As redes baseadas em Proof‑of‑Stake (PoS) substituíram o tradicional mecanismo de mineração por um modelo onde quem detém e bloqueia (stake) moedas tem a chance de validar e propor novos blocos. Mas como exatamente essas redes escolhem quais validadores irão propor blocos em cada rodada? Neste artigo, vamos dissecar os algoritmos, os fatores de ponderação e as inovações recentes que tornam o processo de seleção mais justo, seguro e eficiente.
1. O que é a seleção de validadores em PoS?
Ao contrário do Proof‑of‑Work (PoW), onde a probabilidade de minerar um bloco depende do poder computacional, no PoS a probabilidade está atrelada ao valor total de tokens em stake e a critérios adicionais que variam de rede para rede. Cada rodada de consenso (ou “epoch”) requer a escolha de um proposer – o validador responsável por criar o bloco – e de um conjunto de attesters que irão validar esse bloco.
2. Principais algoritmos de seleção
As principais redes PoS adotam algoritmos diferentes, mas todos compartilham três pilares:
- Stake efetivo: quantidade de tokens delegados ou auto‑delegados que o validador controla.
- Randomness (aleatoriedade): uso de funções criptográficas (VRF – Verifiable Random Function) para garantir que a escolha não possa ser manipulada.
- Reputação / performance histórica: penalizações por inatividade ou comportamento malicioso (slashing).
Exemplos de algoritmos:
- Ethereum 2.0: combina um RANDAO (randomness coletiva) com VRF para escolher proposers a cada slot de 12 segundos.
- Cosmos (Tendermint): utiliza um algoritmo de weighted round‑robin baseado no stake, ajustado por um fator de aleatoriedade.
- Polkadot: emprega o BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) que gera tickets aleatórios vinculados ao stake.
3. Fatores que influenciam a escolha do validador
Além do stake, as redes consideram diversos parâmetros para garantir a descentralização e a segurança:
- Tempo de atividade (uptime): validadores que permanecem online consistentemente recebem pontuações maiores.
- Histórico de slashing: penalizações anteriores reduzem a probabilidade de ser escolhido.
- Distribuição geográfica: algumas redes aplicam pesos menores a nós concentrados em um único data‑center para mitigar riscos de censura.
- Participação em protocolos auxiliares: em Ethereum, por exemplo, o Proposer‑Builder Separation (PBS) permite que o proposer delegue a construção do bloco a um builder, influenciando a seleção final.
4. Tecnologias emergentes que reforçam a seleção
O ecossistema PoS está em constante evolução. Duas iniciativas que merecem destaque são:
- DVT (Distributed Validator Technology): permite que múltiplas máquinas operem como um único validador, aumentando a resiliência e reduzindo a centralização.
- Validadores Independentes: guias e ferramentas que ajudam operadores a manter nós verdadeiramente descentralizados, evitando a dependência de pools de staking.
5. Exemplo prático: Seleção de proposers no Ethereum
1️⃣ Cada validador deposita 32 ETH no contrato de depósito.
2️⃣ O protocolo gera um número aleatório usando RANDAO + VRF.
3️⃣ O número aleatório é combinado com o stake para calcular um “score”. O validador com o menor score para o slot atual torna‑se o proposer.
4️⃣ Caso o proposer falhe, o slot é atribuído ao próximo validador na ordem, garantindo liveness.
Para quem deseja aprofundar, o Ethereum Staking oferece documentação oficial detalhada.
6. Impacto da centralização de staking
Embora o PoS promova maior eficiência energética, a concentração de stake em poucos pools pode ameaçar a descentralização. Estudos recentes apontam que protocolos como Lido e centralização de nós de Ethereum podem reduzir a diversidade de proposers. Estratégias como DVT e a promoção de validadores independentes são essenciais para mitigar esse risco.
7. Conclusão
As redes PoS utilizam uma combinação de stake, aleatoriedade verificável e métricas de desempenho para escolher os validadores que irão propor blocos. Entender esses mecanismos é crucial tanto para operadores de nós quanto para investidores que delegam seus tokens. Ao acompanhar inovações como DVT, PBS e práticas de descentralização, a comunidade pode garantir que o consenso permaneça seguro, justo e verdadeiramente distribuído.