Em que consiste a prova de capacidade?

A prova de capacidade ou proof-of-capacity (PoC) é um algoritmo de consenso utilizado com a tecnologia blockchain que permite que dispositivos de mineração da rede usem o espaço disponível nos seus discos rígidos para a mineração de criptomoedas — em vez de se usar a potência de computação do dispositivo de mineração, como no algoritmo prova de trabalho ou proof-of-work (PoW), ou em vez de se recorrer ao algoritmo prova de participação ou proof-of-stake (PoS).

A prova de capacidade surgiu como uma das várias soluções alternativas para o problema de elevado consumo de energia da prova de trabalho (PoW), e para o facto de se tornar mais vantajoso para os mineiros acumular, e não gastar, criptomoedas recorrendo à prova de participação (PoS).

No comummente utilizado algoritmo de consenso PoW os mineiros mudam rapidamente o número no cabeçalho do bloco para tentar encontrar o valor de hash correto. O primeiro mineiro a identificar o valor de hash correto, chamado nonce, transmite essa informação à rede. Outros mineiros validam e autenticam a transação antes de continuarem a trabalhar no bloco seguinte. Esta abordagem funciona como uma lotaria, com os mineiros a mudarem o valor de hash até encontrarem o correto.

A prova de capacidade permite que os dispositivos de mineração (nós) na blockchain tenham capacidade para usar o espaço vazio nos seus discos rígidos para extrair as criptomoedas disponíveis. Em vez de alterar repetidamente os números nos cabeçalhos dos blocos a fim de encontrar o hash correto, a PoC cria uma lista de possíveis soluções no disco rígido do dispositivo de mineração mesmo antes da atividade de mineração começar.

Quanto maior for a capacidade do disco rígido, mais possíveis valores podem ser armazenados no mesmo e mais chances terá o mineiro de encontrar na sua lista o valor de hash necessário — o que resultará em maior hipótese de ganhar a recompensa de mineração.

Fazendo uma analogia: se os prémios da lotaria se baseiam na maior combinação possível de números tendo em conta os algarismos premiados, um jogador com um maior número de cautelas terá mais hipóteses de ganhar.

Voltando à prova de capacidade: esta envolve um processo de dois passos, a «plotagem» (do Inglês plotting) e a mineração.

Em primeiro lugar o disco rígido é alvo de «plotagem» — ou seja, é criada uma lista de todos os valores nonce possíveis através do hashing repetido de dados. Cada nonce contém 8192 hashes, numerados de 0 a 8191. Cada hash é emparelhado, ou seja, os hashes adjacentes são combinados para formar um par de dois: os hashes 0 e 1 constituem o scoop 0, os hashes 2 e 3 constituem o scoop 1, e por aí em diante.

Em segundo lugar conduz-se a mineração, durante a qual um mineiro calcula um número de scoop. Digamos, por exemplo, que um mineiro começa a atividade de mineração e gera o número scoop 38. O mineiro vai, então, ao scoop número 38 do nonce 1 e usa os dados desse scoop para calcular o prazo. O processo é repetido para calcular o prazo de cada nonce no disco rígido. Após o cálculo de todos os prazos, aquele com o prazo mínimo é selecionado pelo mineiro.

O prazo representa o tempo, em segundos, que deve decorrer entre o forjar de dois blocos. Se mais ninguém forjar um bloco dentro desse período, o mineiro pode forjar um bloco e reclamar a recompensa associada.

Por exemplo: se o mineiro X apresentar um prazo mínimo de 36 segundos e mais nenhum mineiro conseguir forjar um bloco nos 36 segundos seguintes, o mineiro X terá a hipótese de forjar o bloco seguinte e ser recompensado.

A PoC apresenta vantagens no uso de discos rígidos comuns, incluindo aqueles com sistemas baseados em Android, e diz-se ser 30 vezes mais eficiente (em termos energéticos) do que a mineração baseada em ASIC — para a Bitcoin. Não existe necessidade de recorrer a hardware dedicado ou de atualizar constantemente os discos rígidos. Os dados de mineração podem ser facilmente apagados e o disco pode ser reutilizado para qualquer outro propósito de armazenamento de dados.

Entre as desvantagens destaca-se a menor taxa de adoção e a possibilidade de malware afetar a atividade de mineração.

Salienta-se a Burstcoin como exemplo de criptomoeda que recorre à prova de capacidade.