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Sep 10, 2021

Explicación: ¿Qué es la prueba de participación en la blockchain?

Blockchain se ha convertido en un término omnipresente en los últimos dos años. Un número creciente de empresas y gobiernos se están abriendo a la tecnología blockchain (y a la tecnología de libro mayor distribuido). A pesar de su rápido crecimiento, todavía existe cierta confusión sobre conceptos importantes como “qué es la prueba de participación” o “qué es el algoritmo de consenso en una red de blockchain”. Al final, es inminente abordar estos huecos de información.

La prueba de participación (proof of stake, PoS) es un algoritmo de consenso en el cual nodos de validación elegidos al azar (validadores) apuestan tokens nativos (staking) de la red de blockchain para proponer o validar nuevos bloques a la blockchain actual. Un validador recibirá recompensas al añadir con éxito bloques a la blockchain.

Esta publicación pretende aclarar aún más los conceptos importantes de la blockchain, por ejemplo:

¿Por qué es importante el mecanismo de consenso en la blockchain?

Un mecanismo de consenso es un conjunto de reglas a través de las cuales los diferentes participantes de una red de blockchain aprueban las transacciones. Dado que las redes de blockchain no tienen una autoridad central que apruebe las transacciones, los protocolos de consenso garantizan que todos los participantes de la red estén de acuerdo con una única versión de la blockchain.

El mecanismo de consenso permite que una red blockchain realice las siguiente funciones:

  • Funcionar sin una autoridad central;
  • Ayudar a establecer una única versión de la blockchain;
  • Mantener la seguridad y la transparencia dentro de una red de blockchain.

Existen diferentes tipos de algoritmos de consenso, incluida la prueba de trabajo (Proof of Work, PoW), la prueba de participación (Proof of Stake, PoS), la tolerancia a falta bizantinas (Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT), la prueba de quemado (Proof of Burn, PoB), y otras variaciones de los algoritmos de consenso.

De estos algoritmos de consenso, la prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) siguen siendo los más populares.

Como aficionado de la blockchain o usuario principiante, es fundamental entender la diferencia entre la PoW y la PoS.

La PoW se basa en la capacidad de los nodos para resolver problemas matemáticos complejos que requieren una cantidad extraordinaria de potencia de cálculo, consume electricidad y tiene un alto costo de configuración inicial.

La PoS, en cambio, requiere que los validadores apuesten sus fichas en lugar de resolver rompecabezas matemáticos, con lo que se reduce el consumo de electricidad, además de bloquear el período de generación, y se evita la centralización de los recursos. Los protocolos de PoS también utilizan secuencias pseudoaleatorias para elegir a los validadores.

Proof of Stake in Blockchain

¿Cómo funciona la prueba de participación (PoS)?

El mecanismo PoS está conformado por dos partes distintas. En primer lugar, un nodo validador tiene que depositar tokens de la plataforma de blockchain como participación. Estos tokens se bloquean durante un período determinado. Una participación más alta mejora las posibilidades de que un nodo sea seleccionado para proyectar el bloque.

Es fundamental entender que dar prioridad a los nodos con participaciones más altas es la forma en que está diseñada la PoS. Esta práctica garantiza que el validador tenga más colaboración, haciendo que sea económicamente inviable actuar de otra manera.

La segunda parte del mecanismo PoS consiste en elegir un validador para la proyección (generación) de bloques de forma aleatoria. Existen varias formas de seleccionar validadores, por ejemplo:

  • El método de selección de la antigüedad de las monedas tiene en cuenta el tiempo durante el cual un nodo validador ha apostado sus monedas, junto con la cantidad total de monedas apostadas. Cada vez que un nodo es seleccionado como validador, su moneda se pone a cero. Además, un nodo validador debe esperar un tiempo determinado antes de proyectar otro bloque.
  • La selección aleatoria de bloques se centra en los validadores con una combinación de la mayor apuesta y el menor valor de hash. Es importante señalar que todos los participantes de la red pueden ver la apuesta presentada por un nodo validador.

Una vez seleccionado un nodo, el nodo validador verifica las transacciones dentro de un bloque y, a continuación, firma el bloque. Otros nodos validadores certifican si el bloque es válido. Cuando la mayoría de los validadores se pronuncian a favor del bloque, este pasa a formar parte de la blockchain. Entonces, el nodo validador seleccionado recibirá las tasas de transacción como recompensa.

Sin embargo, supongamos que un bloque es categorizado como fraudulento (error) por otros validadores que verifican el bloque. En ese caso, el validador elegido pierde una parte de la participación, y el proceso se reiniciará. Por lo tanto, el encargado de proyectar quedará restringido de cualquier actividad de proyección (generación) de bloques en el futuro.

Las ventajas y las desventajas del consenso PoS

Uno de los enfoques más frecuentes para responder a la pregunta sobre cuál es mejor, la prueba de participación o la prueba de trabajo es comparar los beneficios y limitaciones de ambos protocolos de consenso.

Prueba de participaciónPrueba de trabajo
Eficiencia energéticaNecesita una gran cantidad de energía, ya que varios nodos compiten para minar un bloque primero.
Necesita pocos o casi ningún recursoNecesita recursos de computación masivos. No hay recompensa por bloques; el encargado de proyectar se lleva las tasas de transacción. Recompensa por bloques minados con éxito. No hay centralización de los recursos de proyección. Los mineros centralizados dominan una blockchain. El problema de “nada para apostar” podría llevar a varios pagos de recompensa a los encargados de proyectar. Las blockchain con PoS necesitan reglas de seguridad adicionales para evitarlo. Los mineros deben dividir sus recursos para trabajar en una cadena de proyección, por lo que el problema de “Nada en juego” no existe.

Las ventajas del consenso PoS

  • Eficiencia energética: el mecanismo de consenso PoS elige un nodo validador para proyectar un bloque en lugar de PoW, donde varios mineros compiten para resolver los desafíos de los bloques. Por lo tanto, el mecanismo PoS tiene una mayor eficiencia energética.
  • No hay costo inicial de hardware para los encargados de proyectar (mineros): el protocolo PoS no requiere que los validadores dispongan de grandes recursos computacionales, a diferencia del mecanismo PoW. La ausencia de grandes requisitos de computación hace que la participación en PoS sea más accesible.
  • Mejor perspectiva de escalabilidad: las blockchain que utilizan el protocolo PoS implementan varias estructuras para escalar sus capacidades, como la fragmentación. Esto permite que la red de blockchain mejore su rendimiento y sea eficiente. La fragmentación permite a las blockchain reducir el tiempo de generación de bloques.

Las desventajas del consenso PoS

  • Problema de “nada para apostar”: los validadores (mineros) no necesitan ninguna instalación de hardware para proyectar y pueden proyectar un bloque con solo poner a trabajar sus tokens. En el caso de una división de la cadena, los validadores pueden maximizar sus recompensas al proyectar bloques en diferentes ramas de una blockchain, lo que se conoce como el problema de “nada para apostar”. Por esto, las blockchain que utilizan el protocolo de consenso PoS necesitan reglas especiales o medidas de seguridad para evitar que esto se produzca.
  • Mayor favoritismo en las apuestas: el mecanismo PoS hace hincapié en el tamaño de la apuesta que tiene un validador. Tener apuestas más altas pone a un validador en una mejor posición para ser elegido por encima de los nodos menos ricos, creando un problema que gira en torno al favoritismo.

¿Qué criptomoneda utiliza el consenso PoS?

El mecanismo PoS ha resultado ser un mecanismo de consenso más eficiente, rápido y que requiere menos recursos. Estas cualidades han provocado un crecimiento de las monedas de prueba de participación. Presentamos algunas de las monedas más populares que utilizan el mecanismo PoS como mecanismo de consenso.

  • Ethereum (ETH): Ethereum 2.0 es una actualización de la blockchain de Ethereum, con un cambio de protocolo de consenso PoW a PoS. La Fundación Ethereum lanzó la cadena Beacon para llevar el mecanismo PoS a la fundación Ethereum.
  • Tezos (XTZ): Tezos es otra blockchain líder que utiliza el mecanismo PoS como mecanismo de consenso. Los usuarios de Tezos pueden delegar sus derechos en otros participantes que participan en el proceso de generación y validación de bloques.
  • Tron (TRX): Tron es una de las plataformas de blockchain más populares en la región de Asia-Pacífico. Tron utiliza el protocolo de consenso prueba de participación delegada (Delegated Proof of Stake, DPoS), según el cual se elige a unos cuantos super representantes (27) para el mantenimiento y la conservación de la red de blockchain.

Otras criptomonedas populares que utilizan el mecanismo PoS o sus variantes son Nxt (NXT), Algorand (ALGO), Cosmos (ATOM), Peercoin (PPC), Steem (STEEM), etc.

¿Por qué Ethereum 2.0 utiliza la prueba de participación?

Ethereum 2.0 Serenity (actualización del mecanismo PoS de Ethereum) es una de las actualizaciones más esperadas en la comunidad de blockchain. Con la puesta en marcha de la cadena Beacon a principios de diciembre de 2020, Ethereum está abordando por fin sus faltantes de escalabilidad y eficiencia. Esto nos lleva a la pregunta: ¿por qué Ethereum 2.0 utiliza el mecanismo PoS? El motivo principal es acelerar el tiempo de generación de bloques (o de proyección). Dado que las blockchain que utilizan el mecanismo PoS requieren un período relativamente más corto para llegar a un consenso, aumenta el rendimiento general de la red.

La actualización de Ethereum 2.0 pretende impulsar aún más la velocidad de proyección de bloques a través de la fragmentación, donde cada cadena de fragmentación tendrá la misma capacidad de procesamiento que la red de su predecesor Ethereum 1.0.

En resumen, el cambio al protocolo PoS permitirá a Ethereum 2.0 ser más escalable, eficiente y estar preparado para las aplicaciones industriales con muchas transacciones.

¿Cuál es el futuro de la prueba de participación?

La tecnología de blockchain se promocionó como la tecnología del futuro con la descentralización en su núcleo. Sin embargo, su gran dependencia de los recursos informáticos llevó a la centralización de los grupos de minería, poniendo en peligro el objetivo principal de la tecnología de blockchain.

El protocolo de consenso de la prueba de participación aborda algunos de los desafíos fundamentales a los que se enfrenta la tecnología de blockchain en este momento. A medida que surge la demanda global de tecnologías ambientales, el protocolo de consenso PoS se convierte en la norma en la industria de blockchain.

Sin embargo, siempre habrá un debate sobre la viabilidad del mecanismo PoS en comparación con el mecanismo PoW, pero a medida que más blockchain implementen el mecanismo PoS, es probable que surjan más perspectivas. El protocolo PoS se tomará su tiempo mientras pasa por varias etapas de desarrollo, pero es sin duda alguna uno de los aspirantes más fuertes para los protocolos de consenso a medida que avanzamos.

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