Dinâmica de Staking: Uma Análise Comparativa das Blockchains PoS

Staking é um método que ajuda a garantir a segurança de muitas redes de blockchain. Em termos simples, quando as pessoas fazem staking de seus ativos de cripto, elas travam suas moedas em uma blockchain pra ajudar a manter a rede funcionando direitinho. Em troca de seu serviço, elas ganham Recompensas. Nos últimos anos, o staking passou de algo que apenas pessoas da área técnica faziam para um serviço popular oferecido por várias instituições financeiras. Por exemplo, o Ethereum, uma blockchain bem conhecida, atraiu mais de 50 bilhões de dólares em ETH travados em apenas três anos.

À medida que mais ativos são travados nesses sistemas de staking, fica cada vez mais importante entender como diferentes escolhas de design afetam o desempenho e a segurança geral da rede. O staking não é exclusivo do Ethereum; muitas blockchains modernas implementam sua própria versão de staking. Por causa das muitas variações de como o staking funciona, encontrar uma única abordagem de design que seja a melhor é complicado.

Apesar de sua importância, ainda há pouca pesquisa sobre como diferentes designs de staking afetam o comportamento dos usuários e a economia geral das blockchains. Estudos recentes analisaram vários aspectos dos sistemas Proof-of-Stake (PoS), como os diferentes mecanismos para chegar a consenso e ameaças específicas à segurança, como o double-spending. Alguns estudos examinaram como a centralização de ativos pode prejudicar a integridade de uma blockchain. Outros se concentraram em como diferentes designs impactam o comportamento de staking.

Este trabalho foca em sete blockchains PoS bem conhecidas: Algorand, Avalanche, Cosmos, Cardano, Ethereum, Polkadot e Solana. Nosso objetivo é avaliar os vários designs de staking e sistemas de recompensas nessas plataformas, destacando as principais diferenças e semelhanças. Queremos descobrir discrepâncias entre as blockchains, especialmente em termos de segurança, crescimento de usuários e maximização do valor do token.

#A Economia do Staking

O staking é um elemento chave das redes PoS. Quando as pessoas fazem staking de suas moedas, elas garantem a blockchain e ajudam a validar as transações. O stake atua como garantia, garantindo que os Validadores, que são responsáveis por manter a blockchain, ajam de forma honesta. Em sistemas PoS simples, apenas validadores podem fazer staking, parecido com como os mineradores operam em sistemas Proof-of-Work (PoW) como o Bitcoin. Enquanto os mineradores competem com base no poder computacional, os validadores são escolhidos aleatoriamente com base em seu stake. Isso muda o foco de recursos computacionais para as moedas travadas.

Pra garantir que os validadores se comportem corretamente, muitas blockchains PoS usam um sistema de penalidades por mau comportamento, chamado de slashing. Se um validador falhar ou agir de forma maliciosa, ele pode perder suas recompensas ou até mesmo suas moedas travadas. A recompensa pelo staking geralmente consiste em moedas recém-geradas, que compensam o investimento inicial e os riscos envolvidos.

#Objetivos das Blockchains PoS e Economia das Plataformas

Ao projetar sistemas PoS, os desenvolvedores geralmente visam três objetivos principais:

1. Alta Segurança e Alto Volume de Staking: O staking aumenta a segurança de uma blockchain. Quanto mais ativos travados na rede, mais segura ela se torna. Assim, os desenvolvedores buscam aumentar o volume total de staking.

2. Crescimento de Usuários e Baixas Taxas: Pra fomentar o crescimento, os desenvolvedores precisam criar um ambiente atraente, eficiente e econômico. Eles podem investir em sua plataforma e oferecer taxas de transação baixas pra atrair usuários.

3. Alto Investimento e Baixa Inflação: A baixa inflação é importante pra quem quer segurar suas moedas e evitar perda de valor. À medida que a inflação aumenta, ela dilui as recompensas que os stakers ganham. Portanto, os desenvolvedores buscam manter taxas de inflação baixas.

Pra alcançar esses objetivos, as blockchains PoS precisam conectar múltiplos grupos: validadores, usuários e investidores. O desafio está em equilibrar as necessidades desses diferentes grupos, que podem estar em conflito entre si. Por exemplo, oferecer altas recompensas para validadores pode diminuir o crescimento de usuários devido ao aumento de custos, ou pode diluir as participações dos investidores. Esse conflito inerente exige uma consideração cuidadosa dos trade-offs no design.

Não é possível priorizar todos os três objetivos ao mesmo tempo. Por exemplo, se uma blockchain foca em atrair validadores pra aumentar a segurança, precisa fornecer recompensas suficientes pra eles. Isso pode levar a taxas de transação mais altas ou inflação, o que pode desencorajar usuários e investidores. Por outro lado, se o foco está no crescimento de usuários através de taxas baixas, isso pode reduzir o apelo para validadores, afetando a segurança. Por fim, priorizar os retornos dos investidores pode comprometer a estabilidade geral do sistema.

Além desses objetivos principais, vários outros fatores desempenham um papel na criação de uma plataforma segura. Parâmetros de design importantes incluem métodos de slashing, quantidades mínimas de staking e durações de staking. Cada blockchain lida com esses fatores de maneira diferente, resultando em várias abordagens para o staking.

#Visão Geral dos Mecanismos de Staking

Diferentes blockchains PoS implementam seus mecanismos de staking de maneiras distintas. Por exemplo, alguns sistemas exigem altos montantes mínimos de staking ou longos períodos de lock-up, o que pode desencorajar a participação. Por outro lado, blockchains com requisitos mais baixos podem atrair mais stakers, mas podem sofrer com a redução da segurança.

#Algorand

O Algorand simplificou seu processo de staking exigindo que os participantes travem seus ativos por pelo menos três meses pra receber recompensas. Antes, os detentores ganhavam recompensas automaticamente, mas essa mudança promove um envolvimento mais ativo. Não há requisitos mínimos de stake, mas os governadores devem votar ativamente nas propostas pra maximizar suas recompensas.

#Avalanche

O Avalanche tem uma abordagem diferente. Os usuários podem delegar seus stakes a validadores escolhidos ou podem se tornar validadores eles mesmos. As recompensas de staking dependem da quantidade travada e da duração. Diferente do Algorand, o Avalanche não tem uma política de slashing rígida, mas os validadores devem manter um alto nível de uptime pra ganhar recompensas.

#Cardano

No Cardano, os pools de staking têm um limite no que podem agregar em stakes. Isso garante que as recompensas não se tornem excessivamente concentradas. Além disso, não há requisitos mínimos de staking para os usuários, mas eles devem travar uma pequena quantia pra cobrir taxas de unfunding. As recompensas são ajustadas com base no desempenho do pool e nos esforços dos validadores.

#Cosmos

O Cosmos tem como objetivo criar uma rede de blockchains interconectadas. Seu modelo de staking recompensa os validadores com base no tamanho de seus pools. A taxa total de inflação influencia as taxas de recompensa, encorajando uma maior participação no staking. O Cosmos tem um período de unbonding de 21 dias para os ativos, o que significa que os usuários não podem acessar seus fundos imediatamente após o unstaking.

#Ethereum

O Ethereum passou por mudanças significativas com sua transição para PoS. Um mínimo de 32 ETH é necessário pra se tornar um validador. Diferente dos sistemas anteriores, o downtime não resulta em slashing, mas pode diminuir as recompensas. O Ethereum continua refinando seus designs de staking, incorporando feedbacks e dados de desempenho.

#Polkadot

O sistema Nominated Proof-of-Stake do Polkadot envolve dois papéis: validadores e nomeadores. Os validadores fazem o trabalho de validação, enquanto os nomeadores apoiam validadores com seus stakes. Essa abordagem única incentiva a descentralização, permitindo que nomeadores apoiem múltiplos validadores ao mesmo tempo. Encontrar um equilíbrio entre segurança e acessibilidade é um grande objetivo para o Polkadot.

#Solana

O Solana combina Delegated Proof-of-Stake com um sistema chamado Proof-of-History. Isso permite altas velocidades de transação e baixas taxas. Os usuários podem facilmente delegar seus stakes, e as recompensas são distribuídas com base no desempenho dos validadores. A abordagem direta do Solana ao staking, junto com requisitos mínimos, atrai muitos participantes.

#Avaliação Qualitativa dos Fatores de Staking

O design de um sistema de staking desempenha um papel crucial em determinar como os participantes se comportam. Fatores como montantes mínimos de staking, períodos de lock-up, recompensas e mecanismos de slashing criam vários trade-offs que podem afetar tanto a segurança quanto a adoção por parte dos usuários.

#Montante Mínimo de Staking

O montante mínimo de staking pode influenciar a segurança e os níveis de participação de uma blockchain. Montantes mínimos mais altos melhoram a segurança estática, garantindo que apenas participantes sérios se envolvam. No entanto, essa abordagem pode limitar o número de validadores, reduzindo a segurança dinâmica. Os desenvolvedores precisam encontrar um equilíbrio pra atrair participantes suficientes sem comprometer a integridade da rede.

#Período Mínimo de Staking

O período mínimo de staking também apresenta um trade-off. Períodos mais longos podem aumentar os níveis de comprometimento e melhorar a segurança, mas podem desencorajar validadores potenciais que valorizam flexibilidade. Períodos mais curtos podem atrair mais usuários, mas ao custo potencial da estabilidade da rede como um todo. Diferentes blockchains enfrentam esses desafios de maneiras únicas, e a abordagem correta muitas vezes depende do estágio de desenvolvimento da blockchain.

#Recompensas de Staking

As recompensas de staking são outro fator crucial. Recompensas altas podem atrair mais participantes, melhorando a segurança geral da rede. No entanto, se essas recompensas derivarem da inflação, elas podem criar pressão para baixo nos preços dos tokens. Os desenvolvedores precisam gerenciar cuidadosamente a relação entre recompensas e taxas de inflação pra garantir sustentabilidade a longo prazo.

#Políticas de Slashing

Por fim, as políticas de slashing podem afetar o comportamento dos validadores. Slashing mais rigoroso pode melhorar a segurança ao desencorajar ações ruins, mas também pode afastar validadores potenciais devido aos riscos percebidos. Equilibrar a segurança estática e dinâmica requer uma abordagem sutil para o slashing.

#Avaliação Quantitativa

Pra entender melhor o impacto das escolhas de design de staking, podemos conduzir análises empíricas pra avaliar as relações entre diferentes fatores e sua influência no comportamento de staking. Por exemplo, rastrear dados diários de staking ao longo de um período de dois anos pode ajudar a descobrir padrões e correlações entre montantes mínimos de staking, taxas de inflação e comportamentos de staking.

#Coleta de Dados

Os dados podem ser coletados de várias redes de blockchain e agregados ao longo do tempo pra comparações. Essa abordagem permite explorar como mudanças em uma área, como requisitos mínimos de staking, podem afetar a razão geral de staking. Por exemplo, um aumento nos montantes mínimos de staking poderia correlacionar com uma diminuição na razão de staking, indicando uma barreira potencial para novos validadores ou participantes.

#Análise

A análise poderia utilizar técnicas estatísticas pra determinar a força das relações entre fatores chave. Por exemplo, comparar as razões médias de staking com as taxas de inflação ao longo do tempo pode ilustrar como a inflação impacta os comportamentos e decisões dos stakers. Esses insights podem fornecer recomendações valiosas pros desenvolvedores que buscam otimizar seus designs de staking.

#Conclusão

Este artigo de pesquisa explora os diferentes designs de staking e suas implicações econômicas dentro de várias blockchains PoS. Ele enfatiza a necessidade de os desenvolvedores de blockchain avaliarem com cuidado suas prioridades e trade-offs pra alcançar seus objetivos desejados. Cada blockchain tem sua abordagem única pra gerenciar segurança, crescimento de usuários e valor de token, resultando em designs variados e potenciais resultados.

No geral, não existe uma solução única. Os desenvolvedores precisam avaliar suas estratégias e trade-offs com base em seus objetivos específicos e públicos-alvo. As descobertas apresentadas neste artigo destacam a complexidade do design de staking e a necessidade de pesquisa contínua pra entender melhor seus parâmetros e implicações. Trabalhos futuros podem refinar ainda mais esses insights, possivelmente levando a designs aprimorados e maior segurança em todo o ecossistema blockchain.