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À medida que a mudança climática se torna mais aparente, devemos monitorar e limitar nossa pegada de carbono.
Blockchains podem consumir enormes quantidades de energia – dependendo do tipo de algoritmo de consenso usado – e isso sobrecarrega o meio ambiente. O algoritmo de consenso de prova de capacidade (PoC) combina os benefícios de outras opções de algoritmo sem o alto consumo de energia. Portanto, parece que estamos no algoritmo de consenso mais verde até agora.
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O que é a prova de capacidade?
O PoC, também conhecido como proof of space, é um tipo de consenso em que você demonstra interesse em um serviço oferecendo espaço de memória aos provedores de serviço. Esse modelo permite que você, como minerador, troque seus espaços livres em disco por criptomoeda em uma rede descentralizada. Ele oferece um serviço quid pro quo, portanto, quanto mais espaço você tiver, maior a probabilidade de reivindicar a recompensa de mineração.
O PoC emprega menos consumo de energia do que outros modelos porque usa apenas o tamanho da memória livre para verificar os blocos. Não é de admirar que o mecanismo seja uma alternativa mais ecológica aos algoritmos de mecanismo de consenso anteriores, como prova de trabalho (PoW).
Como funciona o algoritmo de prova de capacidade?
Imagine ir para um teste baseado em computador com uma lista de respostas possíveis em um disco rígido. Quanto maior o seu disco rígido, mais respostas você pode armazenar. E quanto mais respostas disponíveis, maior a probabilidade de você obter as respostas corretas necessárias para passar no teste. Essas perguntas do teste são semelhantes às hash de dados problemas que os mineradores PoC resolvem, enquanto as respostas são os gráficos a serem armazenados nos discos rígidos.
Os tempos de bloco em prova de capacidade são curtos - apenas cerca de quatro minutos por bloco, ao contrário de dez minutos por bloco para bitcoin. Isso significa que as soluções para os complexos problemas de mineração devem ser 'traçadas' de antemão para atender o tempo.
As recompensas em bloco são o objetivo final de lidar com blockchains, e o algoritmo PoC emprega duas etapas para isso: plotagem e mineração.
Plotagem de Disco Rígido
Todo minerador de blockchain busca um nonce - um número criptografado exclusivo de quatro bytes usado para verificar as informações incorporadas em um bloco que é usado apenas uma vez (nonce significa 'numerado usado uma vez'). Todos os valores nonce possíveis são compilados no disco rígido por meio de plotagem, mesmo antes de a mineração começar corretamente.
Cada nonce plotado tem 8.192 hashes, começando de 0 a 8.191. Todos os 8.192 hashes são agrupados em colheres, que são fundamentais para a mineração que será feita posteriormente. Esses nonces são criados por nós que fazem hash de dados repetidamente; esta é a única parte deste mecanismo de consenso que consome energia. Requer muito pouca energia (cerca de 4 watts) em comparação com outros mecanismos de algoritmo de prova .
Mineração de blocos
No aspecto de mineração do mecanismo PoC, as colheres são usadas para calcular um valor de prazo, que é o tempo máximo que deve passar antes que outro bloco seja produzido. Quanto menor o prazo, mais provável é que um bloco seja falsificado e o nodo reivindique a recompensa.
Por exemplo, você chega a um valor de prazo de 20 segundos. Você consegue forjar o bloco e reivindicar a recompensa se nenhum outro participante conseguir vencer o prazo de 20 segundos.
A mineração de blocos não requer consumo de energia, tornando o mecanismo PoC muito mais ecológico do que outras alternativas de algoritmo de mecanismo de consenso.
5 vantagens da prova de capacidade sobre outros métodos de mineração
Atualmente, a prova de capacidade está ganhando muita força porque combina os melhores recursos dos modelos de algoritmo de consenso anteriores, mantendo-se ecologicamente correto.
1. Baixo consumo de energia
Com o algoritmo de consenso PoC, o consumo de energia pode ser reduzido em até 96%. O uso desse modelo é um passo na direção certa na busca de práticas de computação e mineração mais ecológicas e limpas.
2. Baixa manutenção e custo acessível
Não há necessidade de dispositivos caros ao usar o mecanismo de prova de capacidade. Qualquer disco rígido regular funcionará e você não precisará se preocupar em atualizá-lo periodicamente. É tão fácil quanto mineração do armazenamento do seu telefone Android .
3. Rede Descentralizada
Como quase todo mundo tem algum tipo de disco rígido, o PoC é altamente descentralizado. Esta é uma vantagem notável sobre o modelo de algoritmo PoW.
4. Menor tempo de mineração
Usando o algoritmo PoC, você pode criar um bloco em menos de quatro minutos, enquanto pode gastar dez minutos usando o algoritmo PoW.
5. Espaço reutilizável
Se você deseja buscar outros interesses, pode limpar facilmente todos os dados de mineração armazenados em cache em seu disco rígido e reutilizá-los para outras coisas. O armazenamento continua sendo seu para usar.
4 Limitações da Prova de Capacidade
Com todos os benefícios do algoritmo PoC, ele tem algumas desvantagens em comparação com outras alternativas de algoritmo de mecanismo de consenso.
1. Menos seguro
Com o aumento da mineração vem um aumento no malware de mineração. Um algoritmo dependente de espaço como o PoC é suscetível a malware à medida que o espaço é usado, a maior parte do qual não é monitorada quanto a arquivos estranhos.
Além disso, o espaço livre abundante nas unidades usadas para armazenar em cache os dados de hash torna ainda mais difícil a detecção de malware.
2. Favorece acumuladores de espaço
O algoritmo de prova de capacidade favorece aqueles com maiores espaços em disco. Mais espaço de armazenamento é necessário à medida que mais mineradores são adicionados à rede. As pessoas podem facilmente começar a comprar unidades gigantescas para minerar uma grande parte da criptomoeda. Isso torna a mineração muito mais difícil se você tiver tamanhos de unidade menores.
3. Alcance limitado
Apenas alguns desenvolvedores usam o algoritmo PoC, ao contrário do algoritmo de consenso PoW.
4. Problemas técnicos
Questões técnicas relacionadas a algoritmos PoC podem assumir várias formas. Por exemplo, se um nó sai de uma rede, pode levar algum tempo para reconstruir os arquivos de plotagem e, em uma corrida contra o tempo, isso é uma desvantagem.
Prova de capacidade vs. Prova de trabalho e Prova de participação
Algoritmos de prova de capacidade usam espaço de armazenamento em discos rígidos como um recurso a ser minerado ou validado em troca de tokens de rede em uma rede descentralizada. Isso fornece os benefícios de PoW e prova de aposta (PoS) modelos sem as desvantagens de qualquer uma das abordagens.
Os algoritmos de consenso PoW são lentos e requerem um tremendo poder computacional - como circuitos integrados de aplicação específica (ASIC). Os algoritmos de PoS sofrem de altos riscos de centralização e da necessidade de os participantes fornecerem depósitos antecipadamente.
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Embora menos popular que os algoritmos de consenso PoW e PoS, o PoC remove o problema de armazenamento de criptomoedas no PoS e reduz consideravelmente a alta energia de computação usada em PoW .
Quais criptomoedas usam prova de capacidade?
Apesar de relativamente novo, o algoritmo de prova de capacidade já está sendo aplicado e modificado:
Explodido
Antes de ser renomeado como Sinal em 2021, Explodido foi pioneira no mecanismo de prova de capacidade. Isso envolvia o uso de discos rígidos comuns e acessíveis, utilizando energia de apenas 4 watts em média. O consumo de energia do Burst foi mais sustentável do que o do Bitcoin, usando ASICs especializados que podem consumir em média 1400 watts.
O Burst, agora chamado de Signum, fez a transição para o algoritmo de consenso de prova de compromisso (POC+), um nível avançado do modelo PoC. O Signum pode ser usado para crowdsourcing, pagamentos, contratos de criptografia e mensagens criptografadas.
SpaceMint
O mecanismo de prova de espaço usado para minerar o proposto SpaceMint crypto emprega um formato não interativo. Como resultado, os participantes aqui devem criar um grafo difícil de entender, um vértice altamente interconectado usado na computação de hashes. Isso o diferencia de outros usos do algoritmo de prova de capacidade.
Rede Chia
o rede Chia é um dos aplicativos de algoritmo de prova de capacidade (PoC) mais populares. Chia é uma plataforma baseada em blockchain projetada para tornar o armazenamento descentralizado e distribuído mais seguro, confiável e econômico. Chia implementou o algoritmo PoC para criar uma rede distribuída de dispositivos de armazenamento, conhecidos como fazendas, que armazenam e protegem dados. Na verdade, Chia causou um aumento mundial nos preços de armazenamento no lançamento!
No entanto, Chia foi recebido com controvérsia devido ao seu potencial para causar estragos em discos rígidos. Ele funciona gerando parcelas de dados na unidade que ocupam uma grande quantidade de espaço, o que pode causar sérios danos ao hardware se não for monitorado e mantido adequadamente. Isso levou alguns usuários a questionar a segurança da rede e a sustentabilidade de seu modelo PoC.
Apesar disso, outros aplicativos PoC existentes não parecem ter problemas relacionados a danos no disco rígido. Por exemplo, embora o Burstcoin use discos rígidos para armazenar dados, ele não gera grandes lotes de dados que poderiam causar danos ao hardware. Como tal, parece que o PoC ainda é um algoritmo de consenso viável que pode ser implementado sem danificar os discos rígidos.
O futuro do Blockchain é verde
O mundo da computação e da criptografia começou a perceber a importância de ser ambientalmente consciente. Com o advento do algoritmo do mecanismo de consenso de prova de capacidade, podemos ter certeza de um meio de mineração mais fácil, rápido e ecológico - possivelmente o mais ecológico até agora.