Prueba de participación o prueba de propiedad es un proceso que permite a alguien demostrar su participación en un sistema criptoeconómico a través de un algoritmo de firma, en el marco de los derechos de acceso. Esto significa, en general, intervenir en el modelo de consenso de los sistemas distribuidos que gestionan unidades de cuenta digitales. Los validadores se seleccionan en función de la cantidad de unidades que poseen o en función de otros parámetros relacionados.
La prueba de participación a menudo se describe como “minería virtual” porque los tokens digitales desempeñan el mismo papel que la energía eléctrica en la prueba de trabajo. Así, en muchas monedas digitales, la probabilidad de validar un bloque es proporcional a la cantidad de tokens que posee el validador.
Para incentivarlos a proteger el sistema, los validadores son recompensados con la emisión de nuevos tokens y tarifas de transacción llamadas apuestas. Además, a los validadores no se les llama mineros, sino falsificadores.
¿De dónde viene la prueba de Stake?
El concepto de prueba de participación utilizado en sistemas distribuidos apareció bastante temprano. En 1998, Wei Dai imaginó b-money, un modelo en el que cada servidor tenía que depositar una cierta cantidad de b-money en una cuenta especial para participar en las operaciones de la red. En este modelo, esta cantidad sirve como garantía para castigar al servidor por su mal comportamiento.
A pesar de esta conceptualización inicial, no fue hasta la aparición de Bitcoin (y la prueba de trabajo) que se consideró la implementación de un sistema de prueba de participación. Bitcoin demuestra que es posible un sistema descentralizado basado en la seguridad económica.
El término Prueba de participación fue introducido por Sunny King y Scott Nadal en agosto de 2012 en el documento técnico de PPCoin. PPCoin, ahora conocido como Peercoin, es también el primer sistema de moneda digital que hace uso práctico de la prueba de participación: implementa un modelo híbrido que combina energía eléctrica y antigüedad de la moneda (prueba de participación) para su validación.
En 2015 se lanzó Ethereum: aunque la plataforma todavía funciona gracias a la minería, desde su lanzamiento estaba previsto que pasara a un modelo de prueba de participación. El algoritmo que estamos considerando hoy se llama Casper.
Cómo funciona la prueba de participación y variantes
Los modelos de validación de prueba de participación son muy diversos y es difícil presentarlos todos en este artículo. Por lo tanto, nos centraremos en el algoritmo de prueba de participación de Nakamoto, una transposición del algoritmo de consenso de Bitcoin para prueba de participación. El algoritmo se basa en una cadena de bloques que los validadores agregan periódicamente.
El funcionamiento de este algoritmo consiste en reproducir virtualmente la minería. Cada vez que es necesario crear un bloque, se utiliza un protocolo de generación aleatoria para seleccionar validadores en función de la cantidad de tokens que contienen.
Luego, el validador seleccionado agrupa todas las transacciones nuevas y construye un nuevo bloque incluyendo el identificador del bloque anterior (para conectar los dos bloques). Luego, firma este bloque utilizando un algoritmo de firma digital para demostrar que es el propietario de la cuenta. Finalmente, publica su bloque públicamente para que otros miembros de la red puedan confirmar su validez.
Prueba de participación variante
El criterio para seleccionar un validador no se basa necesariamente en la cantidad de tokens que posee (Prueba de participación), y se pueden utilizar otras variables derivadas de esto. Así, los modelos PoS obtenidos son muy diversos. Encontramos en particular:
Prueba de conservación (PoH): la probabilidad de ser seleccionado depende de la “edad de la moneda”, una métrica que es el producto del valor UTXO y el tiempo durante el cual la moneda no se ha movido. Este modelo se combina con prueba de trabajo en Peercoin.
Prueba de interés (PoI): implementada en el protocolo NEM, esta prueba combina la propiedad de tokens XEM con un sistema de reputación.
Prueba de servicio (PoSe): Este es un modelo utilizado para incentivar a los masternodes de Dash a garantizar transacciones de InstantSend, administrar la combinación de Dash a través de PrivateSend y prevenir ataques de mineros del 51 %.
Prueba de participación delegada (DPoS): la probabilidad de validación depende no solo de la cantidad de tokens que posee el falsificador, sino también de la cantidad de tokens que se le han delegado mediante votación.
Esa fue una breve explicación sobre la Prueba de participación y varias de sus variantes. Quizás aún queden muchas cosas de las que no hemos hablado y continuaremos en otra ocasión.