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Consenso de blockchain de prueba de trabajo: qué es y cómo funciona

El mecanismo de consenso de blockchain de prueba de trabajo ha ganado mucha tracción debido a su importancia en la gestión de Bitcoin. Sin embargo, la historia de los prisioneros de guerra se remonta a principios de los años noventa, cuando los tecnólogos lo utilizaron para evitar ataques de denegación de servicio.

La razón es que Bitcoin ha decidido explorar este consenso basándose en la misma motivación: salvaguardar la red de ataques o actividades fraudulentas.

¿Cómo funciona POW?

En el consenso de prisioneros de guerra, los mineros compiten entre sí para resolver un rompecabezas matemático.

Tienen que resolverlo con pruebas. El que completa el rompecabezas primero crea el siguiente bloque en la cadena y lo publica en la red. Los otros mineros involucrados en el proceso transforman los validadores y verifican si la solución es correcta.

El minero que resolvió con éxito el rompecabezas recibe recompensas en fichas.

Como se señaló anteriormente, la idea de POW fue publicada por primera vez por Cynthia Dwork y Moni Naor en 1993. Posteriormente, Satoshi Nakamoto lo llevó a la escena blockchain con la introducción de blockchain en 2008.

El trabajo minero requiere computadoras y energía para realizarlo. Hay varias ventajas para el sistema POW, por lo que varias monedas, además de Bitcoin, como Litecoin y Ethereum 1.0, lo aprovechan.

Las ventajas de los prisioneros de guerra

La ventaja vital de POW es que es seguro.

La prueba de trabajo requiere que un minero participe en funciones de hash al azar. El proceso continúa hasta que llegue a la salida correcta. Requiere contratar más del 51% del poder de hash para que un hacker interrumpa la red.

Alcanzar el 51% requiere una gran cantidad de potencia informática.

Generar esta energía implica un costo financiero inmensamente alto que se destina a la compra de hardware y al pago de la electricidad. No es en absoluto un incentivo para que un hacker haga este esfuerzo, ya que la cantidad que gasta el hacker podría exceder las ganancias que obtendría de la piratería o el spam. Si se extrae un número significativo de nodos, la potencia informática necesaria para abrumar la red se vuelve prácticamente inalcanzable para el spammer.

De hecho, POW proporciona seguridad a toda una red. Pero también hay varios inconvenientes del proceso.

Las desventajas de la prueba de trabajo

La minería de Bitcoin consume mucha energía y, por lo tanto, no es recomendable para el medio ambiente.

Según un estudio, la minería de Bitcoin consume más de 120 teravatios hora de energía cada año, y los mineros a menudo usan electricidad producida a partir de combustibles fósiles. Además de desalentar a un atacante potencial, no hay otra penalización para un minero malicioso. Si un minero logra tomar el 51% del poder de hash, no hay otro punto de control que le impida dictar la red. En POW, cada nodo debe procesar cada transacción. Por lo tanto, el proceso se vuelve lento y difícil de escalar.

La intención de combatir estos inconvenientes ha introducido otros mecanismos de consenso de blockchain con prueba de participación, que es el más popular y bien aceptado entre ellos.

¿Qué es la prueba de participación?

El concepto de consenso de Prueba de Participación (POS) ha surgido como una alternativa a POW.

En POS, una persona puede validar transacciones en bloque en función del número de tokens mantenidos. Poseer más tokens implica más poder de validación. En Proof-of-Stake, un validador debe apuntar o bloquear un cierto número de tokens nativos de esa red.

Una vez apuntado, la red elige aleatoriamente uno de estos validadores para crear bloques y confirmar los que otros han creado. La red también utiliza estas monedas para incentivar a los participantes. Por ejemplo, la red puede quitar una parte de las tenencias del participante, penalizando el mal comportamiento de la red. El comportamiento incorrecto de la red podría estar fuera de línea, colusión intencional o falta de validación. Los validadores podrían terminar perdiendo todas sus tenencias.

Beneficios de POS

Dado que los expertos en blockchain han concebido POS como una cura para los defectos de POW, POS tiene muchas ventajas.

Por ejemplo, no necesitas mucha energía para extraer bloques. Reduce la barrera de entrada ya que el requisito de hardware y electricidad es mucho menor. Es más inclusivo y permite más nodos en la red, esencialmente reforzando el concepto central de descentralización.

Además, todos los que participan en el proceso de validación pueden ganar recompensas (generalmente en forma de un porcentaje anual de retorno en el token que están apostando).

POS también permite la partición horizontal donde puede distribuir la carga de la red a través de muchas cadenas. A su vez, hace que la red sea más escalable y fácil de crecer. Pero, como cualquier otro sistema, proceso o protocolo, el POS también sufre de inconvenientes.

Aspectos negativos de la prueba de apuestas

POS es vulnerable a una amplia gama de ataques potenciales a los que POW es inmune.

Un ataque de soborno de bajo costo es uno de esos ataques en el que un atacante ejecuta una transacción que originalmente pretendía cancelar. Después de realizar la transacción, el atacante espera a que llegue a un acuerdo. Una vez establecido, el atacante bifurca la cadena de bloques y continúa construyendo sobre ella hasta que se vuelve más larga que la original. A continuación, el atacante publica la cadena de bloques en su conjunto. Realizar un ataque POS de este tipo, estimado, cuesta 50 veces menos de lo que requiere POW.

Además de este tipo de ataque, POS también es vulnerable a ataques de servicio, ataques Sybil y ataques de denegación de servicio.

¿Bitcoin alguna vez adoptará POS?

Muchos expertos en criptografía, como el fundador de Bitcoin Suisse, Niklas Nikolajsen, creen que Bitcoin eventualmente seguirá el camino de ETH 2.0 y se moverá a POS.

Gran parte de esta suposición se derivaba de los problemas de uso de energía sostenible que se cernían sobre la minería de Bitcoin. Pero POW, como concepto, ha resistido la prueba del tiempo, ya que se remonta a la época anterior a que Bitcoin apareciera en el mercado. Muchos creen que el movimiento de Bitcoin al consenso POS no sucederá, ya que sería técnicamente desafiante y desalentador para aquellos que ya han invertido mucho esfuerzo y recursos en él.

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