TL;DR
La prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) son los mecanismos de consenso más comunes. Son adoptados por las principales criptomonedas para proteger su red.
La prueba de trabajo se utiliza en Bitcoin para validar transacciones y proteger la red. Aparte de otras cosas, PoW evita el doble gasto. La cadena de bloques está protegida por participantes llamados mineros, que utilizan el poder computacional para competir por el derecho a confirmar nuevos bloques y actualizar la cadena de bloques. Un minero exitoso será recompensado en BTC por la red. A partir de diciembre de 2021, un minero puede obtener una recompensa en bloque de 6,25 BTC más tarifas de transacción al extraer con éxito un bloque de Bitcoin.
La principal diferencia entre PoW y PoS es la forma en que determinan quién valida 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 consumo de energía. En PoS, los participantes se denominan validadores. No necesitan utilizar hardware potente para competir por la oportunidad de validar un bloque. En cambio, necesitan apostar (bloquear) la criptomoneda nativa de blockchain. Luego, la red selecciona un ganador en función de la cantidad de criptomonedas apostadas, quien será recompensado con una proporción de las tarifas de transacción del bloque que validen. 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, estas redes adoptan diferentes mecanismos de consenso. La prueba de trabajo (PoW) es la más antigua. Creado por Satoshi Nakamoto, es considerado por muchos como una de las alternativas más seguras. La prueba de participación (PoS) se creó más tarde, pero ahora se ve en la mayoría de los proyectos de altcoins.
Además de Bitcoin, PoW también 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 el algoritmo de consenso adoptado por 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.
En esencia, PoW determina cómo la cadena de bloques de Bitcoin logra un consenso distribuido. Se utiliza para validar transacciones entre pares sin confianza, sin necesidad de intermediarios externos.
En una red PoW como la de Bitcoin, las transacciones son verificadas por mineros. Son participantes que utilizan una gran cantidad de recursos para garantizar que la red siga funcionando de forma segura y correcta. Entre otras tareas, los mineros crean y validan bloques de transacciones. Pero para competir por el derecho a validar el siguiente bloque, necesitan utilizar hardware de minería altamente especializado para resolver complejos acertijos matemáticos.
El primer minero que logra encontrar una solución válida para 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 en una recompensa en bloque varía según las diferentes redes. Por ejemplo, en la cadena de bloques de Bitcoin, un minero exitoso puede obtener 6,25 BTC más tarifas por cada recompensa de bloque (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 obtener más información sobre el modelo de prueba de trabajo, consulte este 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 superar las limitaciones 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).
Si bien PoW y PoS comparten el mismo objetivo de llegar a un consenso en la cadena de bloques, PoS tiene 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 hacer de forma aleatoria o según sus tenencias (stake). El validador seleccionado puede recibir tarifas de transacción del bloque que validó como recompensa. Normalmente, cuantas más monedas bloqueen, mayores serán las posibilidades de ser seleccionados.
Consulte la Prueba de participación (PoS) explicada para obtener más detalles.
Diferencias entre prueba de trabajo y prueba de participación
A pesar de que ambos son mecanismos de consenso que garantizan la seguridad de la red blockchain, existen ciertas diferencias entre los dos. La principal diferencia es, por supuesto, cómo PoW y PoS determinan qué participante valida nuevas transacciones. Para una comprensión más clara, 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 se dice que las monedas PoS son menos dañinas para el medio ambiente en comparación con PoW. Por el contrario, muchos partidarios de PoW argumentan que PoS, como tecnología más nueva, aún debe demostrar su potencial en términos de seguridad de red. El hecho de que las redes PoW requieran cantidades significativas de recursos (hardware de minería, electricidad, etc.) hace que su ataque sea más costoso. Esto es particularmente cierto para Bitcoin, como la cadena de bloques PoW más grande.
Como se mencionó, se espera que Ethereum (ETH) cambie de PoW a PoS en la actualización de Ethereum 2.0. ETH 2.0 es una actualización muy esperada de la red Ethereum para mejorar su rendimiento y abordar su problema de escalabilidad. Después de la implementación de PoS en Ethereum, cualquier persona con al menos 32 ETH podrá participar en el stake para convertirse en validador y recibir recompensas.
¿PoS es mejor que PoW? ¿Qué está haciendo que la segunda criptomoneda por capitalización de mercado adopte 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 analizar los datos del bloque hasta que se encuentre una solución válida. Para las principales criptomonedas actuales, las soluciones son cada vez más difíciles de encontrar y el proceso de adivinar cantidades masivas de hashes puede resultar costoso en términos de hardware y electricidad.
Por lo tanto, algunos mineros prefieren acumular sus recursos mineros en grupos de minería para tener una mayor posibilidad 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 cantidad de poder de hash posible.
En diciembre de 2021, los 4 principales grupos de minería controlan juntos alrededor del 50% del poder hash total de Bitcoin. El dominio de los grupos de minería hace que sea más difícil para los entusiastas de las criptomonedas extraer un bloque por su cuenta.
Pero, ¿qué tan descentralizada está entonces la minería? Por un lado, todavía no existe una entidad única que pueda controlar las confirmaciones en la red. Si esto ocurriera, sería posible un ataque del 51% y la red perdería su valor. Algunos podrían argumentar que, si bien la minería todavía está descentralizada, ya no está tan descentralizada. Ciertas áreas, los productores de equipos de minería y los productores de energía aún 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 por la participación. Este mecanismo reduce las barreras de entrada para que un individuo confirme 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 ejecute un nodo validador para comenzar a confirmar las transacciones. Su funcionamiento puede resultar caro, pero no tanto como el de varias plataformas mineras. Luego, los usuarios apuestan sus tokens detrás de ciertos validadores, lo que nos brinda un modelo similar a los grupos de minería. Entonces, si bien es más fácil participar en la Prueba de participación para un usuario promedio, aún es 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 principales grupos de minería 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 logra controlar más del 50% del poder hash total de la red. El atacante podría anular el algoritmo de consenso de blockchain y cometer actos maliciosos para beneficiarse a sí mismo, como duplicar el gasto, rechazar o alterar registros de transacciones o impedir que otros realicen minería. Sin embargo, es poco probable que esto suceda en Bitcoin debido al tamaño de su red.
Por el contrario, si alguien atacara una cadena de bloques PoS, tendría que poseer más del 50% de las monedas de la red. Esto provocaría un aumento de la demanda en el mercado y del precio de la moneda, lo que podría costar decenas de miles de millones de dólares. Incluso si cometen un ataque del 51%, el valor de sus monedas apostadas disminuiría drásticamente a medida que la red se vea comprometida. Por lo tanto, no es muy probable que ocurra un ataque del 51% en una criptografía que utiliza el consenso PoS, especialmente si se trata de una de gran capitalización de mercado.
Inconvenientes de la prueba de participación
Muchos ven la Prueba de participación como una mejor alternativa a la Prueba de trabajo, pero vale la pena señalar que también existen deficiencias en el algoritmo PoS. Debido al mecanismo de distribución de recompensas, los validadores con más activos en juego pueden aumentar sus posibilidades de validar el siguiente bloque. Cuantas más monedas acumule un validador, más monedas podrá apostar y ganar, lo que algunas personas critican por "hacer 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 a los validadores derechos de gobernanza.
Otra preocupación son los riesgos de seguridad para las criptomonedas de menor capitalización de mercado que adoptan PoS. Como se mencionó, no es muy probable que se produzca un ataque del 51% en las criptomonedas más populares como ETH o BNB. Sin embargo, los activos digitales más pequeños y de menor valor son más vulnerables a los ataques. Los atacantes podrían adquirir suficientes monedas para obtener una ventaja frente a otros validadores. Podrían explotar el sistema PoS al ser elegidos con frecuencia para convertirse en validadores. Las recompensas que obtuvieron se pueden utilizar para seguir apostando y aumentar sus posibilidades de ser elegidos en la siguiente ronda.
Pensamientos finales
Tanto la prueba de trabajo como la prueba de participación tienen su lugar en el ecosistema criptográfico y es difícil decir con certeza qué protocolo de consenso funciona mejor. PoW podría 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 pase de PoW a PoS, el sistema de prueba de participación podría verse más favorecido por nuevos proyectos en el futuro.
