Prueba de trabajo vs. Prueba de participación: Algoritmos de consenso de cadena de bloques explicados

Proof of Work vs. Proof of Stake

Si has oído las frases «Prueba de trabajo» y «Prueba de apuesta» pero no sabes lo que significan, entonces ahora es el momento de averiguarlo.

«Prueba de trabajo» y «Prueba de participación» son ambos algoritmos de consenso. Permiten que todos los nodos de la cadena de bloqueo se pongan de acuerdo y eviten el doble gasto, un ataque que intenta gastar las mismas monedas más de una vez.

¿Qué es la prueba de trabajo?

La prueba de trabajo (PoW) es el modelo «tradicional» de cadena de bloques y funciona casi exactamente como suena. La premisa básica es que una cantidad específica de procesamiento tiene que ocurrir antes de que a un ordenador se le «permita» hacer algo más. Para Bitcoin, los mineros deben realizar cálculos difíciles, y a cambio, pueden descubrir un bloque y obtener una recompensa en BTC por hacerlo.

La prueba de trabajo no es exclusiva de la criptografía! Los científicos informáticos Cynthia Dwork y Moni Naor lo inventaron en su artículo de 1993 «Pricing via Processing, Or, Combatting Junk Mail, Advances in Cryptology» (aunque no ganó su nombre hasta mucho más tarde).

El algoritmo PoW tiene como objetivo prevenir el mal uso de los sistemas informáticos como el correo electrónico spam o los ciberataques. Si un ordenador tiene que realizar cálculos complejos antes de enviar un correo electrónico (lo que cuesta tiempo y dinero), entonces es mucho menos probable que los spammers y otras entidades maliciosas abusen del sistema. Por esta razón, la prueba de trabajo es casi una elección perfecta para Bitcoin y otras criptomonedas.

Uno de los aspectos más fundamentales de PoW es que lleva mucho tiempo de cálculo, pero es muy fácil de verificar. Si un nodo pasa una hora haciendo cálculos, entonces todos los demás nodos necesitan verificar esto mucho más rápido. Si todos los demás nodos tomaran la misma cantidad de tiempo, entonces la cadena de bloques sería inútil, ya que sería demasiado lenta de usar. La verificación debe ocurrir casi inmediatamente.

Los mineros realizan estos cálculos. Tardan mucho tiempo en realizarlos, por lo que los mineros compiten entre sí para calcularlos primero. No tienen otro propósito que limitar el suministro de nuevas monedas en el mercado. Esto asegura que los mineros se queden el tiempo suficiente para verificar las transacciones, y así alimentar la red.

El algoritmo PoW usado en Bitcoin se llama «Hashcash». Es un proceso criptográfico complejo, pero como es un cálculo, se hace más rápido de computar a medida que la potencia del procesador aumenta con el tiempo. Para combatir esto, Bitcoin (y otras cadenas de bloques) a menudo ajustan la dificultad, para asegurar un suministro aproximadamente constante de nuevas monedas al mercado.

Como habrás adivinado, la mayor desventaja del PoW es el uso de la electricidad. Los cálculos de PoW utilizan una enorme cantidad de potencia de procesador. Esto no es gratis, así que a medida que la potencia del procesador aumenta, también lo hace el consumo de electricidad. Esto lleva a facturas más altas, y si suficientes personas comenzaron a minar con poderosas plataformas mineras, entonces puedes tener un gran problema.

Por esta razón, muchos países han prohibido la minería de la criptografía, especialmente los países con costos de electricidad suplementarios por parte del gobierno. Si el auge de la criptografía vuelve en enero de 2021, entonces habrá un aumento significativo en el uso de energía en todo el mundo. Las criptomonedas como el Ethereum están buscando alternativas como la Prueba de Estaca.

Otro posible problema con el PoW es el «ataque del 51%». Los nodos que proporcionan el 51% o más de la energía de la red pueden superar a cualquier otro nodo. Esto significa que una sola persona u organización podría «controlar» Bitcoin o cualquier otra cadena de bloqueo de PoW. En realidad, esto es poco preocupante. La potencia informática necesaria para hacerlo es enorme y no es algo a lo que incluso los gobiernos tengan acceso. Aunque es un problema teórico, es poco probable que un ataque del 51% ocurra en cualquier red grande.

¿Qué es la prueba de participación?

La Prueba de Estaca (PdE, o POW en inglés) funciona de una manera diferente a la PdE. Con PoS, no hay grandes facturas de electricidad, y los operadores casi apuestan con sus monedas. Los operadores de los nodos «apuestan» sus monedas. Los que tienen más monedas tienen más posibilidades de ser recompensados al descubrir un bloque, pero no es el único factor. Si la persona que apuesta más monedas siempre fuera recompensada con la recompensa del bloque, esto permitiría a cualquiera «comprar» la red.

En cambio, sucede un enfoque más aleatorio. Esto varía dependiendo de la cadena de bloques, pero un método común es envejecer las monedas. Para poder descubrir nuevos bloques, las monedas deben apostar por un período de tiempo, a menudo 30 días. Las monedas apostadas no pueden hacer nada más. Después de este tiempo, las monedas apostadas pueden ganar una recompensa por el bloque. Una vez más, para evitar que aquellos con más monedas obtengan una ventaja, las monedas estacadas expiran después de un tiempo determinado, obligando a los nodos a reiniciar el proceso, y esperar la duración de 30 días nuevamente.

Puede que te preguntes quién verifica las transacciones con el punto de venta. Al apostar tus monedas, tu billetera necesita estar en línea. Tu ordenador está verificando las transacciones, y como no hay cálculos complejos como en el PdS, casi cualquier ordenador puede hacer esto! Diferentes criptodivisas tienen diferentes maneras de elegir a los mineros, pero generalmente, las cuentas se asignan aproximadamente cada minuto. Si una cuenta asignada para procesar transacciones no responde, toda la red acuerda reasignar la tarea.

El punto de venta funciona muy bien y resuelve el problema del uso masivo de energía. Como la posesión de un gran número de monedas aumenta la posibilidad de obtener una recompensa, es más probable que los mineros se interesen por el proyecto, en lugar de preocuparse sólo por el beneficio. Un minero de PoW no tiene que poseer ninguna criptodivisa.

Finalmente, la minería PoW no «cuesta» nada. Si no te eligen para descubrir un nuevo bloque, no perderás tus monedas. Por esta razón, las redes PoW pueden ser susceptibles a la vulnerabilidad de «nada en juego». Como los mineros no pierden su apuesta, ¿qué les impide validar todo, incluso las malas transacciones?

Si ocurre una bifurcación difícil, los mineros pueden optar por verificar tanto la antigua como la nueva cadena, casi garantizando los beneficios pase lo que pase. Esto puede dificultar la realización de actualizaciones de software, ya que la red puede no pasar al nuevo tenedor. Si alguien intenta algo dudoso con el libro de contabilidad y luego realiza un tenedor, puede salirse con la suya porque los mineros seguirán verificando las transacciones en ambas cadenas.

Muchas redes están considerando soluciones al problema de la nada en juego. Un enfoque común es retrasar el pago de la recompensa por descubrimiento de un bloque. Si se produce una bifurcación, los mineros tendrán que elegir un bando, porque no obtendrán su recompensa si la bifurcación antigua «muere». Una razón por la que este ataque nunca se ha materializado es simple. A pesar de poder beneficiarse de ambos tenedores, los mineros a menudo quieren ver que la red tenga éxito, así que elegirán un bando tarde o temprano.

Otros algoritmos de consenso de cadenas de bloques

Hay varios otros algoritmos de consenso. Algunos experimentales, otros completamente nuevos, pero la mayoría son mucho menos comunes que los PoS y PoW.

  • Prueba de actividad: Esto combina PdT y PdS, con ambos, los apostadores y los mineros obteniendo una parte de las recompensas.
  • Prueba delegada de estaca: Los usuarios arriesgan sus fichas para elegir un representante que verifique las transacciones. Muy rápido y la gente puede colaborar para hacer nuevos bloques, o expulsar a los nodos malos.
  • Prueba de quemado: Destruir las monedas aumenta su reputación para tomar decisiones. Más monedas destruidas = mayor control de la red.
  • Prueba de peso: En lugar de apostar, los operadores de los nodos cambian en base a otra métrica (varía según la cadena de bloques). Puede ser cualquier cosa, como la capacidad del disco duro o la velocidad de Internet.
  • Prueba de Tiempo Transcurrido: Como el PoW, pero con menos trabajo y más lotería. Desarrollado por Intel, y todavía experimental.

Como es de esperar de una criptomoneda, los algoritmos de consenso son complejos. No necesitas un título en informática para usarlos, pero entender cómo funcionan puede ayudarte a la hora de comprar monedas o de ejecutar un nodo. Haznos saber lo que piensas en los comentarios de abajo.

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