fixas. Uma pontuação de classificação é o número atribuído a cada validador pelo algoritmo da rede para mostrar o quão precisamente o validador validou dados anteriores. Também inclui o feedback de outros validadores sobre suas interações com o validador.

Uma aposta fixa, no entanto, é um método de aposta que obriga cada validador a apostar a mesma quantidade do token nativo da plataforma para participar no processo de consenso. Embora semelhante, difere do mecanismo de Prova de Participação (PoS) que permite aos validadores apostar grandes quantidades de tokens da plataforma para participar no processo de consenso.

Com o consenso de Prova de Tempo (PoT), qualquer nó pode tornar-se validador se apostar o número necessário de tokens e tiver uma boa pontuação de classificação. Isto é possível através de uma Função de Atraso Verificável (VDF) que seleciona aleatoriamente os proponentes de bloco, conhecidos como eleitores de tempo, e os confirmadores de bloco, conhecidos como nós de tempo.

Por último, embora todos os nós tenham participações iguais em tokens, a Função de Atraso Verificável (VDF) prioriza os nós com pontuações mais altas para propor ou confirmar blocos.

O que é Proof-of-Space-Time (PoST)?

O mecanismo de consenso Prova-de-Espaço-Tempo (PoST) é um conceito inovador que combina tanto a Prova-de-Espaço (PoSpace) como a Prova-de-Tempo (PoT) para criar um algoritmo de consenso que permite aos participantes da rede provar que reservaram uma quantidade específica de espaço de armazenamento por um período de tempo especificado, enquanto mal utilizam energia computacional e elétrica.

Foi desenvolvido para criar redes descentralizadas escaláveis e ecologicamente corretas, usando o espaço de armazenamento como um recurso. Isso vai contra o consenso Proof-of-Work (PoW), que depende da resolução de quebra-cabeças criptográficos que consomem muita eletricidade e poder de computação.

Por último, o Proof-of-Space-Time (PoST) pode ajustar a dificuldade da prova alterando a duração do armazenamento em vez de aumentar os requisitos computacionais, aumentando a segurança da rede sem ter que consumir mais energia. Ao focar no armazenamento, o Proof-of-Space-Time (PoST) reduz os custos das operações de rede, diminui os efeitos adversos ambientais e cria uma rede mais descentralizada.

Como funciona a Prova de Espaço-Tempo (PoST)?

Para participar na rede PoST, um nó deve primeiro criar um grande conjunto de dados no disco, conhecido como um "Plot". O Plot criado é composto por provas criptográficas construídas em parâmetros públicos conhecidos como desafios. A rede atualiza regularmente os desafios para garantir que os plots permaneçam ativos e não sejam apenas criados e abandonados.

Uma vez que o nó é criado, o próximo passo é a criação de novos blocos na rede. Para fazer isso, o nó tem que apresentar uma prova mostrando que armazenou a parcela por um período específico de tempo, conhecido como época. Esta prova é uma parte da parcela criada anteriormente que corresponde ao desafio atual da rede.

Uma vez que a prova é fornecida, a rede verifica-a, assegurando-se de que corresponde ao desafio apresentado e às provas anteriores submetidas pelo mesmo nó. Ao fazer isso, a rede garante que os nós não alterem nem excluam suas parcelas durante cada época.

Por último, o nó que pode fornecer a prova mais rápida e precisa é concedido o direito de produzir o próximo bloco e ganhar recompensas.

Benefícios do Proof-of-Space-Time (PoST)

A combinação de armazenamento e tempo concede várias vantagens ao consenso Proof-of-Space-Time que são altamente benéficas para as redes que fazem uso do consenso e para os próprios usuários da rede. Alguns desses benefícios incluem:

Eficiência de Custo

Embora se acredite que o custo depende muito da capacidade, na realidade, está relacionado com a duração do armazenamento utilizado. Ao exigir prova de que o espaço reservado não foi adulterado durante um certo período, o PoST garante a utilização regular do armazenamento, reduzindo drasticamente o custo.

Eficiência Energética

Ao contrário do consenso de prova de trabalho, que consome uma tonelada de energia durante a mineração, o consenso de prova de espaço-tempo consome significativamente menos energia. Ele depende mais do espaço em disco e da prova do que do poder computacional e da mineração.

Descentralização

O consenso de Prova de Espaço-Tempo pode permanecer verdadeiramente descentralizado, ao contrário do consenso de Prova de Participação. Isto é possível devido aos mecanismos que permitem aos utilizadores participar no fornecimento de espaço de armazenamento em vez de apostar grandes quantidades do token da rede, como acontece com o mecanismo de Prova de Participação.

Com o sistema PoST, o armazenamento é um recurso e é usado em vez de investimentos financeiros. Isso garante que cada participante possa participar ativamente na rede, já que nenhum grupo ou participante específico pode dominar as operações da rede.

Segurança

O consenso de Prova de Espaço-Tempo possui um sistema de segurança duplo que garante que apenas nós que atendam aos requisitos de Espaço e Tempo possam participar da rede. Isso limita a prática desleal por nós potencialmente ruins e reduz possíveis ataques contra a rede.

Blockchains que fazem uso do algoritmo de consenso de Prova de Espaço-Tempo

Embora ainda seja um conceito novo, um punhado de projetos adotou o Mecanismo de Consenso de Prova de Espaço-Tempo. Alguns desses projetos incluem:

A Rede Chia

Origem: Chia

A Rede Chiaé um sistema de pagamento De-Fi criado para reduzir o custo das transações e melhorar a eficiência das transações em rede. O protocolo utiliza a sua própria linguagem de programação de contratos inteligentes chamada Chialisp, que é auditável, seguro e transparente. Também ajuda a criar novas ferramentas criptográficas para aumentar a segurança dos seus contratos inteligentes.

Em vez de usar um mecanismo que depende de tokens ou mineração, a rede Chia depende do hardware de armazenamento do computador através do mecanismo de consenso Proof of Space-Time. Os agricultores de rede são recompensados com o token Chia dedicando uma parte de seu disco rígido para armazenar dados aleatórios chamados de plots.

Uma vez criada, a rede gera um desafio obtido a partir de blocos anteriores e enviado aos agricultores para localizar no seu armazenamento reservado (parcelas). Quando o desafio é encontrado e a rede é alertada, é fornecido a um participante chamado “Timelord” que então realiza os cálculos obtidos a partir dos dados fornecidos pelo agricultor.

Com o consenso de Prova de Espaço-Tempo, ele pode oferecer serviços como Atomic Swaps, Carteiras Recuperáveis, Pagamentos Autorizados, Carteiras com Limitação de Taxas, Garantia Recuperável e Carteira de Papel Lenta.

Filecoin

Origem:Supra

Filecoiné uma rede baseada em blockchain projetada para armazenamento de dados descentralizado. A plataforma permite que os usuários operem nós Lotus por meio de seus computadores. Esses nós fornecem funções de armazenamento descentralizado para a rede e permitem que os usuários minerem tokens Filecoin por meio do método de Consenso de Espaço-Tempo.

No Filecoin, o consenso de Prova de Espaço-Tempo é usado para provar que os provedores de armazenamento estão continuamente fornecendo o armazenamento conforme afirmam. Os contratos são feitos entre os clientes e os provedores de armazenamento para os provedores de armazenamento fornecerem armazenamento por um período especificado entre 180 e 540 dias.

Durante os períodos especificados, os provedores de armazenamento devem provar continuamente que os dados em sua posse estão disponíveis e imutáveis. A plataforma tem um período de prova em que cada setor de armazenamento de 32 ou 64 gigabytes é verificado uma vez a cada 24 horas.

Cada período de prova é dividido em 48 prazos de 30 minutos que permanecem separados entre si. O espaço de armazenamento é então agrupado em partições, que são sempre verificadas dentro do mesmo prazo de prova

Proof-of-Space-Time (PoST) vs. Outro Mecanismo de Consenso

Ao construir sobre o consenso existente de Prova de Espaço (PoSpace) e misturá-lo com o consenso de Prova de Tempo (PoT), a Prova de Espaço-Tempo (PoST) melhora a segurança e eficácia das redes. Isso concede ao consenso certas vantagens sobre outros mecanismos de consenso, como Prova de Trabalho (PoW), Prova de Participação (PoS) e Prova de Capacidade.

Proof-of-Work (PoW) Vs Proof-of-Space-Time (PoST)

Prova de trabalhoé o mecanismo de consenso usado pelo Bitcoin. Ele valida e adiciona novos blocos fazendo com que os mineradores resolvam equações matemáticas difíceis. Embora seja conhecido por sua segurança, também é notório por seu alto consumo de energia e necessidade de hardware computacional avançado.

Prova de Espaço-Tempo (PoST), no entanto, é um mecanismo que se orgulha da sua amizade ambiental e baixo consumo de energia. Em vez de se concentrar em computação avançada como a Prova de Trabalho (PoW), a Prova de Espaço-Tempo (PoST) depende da alocação de armazenamento do participante por uma duração específica.

Com estas características, o Proof-of-Space-Time (PoST) pode poupar mais energia e permite a criação e verificação de blocos em paralelo, aumentando a escalabilidade. Por último, ao contrário do PoW, que é por ordem de chegada e apenas disponível para mineiros com hardware avançado, o PoST é justo e permite a todos os nós criar blocos sem depender do seu nível de recursos ou influência.

Prova de Espaço-Tempo (PoST) Vs Prova de Participação (PoS)

Proof-of-Space-Time (PoST) eProva de Participação (PoS)Os mecanismos de consenso têm taxas reduzidas de consumo de energia, mas variam na criação e validação de blocos. O consenso PoS foca na quantidade de moedas que o usuário possui e aposta na rede, enquanto o PoST é projetado para recompensar os participantes por armazenarem dados na blockchain.

Embora ambos os mecanismos sejam amigos do ambiente, o consenso de Prova de Participação pode tornar-se centralizado e perder o seu sistema sem permissão. Isto acontece porque a plataforma depende totalmente do seu token, permitindo que os utilizadores com mais tokens tenham mais influência no processo de tomada de decisão da rede. No entanto, com a Prova de Espaço-Tempo, os participantes apostam o espaço de armazenamento que já possuem para participar na validação e criação de blocos.

Proof-of-Space-Time (PoST) Vs Proof-of-Capacity

O Proof-of-Capacity e o Proof-of-Space-Time partilham atributos semelhantes, com ambos os mecanismos dependendo do uso de espaço de armazenamento na validação de blocos. No entanto, ao contrário do PoST, o consenso Proof-of-Capacity permite que nós na rede usem espaços vazios em seus discos rígidos para minerar o token da rede. Ele permite que os usuários armazenem uma lista de soluções possíveis no disco rígido de seus dispositivos antes que o processo de mineração comece.

Isso permite que os usuários com mais espaço de armazenamento salvem mais soluções possíveis, dando-lhes melhores chances de corresponder ao valor de hash necessário, levando a mais chances de minerar e ganhar recompensas.

Conclusão

O consenso Proof-of-Space-Time inaugura uma nova era de mecanismos de consenso blockchain que fornecem segurança e uso eficiente de recursos escassos. Sua combinação de Espaço e Tempo proporciona descentralização aprimorada, impulsionando uma maior adoção do mecanismo.