O que é Prova de participação nomeada?

A Prova de participação nomeada (NPoS) é uma variação tradicional do mecanismo de consenso de prova de participação. No NPoS, os validadores são eleitos usando uma função aleatória verificável, sendo que aqueles que possuem participações maiores têm uma probabilidade maior de serem escolhidos. Uma vez eleitos, esses validadores se revezam em uma sequência aleatória para produzir blocos para o blockchain. Esta abordagem é empregada por protocolos de blockchain como Ouroboros Praos e BABE, com o objetivo de equilibrar descentralização e eficiência, garantindo ao mesmo tempo a segurança da rede.

Como funciona a Prova de participação nomeada?

Prova de participação nomeada (NPoS) é um mecanismo de consenso no qual um comitê de validadores é eleito para produzir blocos para uma blockchain. Os validadores são escolhidos com base em sua participação, com aqueles que possuem mais tendo uma chance maior de serem eleitos. Uma vez eleitos, esses validadores se revezam de maneira aleatória para produzir e validar blocos.

Eleição de Validadores

No NPoS, os validadores são eleitos usando uma função aleatória verificável. Isso significa que, embora o processo seja aleatório, outros ainda podem verificá-lo para garantir a justiça. A probabilidade de um validador ser eleito aumenta com a quantidade de participação que eles detêm.

Papel dos Validadores

Uma vez eleitos, os validadores são responsáveis por produzir e validar novos blocos na blockchain. Eles se revezam em uma sequência randomizada para garantir que nenhum validador único tenha influência ou controle indevido sobre o processo de produção de blocos.

Seleção baseada em stake

A quantidade de participação que um validador detém desempenha um papel crucial no NPoS. Aqueles com mais participação têm uma chance maior de serem eleitos como validadores. Essa seleção baseada na participação garante que aqueles com um investimento significativo na rede têm mais probabilidade de agir em seu melhor interesse.

Produção de Bloco Aleatório

A ordem em que os validadores produzem blocos é aleatória para evitar que qualquer validador único ganhe muito poder ou influência. Isso garante uma distribuição justa das responsabilidades de produção de blocos e reduz as chances de qualquer atividade maliciosa.

Medidas de segurança

O NPoS é projetado para ser seguro contra vários ataques. Exigir que os validadores tenham uma participação significativa torna caro para os atacantes adquirir participação suficiente para lançar um ataque. Além disso, a produção de blocos randomizada reduz ainda mais as chances de qualquer entidade única assumir o controle da rede.

Diferença entre NPoS e DPoS

Em ambos os mecanismos de consenso NPoS e DPoS, o processo de validação gira em torno de dois participantes distintos da rede: um com autoridade para eleger o outro. No DPoS, esses participantes são chamados de "delegados", enquanto no NPoS, eles são chamados de "nomeadores".

Uma distinção significativa entre os dois reside no sistema de responsabilidade. No NPoS, tanto os nomeadores quanto os validadores devem fornecer uma participação como garantia, o que implica que ambas as partes podem enfrentar penalidades ou “slashing” por atividades maliciosas. Por outro lado, no DPoS, apenas os validadores são responsabilizados e enfrentam consequências por conduta imprópria. Assim, em uma estrutura de DPoS, os delegadores não são afetados pelas ações maliciosas dos validadores escolhidos.

Os Mecanismos da Prova de Participação Nomeada

Prova de participação nomeada (NPoS) é um mecanismo de consenso que enfatiza o envolvimento da comunidade. Neste sistema, os detentores de tokens, conhecidos como indicadores, têm a responsabilidade de escolher validadores que acreditam que beneficiarão a rede. Esta abordagem fortalece a descentralização da rede e garante que todos tenham interesse em seu sucesso.

Validadores, uma vez escolhidos, têm um papel significativo. Eles verificam transações, garantem sua autenticidade e então as incorporam à blockchain. Seu papel é essencial para proteger a blockchain de quaisquer atividades maliciosas.

Um aspecto único do NPoS é a sua seletividade. Apenas os validadores escolhidos têm a autoridade para adicionar novos blocos à blockchain. Este método não só torna o processo mais eficiente, mas também garante que os validadores reconheçam a importância do seu papel.

Participação das partes interessadas

A Prova de Participação Nomeada (NPoS) oferece uma abordagem inovadora para o consenso em blockchain. Neste sistema, os detentores de tokens, frequentemente passivos em outros mecanismos, participam ativamente como nominadores. Esses nominadores são responsáveis por selecionar validadores, que são encarregados de verificar transações e criar novos blocos.

Dentro do NPoS, o papel dos detentores de tokens evolui. Eles se tornam nominadores com a autoridade para moldar o conjunto de validadores. A seleção não é baseada apenas no número de tokens, mas também na confiabilidade e capacidade dos validadores.

Os Nominadores são fundamentais para a estabilidade e segurança da rede. Eles endossam validadores ao apostar tokens, garantindo a integridade da rede. Como recompensa por seu papel fundamental e os riscos que assumem, os nominadores recebem uma parte das recompensas que os validadores ganham.

O mecanismo de NPoS sublinha a importância de uma comunidade ativa e engajada. Os detentores de tokens fazem a transição de meros investidores para contribuintes, influenciando a direção e a saúde da rede. Esse envolvimento fomenta uma cultura de responsabilidade e colaboração.

Principais características da Prova de participação nomeada

Sistema Baseado em Comitê

NPoS, também conhecido como "baseado em comitê," envolve a eleição de um comitê de validadores. O processo de seleção utiliza uma função aleatória verificável, e as chances de serem eleitos são maiores para aqueles com uma participação maior.

Produção de Blocos Aleatória

Os validadores no sistema NPoS se revezam aleatoriamente para produzir blocos. Isso garante uma distribuição justa das oportunidades de produção de blocos entre os validadores.

Utilização por Protocolos

NPoS é implementado por certos protocolos de blockchain como Ouroboros Praos e BABE. Esses protocolos aproveitam o mecanismo NPoS para alcançar consenso e manter a integridade da blockchain.

Prós do NPoS

Princípios de Segurança Reforçada e Democrática

NPoS destaca-se pela ênfase na segurança e na representação democrática. Ao contrário do PoS tradicional, o NPoS promove um ambiente mais equitativo, capacitando os indicadores a endossar validadores confiáveis. Esse processo de seleção frequentemente incorpora metodologias como teoria das eleições, teoria dos jogos ou otimização discreta para garantir a equidade. Uma vez que os validadores são selecionados, o NPoS ainda nivelar o campo de jogo, alocando uniformemente todas as participações.

Sistema de Responsabilidade Equitativa

Priorizando a segurança de rede de primeira linha, NPoS introduz um sistema abrangente de recompensas e penalidades tanto para validadores quanto para nomeadores. Ao contrário de sistemas como DPoS, que penalizam exclusivamente os validadores, NPoS também reduz a participação dos nomeadores que apoiaram o validador errante. Tal estrutura motiva tanto os validadores quanto os nomeadores a manter a integridade, aumentando assim a segurança da rede e minimizando os riscos de colusão.

Desvantagens do NPoS

Risco aumentado para os nomeadores

Embora o NPoS ofereça um processo de seleção democrático, também expõe os indicadores a riscos elevados em comparação com os sistemas PoS convencionais. Os indicadores suportam o peso de suas decisões, enfrentando penalidades por endossar validadores maliciosos. Isso poderia levar a uma redução significativa ou à perda completa de sua participação. Além disso, o desempenho dos validadores escolhidos impacta diretamente as recompensas para os indicadores, enfatizando a importância de uma seleção criteriosa.

Limitações na Seleção Ativa de Validadores

No NPoS, os indicadores podem endossar simultaneamente um número específico de validadores. No entanto, não há garantia de que todos os validadores indicados farão parte do conjunto ativo. Por exemplo, em redes como Polkadot, os indicadores podem endossar até 16 validadores. Se apenas uma fração deles for aceita no conjunto ativo, a participação é dividida entre os indicados bem-sucedidos.

Projetos que utilizam Prova de participação nomeada (NPoS)

Polkadot

O Polkadot utiliza o mecanismo de consenso de Prova de Participação Nomeada (NPoS). No NPoS do Polkadot, os validadores são eleitos para produzir blocos, e as chances de serem eleitos são influenciadas pela quantidade de stake que possuem. No entanto, o que torna o sistema do Polkadot único é o papel dos nominadores. Os nominadores são participantes que apoiam determinados validadores com sua própria stake, endossando-os efetivamente. Esse sistema garante que a rede permaneça segura, pois tanto os validadores quanto os nominadores podem enfrentar penalidades ou "slashing" por atividades maliciosas. A ênfase do Polkadot tanto na segurança quanto na representação democrática é evidente em sua implementação de NPoS, promovendo um ambiente mais equitativo ao capacitar os nominadores a endossar os validadores que consideram confiáveis.

Cosmos

Cosmos foi projetado para facilitar a interoperabilidade entre múltiplas blockchains, e utiliza uma variante de PoS chamada Tendermint BFT para seu consenso. No sistema da Cosmos, os validadores são escolhidos com base na quantidade de participação que possuem, e são responsáveis por propor e validar novos blocos. Embora a Cosmos compartilhe algumas semelhanças com NPoS, especialmente no aspecto de staking, ela não possui o relacionamento de indicador-validador visto em sistemas puros de NPoS como o Polkadot. Em vez disso, a Cosmos foca em garantir a segurança da rede por meio do mecanismo de staking e enfatiza a importância dos validadores na manutenção da integridade da rede.

Conclusão

Prova de participação nomeada (NPoS) representa uma evolução significativa nos mecanismos de consenso, visando equilibrar descentralização, segurança e eficiência. Ao introduzir um processo democrático para a seleção de validadores e garantir responsabilidade equitativa, NPoS oferece uma abordagem única para manter a integridade da blockchain.

Embora apresente vantagens, como segurança aprimorada e um processo democrático de seleção de validadores, também traz desafios, especialmente para os nomeadores. Assim como em qualquer mecanismo de consenso, entender suas complexidades é crucial para que os participantes tomem decisões informadas. À medida que a tecnologia blockchain evolui, o NPoS se destaca como um testemunho dos esforços contínuos para refinar e melhorar os sistemas descentralizados para um futuro digital mais seguro e inclusivo.