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La prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) son los mecanismos de consenso más comunes. Se utilizan para proteger las redes de las principales criptomonedas.
Bitcoin utiliza la prueba de trabajo para validar transacciones y garantizar la seguridad de la red. Entre otras cosas, PoW evita el doble gasto. La cadena de bloques está protegida por participantes llamados mineros, que utilizan la potencia informática para obtener el poder de validar nuevos bloques y actualizar la cadena de bloques. Un minero exitoso recibe BTC como recompensa de la red. En diciembre de 2021, un minero que resolvió un bloque de Bitcoin recibió una recompensa por bloque de 6,25 BTC y una tarifa de transacción.
La principal diferencia entre PoW y PoS es cómo definen los validadores de bloques de transacciones. La Prueba de participación es la alternativa más popular a la Prueba de trabajo. Este mecanismo de consenso tiene como objetivo superar algunas de las limitaciones de PoS, como los problemas de escalabilidad y el consumo de energía. En el mecanismo PoS, los participantes se denominan validadores. No necesitan hardware potente para tener la posibilidad de realizar la validación de bloques. En cambio, deben apostar (bloquear) la criptomoneda nativa de la cadena de bloques. Según la cantidad de criptomonedas apostadas, la red selecciona un ganador que recibe una parte de la tarifa de transacción del bloque que validó. Cuantas más monedas se apuesten, mayores serán las posibilidades de ser elegido como validador.
Introducción
Las redes utilizan varios mecanismos de consenso para confirmar la validez de las transacciones registradas en la cadena de bloques. La Prueba de Trabajo (PoW) es la más antigua de ellas. Creado por Satoshi Nakamoto, este mecanismo de consenso se considera una de las opciones más seguras. La prueba de participación (PoS) se creó más tarde, pero ahora se utiliza en la mayoría de los proyectos de altcoins.
Además de Bitcoin, PoW se utiliza en otras criptomonedas importantes como Ethereum (ETH) y Litecoin (LTC). Por el contrario, Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) y otras altcoins utilizan PoS. Vale la pena señalar que Ethereum planea cambiar de PoW a PoS en 2022.
¿Qué es la Prueba de Trabajo (PoW) y cómo funciona?
Prueba de trabajo (PoW) es un algoritmo de consenso utilizado en la red Bitcoin y muchas otras criptomonedas para evitar el doble gasto. Fue introducido por Satoshi Nakamoto en el documento técnico de Bitcoin publicado en 2008.
Básicamente, PoW define cómo la cadena de bloques de Bitcoin logra un consenso distribuido. Se utiliza para confirmar transacciones entre pares sin confianza, es decir, sin necesidad de intermediarios externos.
En una red de consenso PoW, como la red Bitcoin, los mineros confirman las transacciones. Estos son los participantes que utilizan una gran cantidad de recursos para garantizar el funcionamiento seguro y correcto de la red. Entre otras tareas, los mineros crean y confirman bloques de transacciones. Pero para competir por el derecho a validar los siguientes bloques, necesitan utilizar equipos de minería especializados que resuelvan problemas matemáticos complejos.
El primer minero que logró encontrar una solución a estos problemas matemáticos obtiene el derecho de agregar su bloque a la cadena de bloques y recibir el llamado. recompensa en bloque. Las recompensas en bloque consisten en unidades de criptomonedas creadas y tarifas de transacción. El tamaño de la recompensa del bloque en unidades de criptomonedas difiere según las diferentes redes. Por ejemplo, en la cadena de bloques de Bitcoin (a diciembre de 2021), el minero recibió 6,25 BTC y una comisión como recompensa en bloque. La cantidad de nuevos BTC generados con cada bloque válido se reduce en un 50% cada 210.000 bloques (aproximadamente cada cuatro años) según un mecanismo conocido como reducción a la mitad.
Si desea obtener más información sobre el modelo de Prueba de trabajo, lea nuestro 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 al algoritmo de prueba de trabajo. Su objetivo es superar las limitaciones de escalabilidad de las redes PoW. PoS es el segundo algoritmo más popular utilizado por criptomonedas como Binance Coin (BNB), Solana (SOL) y Cardano (ADA).
Mientras que PoW y PoS tienen el mismo objetivo: lograr consenso en la cadena de bloques, PoS implementa una forma diferente de determinar los participantes que verifican los bloques de transacciones. No hay mineros en las cadenas de bloques PoS. La prioridad de un participante según las reglas del algoritmo PoS no depende de su potencia informática, sino de la cantidad de criptomonedas que posee.
Para ser elegible para la validación de bloques, los participantes deben bloquear una cierta cantidad de monedas en un contrato inteligente de blockchain específico. Este proceso se conoce como apuesta. Luego, el protocolo PoS puede seleccionar un participante para validar el siguiente bloque. Dependiendo de la red, la selección puede ser aleatoria o basada en la cantidad de criptomonedas que se apuesta. Como recompensa, el validador seleccionado recibe una tarifa de transacción del bloque verificado. Normalmente, cuantas más monedas bloquee, mayores serán sus posibilidades de ser seleccionado.
Para obtener más detalles, consulte el artículo Prueba de participación.
Diferencia entre prueba de trabajo y prueba de participación
Si bien ambos son mecanismos de consenso que garantizan la seguridad de la red blockchain, existen diferencias entre ellos. La principal diferencia, por supuesto, es cómo PoW y PoS definen a los participantes que validarán nuevas transacciones. Para una comprensión más clara, considere la siguiente tabla:
¿Es la Prueba de participación una mejor solución que la Prueba de trabajo?
Los defensores de la Prueba de participación creen que PoS tiene ciertas ventajas sobre PoW, especialmente en términos de escalabilidad y velocidad de transacciones. Además, se ha dicho que las monedas PoS son menos dañinas para el medio ambiente en comparación con PoW. Por el contrario, muchos defensores de PoW argumentan que PoS como nueva tecnología aún no ha demostrado su potencial en términos de seguridad de red. El hecho de que las redes PoW requieran importantes recursos (hardware de minería, electricidad, etc.) hace que su ataque sea más caro. Esto es especialmente cierto para Bitcoin, la cadena de bloques PoW más grande.
Como ya hemos dicho, como parte de la actualización de Ethereum 2.0, se planea transferir Ethereum (ETH) de PoW a PoS. ETH 2.0 es una actualización muy esperada de la red Ethereum para mejorar su rendimiento y abordar problemas de escalabilidad. Una vez que se implemente PoS en Ethereum, cada participante con al menos 32 ETH podrá participar en apuestas para convertirse en validador y recibir recompensas.
¿PoS es mejor que PoW? ¿Por qué la segunda criptomoneda más grande por capitalización de mercado está cambiando a 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 buscar hashes de datos en bloques hasta encontrar la solución correcta. Hoy en día, cada vez es más difícil encontrar soluciones para las principales criptomonedas, y el proceso de calcular grandes cantidades de hashes puede resultar costoso debido al hardware y la electricidad.
Por lo tanto, para aumentar la probabilidad de recibir una recompensa en bloque, algunos mineros agrupan sus recursos de hardware en grupos de minería. Para maximizar el poder de hash, algunos grandes grupos de minería invierten millones de dólares en recursos y controlan miles de chips ASIC.
En diciembre de 2021, los 4 principales grupos de minería controlan juntos aproximadamente el 50% del poder de hash de Bitcoin. El dominio de los pools de minería dificulta que los entusiastas de las criptomonedas puedan minar por su cuenta.
¿Qué tan descentralizada está entonces la minería? Por un lado, todavía no existe una entidad única que pueda controlar las confirmaciones de la red. Si esto sucediera, sería posible un ataque del 51% y la red perdería su valor. Algunos podrían argumentar que la minería todavía está descentralizada, pero no lo suficientemente fuerte. Algunas partes, como los fabricantes de hardware de minería y los productores de energía, todavía dominan la minería y están reduciendo la descentralización general de las cadenas de bloques de consenso de prueba de trabajo.
El mecanismo de consenso de Prueba de participación adopta un enfoque diferente y reemplaza el poder minero con apuestas. Este mecanismo reduce el umbral para que las personas ingresen para confirmar transacciones, reduciendo la importancia de la ubicación, el equipo y otros factores. Su contribución está determinada simplemente por la cantidad de tokens en su cuenta.
Sin embargo, la mayoría de las redes PoS requieren ejecutar un nodo validador para comenzar a confirmar las transacciones. Puede ser costoso, pero no tanto como múltiples plataformas mineras. Luego, los usuarios apuestan sus tokens en validadores específicos, creando un modelo similar a los grupos de minería. Entonces, si bien las cadenas de bloques de prueba de participación son más fáciles de participar para los usuarios habituales, todavía están sujetas 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 posean la mayor parte del poder de hash en la red Bitcoin genera un riesgo de ataque del 51%. Un ataque del 51% se refiere a un ataque por parte de un atacante u organización que logra controlar más del 50% del poder hash total de la red. Un atacante puede anular el algoritmo de consenso de la cadena de bloques y, para su propio beneficio, realizar acciones maliciosas como gastar dos veces, rechazar o alterar registros de transacciones e impedir que otros participantes realicen minería. Sin embargo, debido al tamaño de la red Bitcoin, es poco probable que sufra un ataque de este tipo.
Por el contrario, si un atacante quisiera atacar la cadena de bloques PoS, tendría que hacerse cargo de más del 50% de las monedas de la red. Esto aumentará la demanda del mercado y el valor de la moneda, por lo que el coste de recolectarlas podría ascender a decenas de miles de millones de dólares. Incluso si un atacante realiza un ataque del 51%, el valor de las monedas apostadas se desplomará debido a que la red se verá comprometida. Por lo tanto, es poco probable que una criptomoneda con un consenso de PoS y una gran capitalización de mercado pueda estar sujeta a un ataque del 51%.
Desventajas de la prueba de participación
Muchos consideran que la Prueba de participación es una mejor alternativa a la Prueba de trabajo, pero vale la pena señalar que PoS tiene desventajas. Según el mecanismo de distribución de recompensas, los validadores con una gran cantidad de activos bloqueados tienen mayores posibilidades de validar el siguiente bloque. Cuantas más monedas tenga un validador, más monedas podrá apostar y más podrá ganar, razón por la cual algunos han criticado este esquema como "enriquecimiento de 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 a los validadores derechos de control.
Otro problema es el uso de PoS por parte de criptomonedas con una capitalización de mercado relativamente pequeña. Como ya hemos dicho, es poco probable que se produzca un ataque del 51% en criptomonedas populares como ETH o BNB. Sin embargo, los activos digitales más pequeños y con menos valor son más vulnerables a los ataques. Los atacantes pueden obtener suficientes monedas para obtener ventaja frente a otros validadores. Luego podrán explotar el sistema PoS y ser elegidos con frecuencia como validadores. Las recompensas que obtienen también se pueden apostar, lo que aumenta sus posibilidades de ser seleccionados en la siguiente ronda.
Resumen
La prueba de trabajo y la prueba de participación tienen su lugar en el ecosistema de las criptomonedas y es difícil decir con certeza qué protocolo de consenso funciona mejor. PoW puede ser criticado por generar altas emisiones de carbono durante la minería, pero ha demostrado ser un algoritmo seguro para proteger las redes blockchain. Sin embargo, a medida que Ethereum pasa de PoW a PoS, la prueba de participación puede convertirse en el sistema preferido para proyectos futuros.
