O que é prova de participação delegada (DPoS)?

A prova de participação delegada (delegated proof of stake, DPoS) é uma categoria de mecanismo de consenso de blockchain em que quem tem tokens vota para eleger um grupo de produtores de blocos, e esse grupo passa a criar blocos por turnos. Mecanismo de consenso é o conjunto de regras que os participantes de uma blockchain usam para confirmar quais transações e blocos podem ser gravados no registro comum.

A DPoS divide a questão de "quem participa da produção de blocos" em duas etapas: primeiro quem tem tokens elege os produtores vigentes por votação ponderada pela participação, e depois os eleitos criam blocos conforme uma escala. Como um bloco obtém confirmação suficiente para se tornar registro final é determinado pelas regras de confirmação de cada rede. "Ponderada pela participação" significa que a influência do voto normalmente se relaciona à quantidade de tokens usada para votar ou colocada em staking. Como os votos são contados, quantas pessoas são eleitas, com que frequência a lista é atualizada e como um bloco se torna registro final variam de rede para rede.

A DPoS é operada em conjunto por votantes, candidatos e produtores de blocos

Uma rede DPoS normalmente tem três papéis principais:

• Votantes: usam poder de voto relacionado aos tokens que possuem ou colocam em staking para escolher candidatos;
• Candidatos: operam nós e buscam votos na expectativa de entrar na lista ativa de produtores de blocos;
• Produtores de blocos: após eleitos, checam transações durante o intervalo atribuído, criam blocos e os assinam com sua chave de assinatura. Chave de assinatura é o dado secreto necessário para gerar a assinatura digital de um bloco.

Os demais nós da rede ainda podem receber e validar blocos. O fato de só nós eleitos poderem criar blocos na escala vigente não significa que os outros tenham de aceitar seus resultados sem condições. Os nós checam se o bloco foi assinado pelo produtor de plantão, se as transações seguem as regras do protocolo e se o bloco se conecta corretamente ao registro existente.

Dependendo da rede, "produtor de blocos" também pode ser chamado de testemunha, delegado ou super representante. Um nome diferente não muda a função central, mas as permissões que cada rede concede a esses papéis podem variar.

Uma rodada de consenso vai da eleição à produção e à confirmação

Um fluxo DPoS típico pode ser dividido nos seguintes passos:

1. os candidatos registram as informações usadas para identificar seu nó e assinar blocos;
2. quem tem tokens usa o poder de voto relacionado à sua participação para escolher um ou mais candidatos;
3. a rede conta os votos conforme suas regras e elege um grupo de produtores ativos melhor colocados ou que atendem às condições;
4. o protocolo atribui aos produtores ativos uma ordem de produção e intervalos de tempo;
5. o produtor de plantão checa as transações pendentes, coloca as válidas em um bloco e o assina;
6. os demais nós checam a assinatura do bloco, as transações e as mudanças de estado, e então decidem se o aceitam conforme as regras do protocolo;
7. os produtores seguintes continuam construindo sobre blocos válidos, ou enviam mensagens de confirmação separadas, até que um bloco atenda à condição de confirmação final da rede;
8. depois de uma nova contagem de votos, a lista de produtores ativos pode ser atualizada.

Esse é apenas um arcabouço comum, não um cronograma uniforme para toda rede DPoS. Algumas redes atualizam a lista de produtores periodicamente e outras contam votos quase continuamente; um produtor pode criar um único bloco por rodada ou vários blocos em sequência.

A delegação em geral se refere ao poder de voto, não à entrega dos tokens

Na DPoS, "delegação" normalmente significa que quem tem tokens passa a escolha do produtor de blocos a representantes eleitos, e não que transfere seu saldo para o endereço de um representante. Ao votar, os tokens podem continuar no endereço original ou ser bloqueados por um período conforme as regras da rede; um representante normalmente não pode mover os tokens de um votante apenas por ter recebido seus votos.

Algumas redes também permitem passar a decisão de voto a um procurador. O procurador escolhe produtores de blocos em nome de outras contas, e o poder de voto ainda pode ser retirado ou redirecionado conforme as regras. Um procurador de voto e um produtor de blocos eleito não são o mesmo papel: o primeiro vota por outros, o segundo efetivamente cria blocos.

"Delegação" também pode descrever a atribuição de peso de participação a um validador em outras redes de prova de participação. Não toda rede que admite delegação de participação usa DPoS. O critério é se a rede elege um grupo de representantes por votação explícita baseada em participação e se esse grupo passa a assumir a produção ativa de blocos.

DPoS e prova de participação comum diferem em como os produtores surgem

DPoS e prova de participação (proof of stake, PoS) usam regras ligadas à participação em tokens para limitar quem participa do consenso, mas selecionam os participantes ativos de formas diferentes.

Esta tabela descreve estruturas comuns, não uma definição fixa para todas as redes. A DPoS em si pertence à família ampla dos desenhos de prova de participação; o que realmente a distingue é a eleição explícita de representantes e um conjunto ativo limitado de produtores, não a presença das palavras "staking" ou "delegação".

Eleger produtores não significa que um bloco já é final

As eleições DPoS resolvem "quem cria blocos agora"; a confirmação final resolve "quando um bloco não pode mais ser substituído por outro ramo". As duas coisas se relacionam, mas não são a mesma etapa.

Algumas implementações exigem que os produtores seguintes continuem construindo sobre um bloco e só o tratam como irreversível depois de uma quantidade determinada; outras fazem os produtores ativos enviarem confirmações adicionais e confirmam o bloco ao alcançar certa maioria. Os limites, os tempos de espera e as regras de escolha de ramo são definidos pelo protocolo da rede.

A documentação de consenso da Antelope separa os dois processos de forma explícita: uma camada DPoS forma a escala de produtores por meio da votação, enquanto outra camada usa confirmações dos produtores ativos para levar os blocos a um estado final. É um exemplo de implementação; não significa que toda rede DPoS use o mesmo algoritmo de confirmação.

Recompensas e sanções são decididas por cada rede separadamente

Produtores de blocos normalmente recebem recompensas do protocolo por operar nós e criar blocos, mas de onde vem a recompensa, como é calculada e se é compartilhada com votantes não são regras uniformes da DPoS. Algumas redes também destinam recompensas às contas que votam, ou deixam os produtores definirem uma proporção a distribuir entre seus votantes.

Quando um produtor perde o intervalo previsto, os resultados comuns incluem não receber a recompensa correspondente, ter a ausência registrada, ou sair da lista ativa conforme seus votos caem. Algumas redes de prova de participação reduzem os tokens bloqueados de participantes que violam as regras, penalidade geralmente chamada de slashing; mas isso não pode ser presumido para toda rede DPoS.

As recompensas também moldam o comportamento de votação e de campanha. Avaliar uma rede específica significa checar separadamente a remuneração dos produtores, as recompensas a votantes, os arranjos de voto por procuração, os custos de candidatura e o tratamento de violações, em vez de ler apenas o número de recompensa exibido em uma página.

Eleição de produtores e governança on-chain podem se sobrepor sem serem iguais

Em algumas redes DPoS, os produtores eleitos não apenas criam blocos: também podem apresentar mudanças de parâmetros da rede ou votar nelas. Outras redes atribuem atualizações de protocolo, uso de recursos ou outros temas de governança a papéis e procedimentos distintos.

Mesmo quando o mesmo token é usado para votar, eleger produtores e decidir sobre propostas de governança podem ser dois processos independentes. O primeiro determina quem entra na lista de produção vigente; o segundo, se uma regra ou proposta é aprovada. Se os produtores podem alterar parâmetros, implantar atualizações ou congelar contas precisa ser verificado nas permissões do protocolo específico e não se deduz do nome "DPoS".

Redes DPoS diferentes usam quantidades e regras de voto diferentes

A DPoS não tem uma quantidade uniforme de representantes nem um método único de eleição. A documentação DPoS da BitShares descreve um mecanismo em que quem tem tokens vota a quantidade de testemunhas e os votos são recontados periodicamente. A documentação de consenso da TRON registra uma implementação em que quem coloca tokens em staking elege 27 super representantes, que então produzem blocos conforme escala e fazem avançar a confirmação final.

Esses números e regras pertencem às redes correspondentes; não são a definição de DPoS. Ao comparar redes específicas, veja também quantos candidatos um mesmo voto pode apoiar, se o poder de voto muda com o tempo, se o voto por procuração é permitido, como candidatos entram ou saem e com que rapidez a lista ativa é atualizada.

Um conjunto limitado de produtores troca eficiência por risco de concentração

Fazer com que poucos produtores, previamente escalados, coordenem a produção pode reduzir a quantidade de nós que precisam participar diretamente de cada bloco e facilitar a organização dos tempos de bloco. O custo é que o direito ativo de produção se concentra em um conjunto limitado, e o sistema depende mais das regras de eleição e da independência desses produtores.

O grau de descentralização de uma rede DPoS não se julga apenas pela quantidade total de candidatos; também é preciso checar se os votos efetivos e os direitos de produção estão concentrados. Os riscos comuns incluem:

• poucos grandes detentores ou plataformas de custódia controlando parte relevante do poder de voto;
• muitas pessoas com tokens que não votam, deixando uma minoria de contas ativas decidir o resultado;
• um procurador que recebeu muita delegação tomando a mesma decisão por muitas contas;
• candidatos que se apoiam mutuamente, trocam vantagens ou formam alianças fixas duradouras;
• vários produtores usando o mesmo provedor de nuvem, a mesma região ou a mesma equipe de operações, criando um ponto comum de falha;
• produtores ativos se recusando a incluir determinadas transações, ou agindo de forma coordenada na escolha de ramo;
• votos que se atualizam devagar, de modo que produtores com desempenho ruim não são substituídos a tempo;
• recompensas de voto que deslocam a atenção para distribuições de curto prazo em vez da qualidade de operação dos nós.

Pesquisas empíricas sobre várias redes DPoS constataram que as taxas de participação e a influência de votantes decisivos alteram a estrutura efetiva de controle. Pesquisa sobre governança por votação com moedas em cadeias DPoS mostra como votantes decisivos e tokens que nunca participam de eleições podem coexistir. Esse resultado indica que votação aberta não produz automaticamente participação homogênea, e não significa que todas as redes apresentem o mesmo grau de concentração.

Avaliar uma rede DPoS exige separar eleição, produção e governança

Para entender uma rede DPoS específica, vale checar separadamente:

1. se o poder de voto vem do saldo disponível, de tokens bloqueados ou de outro cálculo;
2. quantos candidatos um votante pode apoiar e se o voto por procuração é permitido;
3. quantos produtores ativos existem e com que frequência as listas de candidatos e de produtores são atualizadas;
4. em que ordem os produtores criam blocos e o que acontece quando um intervalo é perdido;
5. como os nós comuns validam os blocos criados pelos produtores;
6. sob quais condições um bloco se torna registro final;
7. como as recompensas são distribuídas e se existe slashing ou outro tratamento de violações;
8. se votos, candidatos e as fatias reais de produção estão concentrados;
9. se os produtores detêm ao mesmo tempo permissões de mudança de parâmetros, atualização de protocolo ou outras de governança;
10. se as pessoas podem operar por conta própria um nó completo — um nó que armazena e valida os dados on-chain necessários conforme as regras do protocolo — e assim checar o registro de forma independente.

Esse conjunto de perguntas informa mais do que o rótulo "usa DPoS". Duas redes que adotam DPoS podem diferir muito em limites de votação, quantidade de produtores, confirmação final, permissões de governança e grau de concentração.

Perguntas frequentes

Depois de eu votar na DPoS, um produtor de blocos pode mover meus tokens?

Normalmente um produtor não pode mover os tokens de um votante apenas com base nos votos, mas se votar exige bloquear tokens, como os bloqueios são liberados e o que um procurador pode fazer dependem das regras da rede específica. Também vale distinguir a votação no nível do protocolo de depositar ativos em uma plataforma de terceiros que vota em seu nome.

Os produtores de blocos na DPoS são validadores?

O nome depende da rede. Os produtores eleitos validam transações e criam blocos, e outros nós completos também podem validar os blocos que recebem. Parte da documentação chama o conjunto eleito de validadores, enquanto outra usa produtores, testemunhas ou super representantes.

Menos produtores significa sempre transações mais rápidas?

Não necessariamente. Um conjunto ativo menor pode reduzir quantas partes precisam se coordenar, mas a capacidade real também depende da latência da rede, dos parâmetros do bloco, da implementação do software, do custo de execução das transações e das regras de confirmação final. Menos produtores também aumenta a concentração e o risco de falha comum.

Votar em um produtor garante recompensa?

Não necessariamente. Se há recompensas para votantes, quem as paga, como são calculadas, quando podem ser reivindicadas e se há período de bloqueio são aspectos definidos por cada rede. O nome DPoS por si só não promete retorno algum.

A DPoS é sempre mais descentralizada que a PoS?

Isso não se julga pelo nome do mecanismo. O resultado real depende da distribuição de tokens, da participação na votação, da concentração de procurações, da competição entre candidatos, da infraestrutura dos produtores e das permissões de governança, entre outros fatores.

Conceitos relacionados

Continue com mecanismo de consenso, prova de participação, bloco, nó de blockchain e descentralização, ou volte ao glossário de criptomoedas.

Fontes

• BitShares Documentation: Delegated Proof of Stake — uma implementação DPoS de votação de testemunhas, contagem de votos, deveres de produção e substituição.
• Antelope Developer Documentation: Consensus Protocol — uma implementação que separa em camadas a eleição de produtores, a escala, a validação de blocos e a confirmação final.
• TRON Developer Documentation: Consensus and DPoS — uma implementação de eleição de super representantes, produção escalonada e finalização de blocos.
• ICWSM: Characterizing Coin-Based Voting Governance in DPoS Blockchains — pesquisa empírica sobre taxas de participação na votação DPoS e a influência de votantes decisivos.