TL;DR

La prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) son los mecanismos de consenso más comunes. Son adoptadas por las principales criptomonedas para proteger y garantizar el funcionamiento de su red.

Bitcoin utiliza Prueba de trabajo para validar transacciones y proteger la red. Además de otras funciones, PoW evita el doble gasto. La cadena de bloques está protegida por participantes llamados mineros, que utilizan la potencia informática para competir por el derecho a confirmar nuevos bloques y actualizar la cadena de bloques. Cuando un minero confirma con éxito un nuevo bloque, recibe recompensas BTC de la red. A partir de diciembre de 2021, al extraer con éxito un bloque de Bitcoin, un minero puede obtener una recompensa por bloque de 6,25 BTC más las tarifas de transacción.

La principal diferencia entre PoW y PoS es la forma en que determinan quién puede validar un bloque de transacciones. La Prueba de participación es la alternativa más popular a la Prueba de trabajo. Es un mecanismo de consenso que tiene como objetivo mejorar algunas de las limitaciones de PoW, como los problemas de escalabilidad y el alto consumo de energía. En PoS, los participantes se denominan validadores. No necesitan utilizar hardware de alta potencia informática para competir por la oportunidad de validar un bloque. En cambio, necesitan apostar criptomonedas nativas de blockchain. Luego, la red selecciona un ganador en función de la cantidad de criptomonedas apostadas. El usuario seleccionado como validador recibirá una proporción de las tarifas de transacción del bloque que valide. Cuantas más monedas apuestes, mayores serán las posibilidades de ser elegido como validador.

Introducción

Para garantizar que las transacciones registradas en una cadena de bloques sean válidas, las redes adoptan diferentes mecanismos de consenso. La prueba de trabajo (PoW) es el mecanismo más antiguo. Creado por Satoshi Nakamoto, muchos lo consideran una de las alternativas más seguras. La prueba de participación (PoS) se creó más tarde, pero hoy se utiliza en la mayoría de los proyectos de altcoins.

Además de Bitcoin, otras criptomonedas importantes también utilizan PoW, como Ethereum (ETH) y Litecoin (LTC). PoS es utilizado por Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) y otras altcoins. Es importante recordar que Ethereum tiene la intención de cambiar su mecanismo de PoW a PoS en 2022.

¿Qué es la Prueba de Trabajo (PoW) y cómo funciona?

Prueba de trabajo (PoW) es el algoritmo de consenso adoptado por la red Bitcoin y muchas otras criptomonedas para evitar el doble gasto. Fue presentado por Satoshi Nakamoto en el documento técnico de Bitcoin, publicado en 2008.

Básicamente, PoW determina cómo la cadena de bloques de Bitcoin logra un consenso distribuido. Se utiliza para validar transacciones entre pares sin confianza sin la necesidad de intermediarios externos.

En una red PoW como Bitcoin, los mineros verifican las transacciones. Se trata de participantes que utilizan una gran cantidad de recursos para garantizar que la red siga funcionando de forma correcta y segura. Entre otras tareas, los mineros crean y validan bloques de transacciones. Pero para competir por el derecho a validar el siguiente bloque, utilizan hardware de minería altamente especializado para resolver problemas matemáticos complejos.

El primer minero que logre encontrar una solución válida a estos problemas matemáticos gana el derecho de agregar su bloque a la cadena de bloques y recibir lo que llamamos una recompensa por bloque. Las recompensas en bloque se componen de criptomonedas recién generadas más tarifas de transacción. La cantidad de criptomonedas de recompensa en bloque varía en cada red. Por ejemplo, en la cadena de bloques de Bitcoin, un minero exitoso recibe como recompensa en bloque 6,25 BTC más tarifas de transacción (a diciembre de 2021). Sin embargo, la cantidad de nuevos BTC generados por bloque se reduce en un 50% cada 210.000 bloques (aproximadamente cada cuatro años) debido a un mecanismo conocido como halving.

Si desea saber más sobre el modelo de Prueba de Trabajo, consulte el artículo ¿Qué es la Prueba de Trabajo (PoW)?.

¿Qué es la Prueba de participación (PoS) y cómo funciona?

Prueba de participación (PoS) es un algoritmo de consenso introducido en 2011 como alternativa a la Prueba de trabajo. Su objetivo es solucionar los problemas de escalabilidad de las redes PoW. PoS es el segundo algoritmo más popular, adoptado por criptomonedas como Binance Coin (BNB), Solana (SOL) y Cardano (ADA).

PoW y PoS tienen el mismo objetivo de lograr consenso en la cadena de bloques, pero PoS utiliza una forma diferente de determinar quién valida un bloque de transacciones. No hay mineros en las cadenas de bloques PoS. En lugar de depender de computadoras potentes para competir por los derechos de validación de bloques, los validadores de PoS dependen de sus tenencias de criptomonedas.

Para ser elegible para validar un bloque, los participantes deben bloquear una cierta cantidad de monedas en un contrato inteligente específico en la cadena de bloques. Este proceso se conoce como apuesta. Luego, el protocolo PoS asignará un participante para validar el siguiente bloque. Dependiendo de la red, esta selección se puede realizar de forma aleatoria o según el valor de las participaciones (stake holdings). El validador seleccionado puede recibir las tarifas de transacción del bloque que validó como recompensa. Normalmente, cuantas más monedas estén bloqueadas en juego, mayores serán las posibilidades de ser seleccionado.

Consulte el artículo Prueba de participación (PoS) para obtener más detalles.

Diferencias entre prueba de trabajo y prueba de participación

Ambos son mecanismos de consenso que garantizan la seguridad y el funcionamiento de la red blockchain, pero existen diferencias entre ellos. La principal diferencia es, por supuesto, la forma en que PoW y PoS determinan qué participante valida nuevas transacciones. Para entenderlo mejor, echemos un vistazo a la siguiente tabla:

¿Es la prueba de participación mejor que la prueba de trabajo?

Los partidarios de la prueba de participación argumentan que PoS tiene algunos beneficios sobre PoW, especialmente en términos de escalabilidad y velocidad de transacciones. También afirman que el mecanismo PoS es menos dañino para el medio ambiente que PoW. Por otro lado, muchos defensores de PoW argumentan que PoS, como tecnología más nueva, aún no ha demostrado su potencial en términos de seguridad de red. El hecho de que las redes PoW requieran una cantidad significativa de recursos (hardware de minería, electricidad, etc.) hace que la ejecución de ataques sea costosa y difícil. Esto es particularmente cierto para Bitcoin, que es la cadena de bloques PoW más grande.

Como se mencionó, Ethereum (ETH) tiene la intención de cambiar su sistema PoW a PoS con la actualización Ethereum 2.0. ETH 2.0 es una actualización muy esperada de la red Ethereum que se espera que mejore su rendimiento y resuelva problemas de escalabilidad. Después de implementar PoS en Ethereum, cualquier persona con al menos 32 ETH podrá participar en apuestas para convertirse en validador y recibir recompensas.

¿PoS es mejor que PoW? ¿Qué hizo que la segunda criptomoneda más grande por capitalización de mercado decidiera adoptar un nuevo mecanismo de consenso?

Riesgo de centralización

En las cadenas de bloques de prueba de trabajo, la minería implica el uso de potencia informática para bloquear datos hasta que se encuentre una solución válida. Para las principales criptomonedas actuales, las soluciones de minería son cada vez más difíciles y el proceso de lograr grandes cantidades de hashes puede resultar muy costoso en términos de hardware y electricidad.

Por lo tanto, algunos mineros prefieren acumular sus recursos en pools de minería para aumentar las posibilidades de obtener recompensas en bloque. Algunos grandes grupos de minería invierten millones de dólares y controlan miles de hardware de minería ASIC para generar la mayor potencia de hash posible.

Actualmente, a diciembre de 2021, los 4 grupos mineros más grandes controlan alrededor del 50% del poder hash total de Bitcoin. El dominio de los grupos de minería hace que sea muy difícil para los entusiastas de la criptografía individuales realizar minería.

Pero, ¿qué tan descentralizada está entonces la minería? Por un lado, todavía no existe una entidad única capaz de controlar las confirmaciones en la red. Si esto sucediera, sería posible un ataque del 51% y la red perdería su valor. Algunos sostienen que, aunque la minería todavía está descentralizada, ya no tiene un alto grado de descentralización. Ciertas áreas, como los productores de equipos de minería y los productores de energía, todavía dominan la minería y reducen la descentralización general de las cadenas de bloques de prueba de trabajo.

El mecanismo de consenso de Prueba de participación adopta un enfoque diferente y reemplaza el poder minero con el proceso de participación. Este mecanismo reduce las barreras de entrada y hace posible que cualquier individuo confirme las transacciones, reduciendo el énfasis en la ubicación, el equipo y otros factores. Tu apuesta está determinada simplemente por la cantidad de tokens que tienes.

Sin embargo, la mayoría de las redes PoS requieren que inicie un nodo validador para comenzar a confirmar las transacciones. Puede ser un proceso costoso, pero no tanto como mantener múltiples plataformas mineras. Luego, los usuarios ofrecen sus tokens apostados a ciertos validadores, en un modelo similar a los grupos de minería. Por lo tanto, aunque la Prueba de Participación facilita la participación de los usuarios individuales, sigue siendo susceptible al mismo problema de centralización que los grupos de minería.

Riesgos de seguridad

Además del riesgo de centralización, el hecho de que los cuatro grupos mineros más grandes tengan la mayor parte del poder de hash de la red Bitcoin podría aumentar potencialmente el riesgo de un ataque del 51%. Un ataque del 51% se refiere a un ataque potencial a la seguridad de un sistema blockchain por parte de un actor u organización malicioso que se vuelve capaz de controlar más del 50% del poder hash total de la red. En este caso, el atacante podría cambiar el algoritmo de consenso de la cadena de bloques y beneficiarse del doble gasto, rechazando o alterando los registros de transacciones, o incluso bloqueando el proceso de minería de otros mineros. Sin embargo, es poco probable que esto suceda con Bitcoin debido al tamaño de su red.

Por otro lado, en un ataque a una blockchain PoS, sería necesario poseer más del 50% de las monedas de la red. Esto provocaría un aumento de la demanda del mercado y del precio de la moneda, lo que podría costar miles de millones de dólares. Incluso si ocurriera un ataque del 51%, el valor de las monedas apostadas caería drásticamente a medida que la red se viera comprometida. Por lo tanto, es poco probable que ocurra un ataque del 51% a una criptomoneda que utiliza el consenso PoS, especialmente si se trata de una moneda de gran capitalización de mercado.

Aspectos negativos de la Prueba de Participación

Muchos ven la Prueba de participación como la mejor alternativa a la Prueba de trabajo, pero es importante señalar que también existen deficiencias en el algoritmo PoS. Debido al mecanismo de distribución de recompensas, los validadores con más activos apostados tienen más posibilidades de validar el siguiente bloque. Cuantas más monedas acumule un validador, más monedas podrá apostar y recibir recompensas. Muchos lo critican diciendo que este sistema “hace más ricos a los ricos”. Estos validadores "más ricos" también pueden influir en la votación en la red, ya que las cadenas de bloques PoS a menudo otorgan derechos de gobernanza a los validadores.

Otra preocupación son los riesgos de seguridad para las criptomonedas de menor capitalización de mercado que adoptan el mecanismo PoS. Como se mencionó, es poco probable que ocurra un ataque del 51% con criptomonedas más populares como ETH o BNB. Sin embargo, los activos digitales con un valor menor son más vulnerables a los ataques. Los piratas informáticos pueden adquirir suficientes monedas para obtener una ventaja sobre otros validadores. Como resultado, pueden abusar del sistema PoS y, a menudo, son elegidos como validadores. Las recompensas obtenidas se pueden utilizar en el proceso de apuesta, aumentando las posibilidades de ser elegido nuevamente en la siguiente ronda.

Consideraciones finales

La Prueba de Trabajo y la Prueba de Participación son mecanismos consolidados en el ecosistema criptográfico. Es difícil decir cuál de los protocolos de consenso funciona mejor. PoW puede ser criticado por generar altas emisiones de carbono durante la minería, pero ha demostrado ser un algoritmo eficiente para garantizar la seguridad de las redes blockchain. Sin embargo, con la actualización de Ethereum de PoW a PoS, la Prueba de Participación puede convertirse en el mecanismo más utilizado para nuevos proyectos en el futuro.