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Bitcoin Staking

Este artigo apresenta o staking de Bitcoin, um protocolo modular que permite aos detentores de Bitcoin proteger de forma confiável cadeias Proof-of-Stake por meio de mecanismos automáticos de slashing, com implementação bem-sucedida na mainnet do Babylon, onde mais de 58.000 BTC estão em staking a um custo de segurança significativamente menor do que o staking baseado em tokens nativos.

Autores originais: Xinshu Dong, Orfeas Stefanos Thyfronitis Litos, Ertem Nusret Tas, David Tse, Robin Linus Woll, Lei Yang, Mingchao Yu

Publicado 2026-05-20

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CC BY 4.0

Autores originais: Xinshu Dong, Orfeas Stefanos Thyfronitis Litos, Ertem Nusret Tas, David Tse, Robin Linus Woll, Lei Yang, Mingchao Yu

Artigo original sob licença CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta é uma explicação gerada por IA do artigo abaixo. Não foi escrita nem endossada pelos autores. Para precisão técnica, consulte o artigo original. Ler aviso legal completo

A Grande Ideia: Emprestando a Força do Bitcoin

Imagine que o Bitcoin é um guarda-costas massivo e incrivelmente forte. Ele gastou mais de uma década construindo uma quantidade imensa de músculos (poder de computação) e uma enorme conta bancária (mais de 1 trilhão de dólares em valor).

Por anos, este guarda-costas protegia apenas o seu próprio bairro (a rede Bitcoin). Outros bairros (redes blockchain mais novas) tinham que contratar seus próprios guardas de segurança, muito mais fracos, o que era caro e arriscado.

Este artigo apresenta uma maneira de o guarda-costas do Bitcoin emprestar seus músculos para proteger esses outros bairros sem deixar seu próprio posto. Isso é chamado de Bitcoin Staking. Permite que pessoas que possuem Bitcoin trave suas moedas para garantir outras redes, ganhando uma pequena recompensa enquanto tornam essas redes incrivelmente seguras.

O Problema: Como Punir um Vilão Sem um Juiz?

No mundo da blockchain, a segurança depende do "staking". Se um guarda de segurança (validador) tentar trapacear ou atacar a rede, seu dinheiro travado é confiscado (cortado).

O Jeito Antigo (Mineração Unificada): Imagine um guarda de segurança que pode trabalhar em dois empregos ao mesmo tempo. Se ele trapacear no Emprego B, ele apenas perde o Emprego B. Ele não perde sua casa ou seu carro. Isso é uma trapaça "sem custo".
O Novo Problema: O Bitcoin não tem um "juiz inteligente" embutido (contratos inteligentes) que possa dizer automaticamente: "Você trapaceou, me dê seu dinheiro". É um sistema muito simples e rígido. Se um validador trapacear na nova rede, como você tira automaticamente o Bitcoin dele sem um juiz complexo?

A Solução: A Armadilha de "Verificação Dupla"

Os autores construíram uma armadilha inteligente usando três ferramentas principais. Pense nisso como um jogo de alto risco de "Luz Vermelha, Luz Verde" com uma câmera especial.

1. A "Assinatura de Uso Único" (A Tinta Mágica)

Geralmente, quando você assina um documento, usa a mesma caneta. Se você assinar duas coisas diferentes, são apenas duas assinaturas.
O artigo usa uma "Tinta Mágica" especial (chamada EOTS).

A Regra: Você recebe um estojo de tinta secreta e único para cada bloco da nova rede.
A Armadilha: Se você tentar assinar dois blocos diferentes com o mesmo estojo de tinta, a tinta se mancha de uma maneira que revela sua identidade secreta (sua chave privada).
O Resultado: Se um validador tentar trapacear assinando duas versões diferentes do histórico, o sistema extrai automaticamente sua "chave secreta". Uma vez que o sistema tem a chave, ele pode desbloquear a carteira Bitcoin dele e mover o dinheiro para uma "pilha de queima" (onde desaparece para sempre).

2. O "Dispositivo de Finalidade" (O Selo Final)

A nova rede (vamos chamá-la de "Cadeia Consumidora") executa sua própria votação. Mas para garantir que o dinheiro do Bitcoin esteja seguro, os autores adicionaram um "Dispositivo de Finalidade".

Como funciona: Após a Cadeia Consumidora votar em um bloco, os validadores devem assiná-lo novamente com a "Tinta Mágica" mencionada acima.
Por que importa: Se a Cadeia Consumidora ficar confusa e dois grupos diferentes votarem em dois blocos diferentes, os validadores que assinaram ambos os lados usarão acidentalmente a mesma Tinta Mágica duas vezes. O sistema vê isso, pega suas chaves e corta o Bitcoin deles.

3. A "Máquina do Tempo Bidirecional" (Carimbagem de Tempo Bidirecional)

Esta é a parte mais crítica para impedir uma trapaça específica chamada "Ataque de Longo Alcance".

A Trapaça: Um validador mal-intencionado poderia esperar até não ser mais um guarda, desbloquear seu Bitcoin e então tentar reescrever o histórico na Cadeia Consumidora. Quando a rede percebe que ele trapaceou, o dinheiro dele já se foi.
O Conserto: O artigo cria uma conversa de mão dupla entre o Bitcoin e a Cadeia Consumidora.
- A Cadeia Consumidora escreve seu histórico no livro-razão do Bitcoin (como carimbar uma data em um contrato).
- O Bitcoin escreve seus números de bloco na Cadeia Consumidora.
O Resultado: Se um agente mal-intencionado tentar reescrever o histórico depois de ter saído, o sistema verifica o "carimbo". Ele vê que o novo histórico foi criado depois que o dinheiro do agente mal-intencionado já estava travado ou desbloqueado. O sistema recusa aceitar o novo histórico e, como a "Tinta Mágica" foi usada durante o ataque, o dinheiro do agente mal-intencionado é cortado antes que ele possa escapar.

O Teste do Mundo Real: Babylon

O artigo não é apenas teoria. Os autores construíram este sistema e o lançaram em uma rede chamada Babylon em abril de 2025.

A Escala: Mais de 58.000 Bitcoins (valendo cerca de 4 bilhões de dólares) estão atualmente travados para garantir esta rede.
O Custo: Esta é a segurança mais barata do mundo das criptomoedas. Enquanto outras redes precisam pagar taxas enormes (altas taxas de juros) aos seus guardas para permanecerem seguras, o Bitcoin staking paga uma pequena recompensa de 0,05%. É como obter uma força de segurança de um bilhão de dólares pelo preço de uma xícara de café.

Resumo da "Magia"

Trave: Você trava seu Bitcoin em um contrato especial.
Assine: Você assina blocos na nova rede usando "Tinta Mágica" que revela sua identidade se você trapacear.
Vigie: As duas redes verificam constantemente os relógios uma da outra (carimbos de tempo) para garantir que ninguém está reescrevendo o histórico depois de sair.
Corte: Se você trapacear, o sistema automaticamente toma seu Bitcoin e o queima.

Isso permite que o Bitcoin atue como um provedor de segurança global, tornando outras redes mais seguras e baratas de operar, tudo sem precisar alterar as regras principais do Bitcoin.

Resumo Técnico: Staking de Bitcoin

1. Declaração do Problema

O artigo aborda o desafio do compartilhamento de segurança no contexto dos ecossistemas modernos de blockchain. Embora o Bitcoin possua imensa potência de hash e uma capitalização de mercado superior a 1 trilhão de dólares, sua utilidade como provedor de segurança para outras cadeias tem sido limitada.

Limitações da Mineração Fundida (Merge Mining): A mineração fundida tradicional permite que mineradores de Bitcoin garantam a segurança de outras cadeias de Prova de Trabalho (PoW). No entanto, é inadequada para o ecossistema dominante de Prova de Participação (PoS) e sofre de "ataques sem custo", onde mineradores podem atacar uma cadeia com mineração fundida sem arriscar suas participações em Bitcoin.
Limitações do Staking Remoto: Soluções existentes de staking remoto (por exemplo, no ecossistema Cosmos ou na Eigenlayer) geralmente dependem de contratos inteligentes para travar ativos e impor penalidades (slashing). O Bitcoin carece de contratos inteligentes Turing-completos, tornando tecnicamente inviável, com as ferramentas atuais, o slashing automático e sem confiança de ativos de Bitcoin em caso de violações de segurança em uma cadeia consumidora.
A "Circularidade" do Staking Nativo: Cadeias PoS garantidas por seus próprios tokens nativos enfrentam um problema circular de segurança. Se um adversário emprestar stake suficiente para controlar mais de 2/3 do conjunto de validadores, ele pode causar uma violação de segurança, bifurcar a cadeia e, em seguida, retirar seu stake para pagar o empréstimo, incorrendo em nenhuma penalidade financeira. O staking nativo não pode impor slashing a validadores se o adversário controlar mais de 2/3 do stake.

O problema central é: Como os detentores de Bitcoin podem fazer staking sem confiança de seus ativos ociosos para garantir uma cadeia PoS, garantindo que validadores maliciosos sejam automaticamente penalizados (perdendo seu Bitcoin) sem exigir contratos inteligentes no Bitcoin?

2. Metodologia e Arquitetura Técnica

Os autores propõem o Bitcoin Staking, um protocolo modular que permite que detentores de Bitcoin façam staking em qualquer cadeia PoS. A solução baseia-se em três inovações técnicas principais:

A. Assinaturas de Uso Único Extraváveis (EOTS)

Para superar a falta de contratos inteligentes, o protocolo utiliza uma primitiva criptográfica chamada Assinaturas de Uso Único Extraváveis (EOTS), uma variante das Assinaturas de Prevenção de Dupla Autenticação (DAPS).

Mecanismo: Cada validador gera um contexto secreto único para cada altura de bloco. Eles assinam o hash do bloco finalizado usando sua chave privada do Bitcoin e este contexto.
Condição de Slashing: Se um validador assinar dois blocos diferentes na mesma altura (uma violação de segurança) usando o mesmo contexto, as duas assinaturas permitem que qualquer pessoa extraia matematicamente a chave privada do validador.
Implementação: O esquema é construído sobre assinaturas Schnorr (utilizadas pelo Bitcoin), garantindo compatibilidade com o script e a infraestrutura de chaves existentes do Bitcoin. A chave privada extraída pode então ser usada para gastar o Bitcoin em staking.

B. Gadget de Finalidade

O protocolo introduz um Gadget de Finalidade sobreposto ao consenso base da cadeia consumidora (por exemplo, Tendermint).

Processo: Após o consenso base confirmar um bloco, os validadores o assinam com uma assinatura EOTS. Um bloco é considerado "verdadeiramente finalizado" apenas quando recebe assinaturas EOTS de mais de 2/3 do stake.
Modularidade: Este gadget não altera o protocolo de consenso base. Ele atua como um complemento que garante que qualquer violação de segurança (blocos finalizados conflitantes) resulte na extração de chaves privadas para pelo menos $f+1$ validadores adversários (onde $n=3f+1$ ).

C. Carimbagem de Tempo Bidirecional

Para prevenir ataques de "fuga de stake" (onde um validador desbloqueia o stake no Bitcoin, mas mantém poder de voto na cadeia PoS para bifurcá-la posteriormente), o protocolo impõe uma sincronização rigorosa entre as duas cadeias.

Consumidora $\to$ Provedora: Hashes de blocos PoS e assinaturas EOTS são periodicamente carimbados no tempo na cadeia Bitcoin. Isso estabelece um registro externo e imutável do conjunto de validadores e do histórico de blocos.
Provedora $\to$ Consumidora: Blocos PoS devem incluir o hash do último bloco do Bitcoin confirmado. Isso garante que o conjunto de validadores seja determinado pelo estado do Bitcoin em um momento específico, impedindo que validadores usem distribuições de stake desatualizadas para atacar.
Regras de Parada: Clientes implementam regras de "parada segura". Se um cliente observar um carimbo de tempo no Bitcoin que conflite com sua visão local ou indicar indisponibilidade de dados, ele interrompe a emissão de novos blocos para prevenir violações de segurança não passíveis de slashing.

D. Contrato de Garantia e Emulação de Covenants

Como o Bitcoin carece de covenants nativos (que restringem como fundos podem ser gastos), o protocolo utiliza um Comitê de Covenant para emular essa funcionalidade.

Estrutura: O contrato de garantia é um esquema de assinatura múltipla $(m+1)$ -de- $(m+1)$ envolvendo o staker e $m$ membros do comitê.
Função: O comitê pré-assina uma "transação de slashing" que envia o Bitcoin em staking para um endereço não gastável (queima) se a chave do staker for vazada.
Suposição de Confiança: O protocolo requer honestidade existencial: pelo menos um membro do comitê deve ser honesto e recusar-se a co-assinar qualquer transação que não seja a transação de slashing. Se covenants forem habilitados no Bitcoin no futuro, essa suposição pode ser removida.

3. Contribuições Principais

Protocolo de Bitcoin Staking: O primeiro protocolo a permitir o staking remoto sem confiança de Bitcoin em cadeias PoS, alcançando segurança econômica de 1/3. Isso significa que, após qualquer violação de segurança, pelo menos 1/3 do valor total em staking (em Bitcoin) é garantido a ser penalizado, mesmo que o adversário controle até 2/3 do conjunto de validadores.
Slashing Criptográfico sem Contratos Inteligentes: A combinação inovadora de EOTS e um gadget de finalidade permite a extração automática de chaves privadas e o subsequente slashing de ativos de Bitcoin usando apenas as capacidades de script padrão do Bitcoin.
Carimbagem de Tempo Bidirecional: Um protocolo que resolve tanto o problema de sincronização da distribuição de stake quanto o problema de ataques de longo alcance, utilizando o Bitcoin como um servidor de carimbagem de tempo seguro para a cadeia PoS e vice-versa.
Modularidade: O design é agnóstico à cadeia. O gadget de finalidade pode ser integrado a qualquer protocolo de consenso BFT (por exemplo, Tendermint, HotStuff) sem modificar o protocolo base.

4. Resultados e Implantação

Implantação: Uma versão do protocolo foi implantada para garantir a rede principal do Babylon em abril de 2025.
Adoção: Até a redação do artigo (maio de 2026), mais de 58.000 BTC (aproximadamente 4 bilhões de dólares americanos) estavam em staking na cadeia Babylon, tornando-a a 8ª maior cadeia PoS por capitalização de mercado de staking.
Eficiência de Custos: O protocolo alcança segurança a um custo significativamente menor do que o staking PoS nativo. Os stakers de Bitcoin no Babylon recebem uma Taxa Percentual Anual (APR) de apenas 0,05%, que é 2 a 3 ordens de magnitude menor que as recompensas pagas por outras principais cadeias PoS. Isso indica que o "custo de segurança" para a cadeia PoS é drasticamente reduzido ao alavancar a base de ativos existente do Bitcoin.
Desempenho: Testes de implementação mostram que os validadores utilizam recursos mínimos (aproximadamente 179 MB de memória, <10% de um núcleo de CPU) e o protocolo adiciona apenas um round de latência de comunicação. O atraso de desbloqueio (unbonding) é reduzido de semanas (típico em PoS) para questão de horas (aproximadamente 9–39 horas, dependendo das configurações de taxas).

5. Significado e Alegações

O artigo alega que o Bitcoin Staking altera fundamentalmente o modelo de segurança econômica das blockchains PoS:

Quebrando a Circularidade: Ao separar o provedor de ativos (Bitcoin) da cadeia consumidora, o protocolo quebra a circularidade inerente ao staking nativo. Um adversário não pode emprestar stake para atacar e depois escapar, porque o stake está travado no Bitcoin e automaticamente penalizado via o mecanismo de covenant.
Optimalidade: O protocolo alcança segurança econômica de 1/3, que os autores argumentam ser ótima. Nenhum protocolo de consenso pode satisfazer simultaneamente segurança responsável de 1/3 e vivacidade com resiliência maior que 1/3.
Viabilidade Econômica: A implantação no Babylon demonstra que segurança econômica de alto valor pode ser fornecida a cadeias PoS a uma fração do custo do staking de tokens nativos, potencialmente liberando o capital massivo do Bitcoin para garantir o ecossistema cripto mais amplo.

Os autores enfatizam que o protocolo depende de suposições específicas (por exemplo, a segurança do Bitcoin, a existência de pelo menos um membro honesto no comitê de covenant e o uso de assinaturas Schnorr), mas fornece uma prova rigorosa de segurança sob essas condições.