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La Prueba de participación es un mecanismo de consenso popular y una alternativa a la Prueba de trabajo. En lugar de utilizar la potencia informática para validar transacciones, los validadores deben apostar fondos. Esto reduce significativamente el consumo de energía necesario. Proof of Stake también mejora la descentralización, la seguridad y la escalabilidad.
Sin embargo, la Prueba de participación puede ser menos accesible para nuevos usuarios sin acceso a criptomonedas. Un ataque del 51% también puede ser fácil de lograr con cadenas de bloques de baja capitalización. Dado que la Prueba de participación es muy versátil, tiene una amplia gama de variaciones para diferentes blockchains y casos de uso.
Introducción
La prueba de participación es, con diferencia, la opción más popular para las redes blockchain en la actualidad. Sin embargo, con tantas variaciones, puede resultar difícil comprender sus conceptos básicos. Hoy en día es poco probable que lo encuentres en su forma original. Sin embargo, todos los tipos de Pruebas de Participación comparten los mismos conceptos fundamentales. Comprender estas similitudes le ayudará a tomar mejores decisiones sobre las cadenas de bloques que utiliza y cómo funcionan.
¿Qué significa Prueba de participación?
El algoritmo de consenso de Prueba de Participación se introdujo en 2011 en el foro Bitcointalk. Se propuso como solución a los problemas de Prueba de Trabajo. Aunque ambos comparten el mismo objetivo de lograr un consenso sobre blockchain, el proceso es bastante diferente. En lugar de tener que proporcionar pruebas computacionales intensivas, los participantes solo prueban que han apostado fondos.
¿Cómo funciona la Prueba de participación?
El algoritmo Prueba de participación utiliza un proceso de elección pseudoaleatorio para seleccionar validadores de un grupo de nodos. El sistema utiliza una combinación de factores que incluyen la duración de la apuesta, un elemento de aleatorización y la riqueza de los nodos.
En los sistemas de prueba de participación, los bloques se “falsifican” en lugar de extraerse. Sin embargo, es posible que todavía escuches el término "minado", que todavía se utiliza. La mayoría de las criptomonedas de prueba de participación se lanzan con un suministro de monedas "prefalsificadas" para permitir que los nodos validen las transacciones de inmediato.
Los usuarios que deseen forjar bloques deben bloquear una cierta cantidad de monedas en la red, esto se llama apostar. El tamaño de la apuesta determina las posibilidades que tiene un nodo de ser seleccionado como validador para forjar el siguiente bloque: cuanto mayor sea la apuesta, mayores serán las posibilidades. Se agregan métodos únicos al proceso de selección para evitar favorecer demasiado a los nodos más ricos de la red. Los dos métodos más utilizados son la selección aleatoria de bloques y la edad de apuesta.
Selección aleatoria de bloques.
En el método de selección aleatoria de bloques, los validadores se seleccionan buscando los nodos con el valor hash más bajo y la mayor participación. Dado que los tamaños de las apuestas son públicos, otros nodos generalmente pueden predecir el próximo validador.
Edad de los fondos
El método de antigüedad de los fondos implica elegir nodos en función de cuánto tiempo han estado apostadas sus monedas. La antigüedad de los fondos se calcula multiplicando el número de días de apuesta de los fondos por la cantidad apostada.
Una vez que un nodo ha forjado un bloque, la antigüedad de sus fondos se pone a cero y tendrá que esperar un tiempo determinado antes de poder forjar otro bloque: esta medida impide que los nodos más grandes controlen la cadena de bloques.
Validación de transacciones
Cada criptomoneda que utiliza Prueba de participación tiene su propio conjunto de reglas sobre lo que considera ideal para la red y sus usuarios.
Cuando se elige un nodo para forjar el siguiente bloque, verifica si las transacciones en el bloque son válidas. Luego firma el bloque y lo agrega a la cadena de bloques. El nodo recibe las tarifas de transacción del bloque y, en algunas cadenas de bloques, una recompensa de nuevas monedas como recompensa.
Si un nodo ya no quiere forjar bloques, su participación y sus recompensas sólo se desbloquearán después de un cierto período. Esta medida le da tiempo a la red para verificar que el nodo no haya agregado bloques fraudulentos.
¿Qué blockchains utilizan prueba de participación?
La mayoría de las cadenas de bloques posteriores a Ethereum utilizan mecanismos de consenso de prueba de participación. Normalmente, el mecanismo se adapta a las necesidades de la red. Cubriremos estas variaciones más adelante en el artículo. El propio Ethereum está actualmente en transición a Prueba de participación con Ethereum 2.0.
Las redes blockchain que utilizan Prueba de participación o alguna forma de ella incluyen las siguientes:
1. Cadena BNB
2. Cadena inteligente BNB
3. Solana
4. Avalancha
5. Lunares
Beneficios de la prueba de participación
La Prueba de participación tiene muchas ventajas obvias sobre la Prueba de trabajo. Por esta razón, las nuevas cadenas de bloques casi siempre utilizan Prueba de participación. Sus ventajas incluyen:
Adaptabilidad
A medida que cambian las necesidades de los usuarios y las cadenas de bloques, la prueba de participación también puede cambiar. La gran cantidad de adaptaciones disponibles lo confirma. El mecanismo es versátil y puede adaptarse fácilmente a la mayoría de los casos de uso de blockchain.
Descentralización
Se anima a más usuarios a ejecutar nodos porque es más asequible. Este incentivo y el proceso de aleatorización también hacen que la red esté más descentralizada. Aunque existen grupos de apuestas, existe una probabilidad mucho mayor de que un individuo forje con éxito un bloque bajo la Prueba de participación. En general, esto reduce la necesidad de grupos de apuestas.
Eficiencia energética
La Prueba de participación es increíblemente eficiente energéticamente en comparación con la Prueba de trabajo. El costo de participación depende del costo económico de apostar monedas más que del costo computacional de resolver problemas computacionales. Este mecanismo da como resultado una reducción significativa de la energía necesaria para ejecutar el mecanismo de consenso.
Escalabilidad
Dado que la Prueba de participación no depende de máquinas físicas para generar consenso, es más escalable. No es necesario tener grandes granjas mineras ni consumir grandes cantidades de energía. Añadir más validadores a la red es más barato, sencillo y accesible.
Seguridad
La apuesta sirve como incentivo financiero para que el validador no procese transacciones fraudulentas. Si la red detecta una transacción fraudulenta, el nodo perderá toda su participación, así como la capacidad de participar en consensos en el futuro. Mientras la apuesta siga siendo mayor que la recompensa, el validador fraudulento tendrá más que perder que ganar.
Para poder tomar el control de la red y así aprobar transacciones fraudulentas, un nodo debe tener una participación mayoritaria en la red, a esto se le llama ataque del 51%. Dependiendo del valor de la criptomoneda, esto puede resultar muy costoso, ya que necesitarías controlar el 51% del suministro de criptomonedas para tomar el control de la red.
Sin embargo, esto también puede ser una desventaja que explicaremos a continuación.
Desventajas de la prueba de participación
Aunque la Prueba de participación tiene muchas ventajas sobre la Prueba de trabajo, todavía tiene algunas desventajas:
tenedores
Con un mecanismo clásico de Prueba de participación, no hay ningún desincentivo para la minería en ambos lados de una bifurcación. Con Prueba de trabajo, la minería en ambos lados desperdiciará energía. Con Proof of Stake, el costo es mucho menor, lo que significa que las personas pueden "apostar" por ambas versiones resultantes de una bifurcación.
Accesibilidad
Para comenzar a apostar, necesitará monedas de la moneda nativa de blockchain. Para hacer esto, debes comprar el token a través de un intercambio u otro método. Dependiendo de la cantidad requerida, es posible que necesites una inversión importante para empezar a apostar.
Con Prueba de trabajo, puedes comprar equipos de minería baratos o incluso alquilarlos. Con esto, puedes unirte a un grupo y comenzar a validar y generar ingresos rápidamente.
Ataque del 51%
Aunque la Prueba de trabajo también es propensa a sufrir un 51% de ataques, pueden ser mucho más fáciles de implementar con la Prueba de participación. Si el precio de un token colapsa o la cadena de bloques tiene una capitalización baja, en teoría puede resultar barato comprar más del 50% de los tokens y controlar la red.
Comparación de prueba de trabajo y prueba de participación
Cuando comparamos los dos mecanismos de consenso, existen algunas diferencias fundamentales.
Sin embargo, existe una amplia variedad de mecanismos de prueba de participación en blockchains. Muchas diferencias dependerán del mecanismo exacto utilizado.
Otros mecanismos de consenso que se basan en la prueba de participación
La prueba de participación es altamente adaptable. Los desarrolladores pueden modificar el mecanismo según los casos de uso específicos de una cadena de bloques. Éstos son algunos de los más comunes.
¿Qué es la prueba de participación delegada (DPoS)?
La prueba de participación delegada permite a los usuarios apostar monedas sin convertirse en validadores. En este caso, los ponen bajo la responsabilidad de un validador para compartir recompensas en bloque. Cuantos más fondos se apuesten detrás de un validador, mayores serán sus posibilidades de selección. Los validadores generalmente pueden cambiar la cantidad compartida con los delegados como incentivo. La reputación de un validador también es un factor importante para los delegados.
Prueba de participación designada (NPoS)
La prueba de participación designada es un modelo de consenso desarrollado por Polkadot. Tiene muchas similitudes con la Prueba de participación delegada, con una diferencia clave. Si un delegador apuesta detrás de un validador malicioso, también puede perder su apuesta.
Los delegados pueden elegir hasta 16 validadores para respaldar. Luego, la red también distribuirá su participación detrás de los validadores elegidos. Polkadot también utiliza varios enfoques de la teoría de juegos y la teoría electoral para determinar quién forjará un nuevo bloque.
Prueba de autoridad y participación (PoSA)
BNB Smart Chain utiliza Prueba de autoridad y participación para generar consenso en la red. Este mecanismo de consenso combina Prueba de autoridad y Prueba de participación, lo que permite a los validadores turnarse para forjar bloques. Un grupo de 21 validadores activos son elegibles para participar, seleccionados según la cantidad de BNB que apuestan o quién está delegado detrás de ellos. Este conjunto se determina diariamente y la Cadena BNB registra esta selección.
Conclusión
La forma en que agregamos bloques de transacciones a una red ha cambiado significativamente desde Bitcoin. Ya no necesitamos depender de la potencia informática para generar consenso criptográfico. El sistema Proof of Stake tiene muchas ventajas y la experiencia ha demostrado que funciona. A medida que pasa el tiempo, parece que Bitcoin pronto será sólo una de las pocas redes de Prueba de Trabajo. Por ahora, parece que la prueba de participación llegó para quedarse.
