Ethereum lança primeira versão do novo Casper – O que isso significa?

Há duas maneiras pelas quais a autenticação (adição de novos dados) pode ser feita em uma Blockchain: Proof-of-Work (PoW) e Proof-of-Stake (PoS). As criptomoedas utilizam suas próprias versões desses dois protocolos, com algumas consideráveis variações. O algorítimo criado pelo Ethereum para instalar o PoS em sua Blockchain é denominado Casper, e já vem sendo anunciado por Vitalik Buterin há algum tempo.

Na PoW, o algorítmo mais popular até o momento usado para adicionar blocos no Bitcoin e, até então, ao Ethereum, mineradores tentam resolver problemas matemáticos escaladamente difíceis e, ao fazerem isso, um novo bloco é criado. Para fazer uma transação em Bitcoin – é claro – é necessário incluí-la em um novo bloco, onde ela ficará permanentemente. Para isso, as pessoas pagam para que mineradores consigam encontrar um bloco para inserir sua transação. Como esses problemas foram ficando cada vez mais difíceis (há uma dificuldade proporcional e escalavel ao número de mineradores concorrendo por um bloco), já não é mais possível fazer isso utilizando-se CPUs tradicionais. Máquinas especializadas apenas nessa tarefa, denominadas ASICs são então a escolha das pessoas e empresas que se dedicam à criação de novos blocos para retorno financeiro.

Já na PoS, as pessoas (dessa vez, chamadas validadoras) fazem uma aposta financeira (stake) em um novo bloco que julguem válido. Dependendo do quanto o validador “apostar” no bloco, caso ele seja validado (para que ele seja validado, a maioria das pessoas tem que ter apostado nele), o validador recebe o seu valor apostado e uma gratificação chamada de custo de transação, que varia de acordo com o quanto ele apostou naquele bloco. As pessoas podem escolher apostar em um bloco verdadeiro, que provavelmente trará retorno financeiro a elas, ou tentar “roubar” e inserir um bloco falso, com informações que talvez o beneficiem, e apostar nele. Como seria necessário um esforço global para que todos apostassem no seu bloco falso, é muito difícil que aconteça. As pessoas tendem a apostar nos blocos verdadeiros (verificando que eles pertencem a chains maiores), porque é muito mais provável que seja esse o bloco válido que trará retorno de transação que o bloco solitário que alguém criou. Não há necessidade de resolução de problemas matemáticos difíceis nesse tipo de validação, apenas consenso entre os validadores e, portanto, aqui não existem ASICs ou mineração.

Em comparação, os sistemas PoS são muito mais eficientes energeticamente do que os PoW. Esse segundo envolve utilização de energia para mineração e material para desenvolvimento de novos equipamentos, sendo que um ASIC pode se tornar obsoleto muito rápido. Também tende a ser mais centralizado, já que existem grandes empresas que se dedicam unicamente a isso e possuem os melhores equipamentos, localizadas nos lugares onde a energia elétrica é mais barata.

Em PoW, os mineradores gastam energia e manutenção de equipamentos e recebem recompensas financeiras pela criação de novos blocos e pelos custos de transação. Em PoS, os validadores recebem apenas os custos de transação. De forma geral, um minerador lucra muito mais que um validador. Por exemplo, o upgrade do Casper para o Ethereum vai reduzir a recompensa de criação de novo blocos dos atuais US$3 ETH para US$0,6 ETH.

Como citado anteriormente, é comum que criptomoedas implementem seu próprio protocolo baseado em PoS, pois este formato também enfrenta vários desafios de segurança. O Cardano (ADA), por exemplo, tem o seu próprio inovador algoritmo chamado Ouroboros, desenvolvido através da filosofia científica. Casper é o protocolo do Ethereum para validação PoS, e o programa de migração gradual de PoW para uma versão híbrida PoW-PoS até finalmente transicionar para PoS se chama Hybrid Casper: the Friendly Finality Gadget (FFG), anunciado no dia 8 de maio pela equipe.

O Casper resolve um dos problemas inerentes dos sistemas PoS: o nothing at stake, vulnerabilidade que, apesar de teórica, é real. O Nothing at stake baseia-se no fato de que qualquer pessoa pode apostar em um bloco “maligno” para ser aprovado sem nenhum tipo de punição. Note, na PoW, para uma pessoa tentar minerar um bloco falso, ela teria de gastar uma quantidade enorme de recursos para um bloco que seria rejeitado pelo sistema de qualquer forma. Na PoS, isso não acontece, pois nada é realmente cobrado dos validadores que apostam em novos blocos. Qualquer um pode apostar em um bloco falso, sem nada a perder. Caso um validador aposte em um bloco diferente do validado pela maioria, ele não receberá os custos de transação, mas também não perderá nada, pois apenas considera-se que a pessoa apostou no bloco errado por infortúnio, o que, na grande maioria das vezes, é o caso. O problema estaria em uma ocasião em que ele recebesse apoio suficiente para ser aprovado, já que outras pessoas apostando nele também não têm nada a perder. Isso causaria um hardfork na Blockchain, ou seja, ela seria dividida entre a chain de blocos verdadeira e a maliciosa recentemente criada. Já no Casper, esse risco é mitigado, pois apostadores em blocos que não são validados não receberão sua aposta de volta. Além disso, validadores que ficarem offline por um tempo significativi enquanto “procuram” um bloco para validar, causando lentidão no sistema, também serão punidos, tendo sua aposta imediatamente confiscada. Dessa forma, o Casper elimina tentativas de ataques maliciosos e aumenta a velocidade da corrente punindo nós ineficientes que não se dedicam o suficiente. É uma iniciativa controversa, que fará com que os validadores tomem muito cuidado em qual bloco apostarão e que realmente dediquem seu sistema para isso, pois erros e ineficiências não são tolerados.

A motivação para o Ethereum adotar esse sistema, de acordo com a proposta postada por eles, é a seguinte:

“A transição do Ethereum de PoW para PoS está no roadmap e no Yellow Paper desde o lançamento do protocolo. Embora seja eficaz em chegar a um consenso descentralizado, o PoW consome uma quantidade absurda de energia, não tem finalidade econômica alguma e não possui uma estratégia eficaz para resistir a cartéis. Consumo excessivo de energia, problemas com democratização de acesso hardwares de mineração, centralização da pool de mineração e um mercado emergente de ASICs são motivações suficientes para fazer a transição o mais rápido possível.”

Fonte: Ethereum.com, Danny Ryan, Chih-Cheng Liang  (tradução livre)

Depois do anúncio do lançamento da primeira versão do Casper e de que já há convidados utilizando o protocolo no sistema (que vão além da equipe de pesquisa), é iminente a mudança do sistema de validação do Ethereum. Má notícia para os mineradores de Ether: chegou a hora de abandonar seus ASICs.