Oh, las maravillas del consenso descentralizado: ese sueño de blockchains sin permiso para ser resistente a la censura, sin confianza, colaborativo e igualitario para una comunidad de usuarios potencialmente global. Si bien es elevado en ideales, el consenso es fundamental para cada red criptográfica, que debe estar de acuerdo con la pregunta más básica de quién decide qué en la red.
El consenso descentralizado en forma de un mecanismo de prueba de trabajo fue el núcleo de la innovación de Satoshi Nakamoto al crear Bitcoin: todos los elementos de protocolo adicionales se derivan de la capacidad de PoW para llegar a un consenso sobre el libro mayor digital a través del trabajo computacional de individuos distribuidos.
En la década que ha transcurrido desde entonces, hemos visto algunas de las deficiencias de la prueba de trabajo, incluidos sus altos costos de energía, una consolidación en el poder minero a pocos grupos mineros masivos y un ancho de banda de transacción limitado. Como resultado, han surgido nuevos mecanismos de consenso descentralizado, especialmente sistemas de prueba de participación e híbridos PoW / PoS. Si bien los inconvenientes de PoW han hecho poco para afectar el dominio de Bitcoin dentro de la industria, han llevado a la mayoría de los proyectos nuevos a optar por el sistema de prueba de participación más escalable y eficiente en energía.
A pesar del ascenso de PoS, tampoco es un mecanismo perfecto, y vale la pena investigar sus fortalezas, deficiencias y posibles mejoras en mayor profundidad.
Prueba de estaca: los muchos sabores
La funcionalidad central de un sistema de prueba de participación permite a los "validadores" (en lugar de los mineros de prueba de trabajo) apostar sus activos para proponer y votar en el siguiente bloque (en lugar de resolver la función criptográfica de PoW). Si bien las implementaciones específicas varían, en general, cuanto más haya apostado un validador, más peso tendrá en su voto y mayor será su recompensa, pero también la mayor cantidad de capital sujeto a penalización si actúa maliciosamente.
A partir de este marco básico, han surgido una serie de variaciones dentro de la industria de la criptografía. El mecanismo más básico es un "pura prueba de estaca", Como el que usa Algorand, que otorga una votación proporcional y bloquea la propuesta de peso a la" apuesta "de cada titular de token. A diferencia de otros sistemas, el replanteo en PPoS no requiere que un usuario pase por un proceso especial para apostar, sino que todos los tokens se replantean automáticamente, lo que permite que todos los titulares de tokens participen en el gobierno. Esto es bastante similar a un "prueba de estaca consolidada", Que Ethereum 2.0 planea adoptar, en el que los usuarios deben encerrar activamente sus activos para apostar, recibir un poder de voto proporcional y soportar sanciones" reductoras "si votan en contra del consenso.
En el sistema de prueba de participación consolidado, cualquier persona con la cantidad adecuada de capital puede contribuir a la red, lo que puede plantear dos posibles problemas. Si la cantidad de capital es demasiado alta, reduce en gran medida la inclusión de la red y concentra la energía. Pero si es demasiado bajo, la cantidad de nodos que deben alcanzar el consenso puede ser enorme, lo que ralentiza la red. Una posible solución a estos problemas es el "prueba de participación delegada", Como el empleado por la red EOS. En DPoS, los titulares de tokens de red votan por un número limitado de delegados para que actúen como validadores de la red. Esto aumenta la inclusión de la participación y limita el número de nodos necesarios para el consenso, lo que lleva a la alta tasa de transacciones de EOS de alrededor de 3.900 transacciones por segundo. Sin embargo, sí significa que el poder se concentra entre los 21 productores de bloques elegidos por EOS.
Finalmente, están los modelos híbridos como el de Tezo "prueba de estaca líquida, "Que permite a los usuarios delegar sus derechos de voto y participación o ejercerlos ellos mismos, y como Me gusta de Decred"prueba de estaca híbrida", Que combina elementos de PoS y PoW con mineros que proponen bloques y token stakers que actúan como validadores.
Las diferentes iteraciones, innovaciones y modelos híbridos de mecanismos de consenso demuestran una verdad obvia: el consenso descentralizado es difícil. Requiere coordinar una comunidad de actores racionales para actuar de una manera que sea ante todo ventajosa para la comunidad, no para el individuo. Esto requiere estructuras de incentivos extremadamente estrictas y un equilibrio constante de los riesgos de centralización en términos de seguridad y confianza con ineficiencias en torno a la descentralización.
Ventajas y desafíos con la prueba de participación
El acto de equilibrio que debe gestionarse a menudo se llama el "trilema de escalabilidad", que alude a las compensaciones que se deben realizar en blockchain al considerar la descentralización, la seguridad y la escalabilidad (similar al antiguo "elegir dos: dormir, amigos, escuela" en la universidad ) Los modelos de PoS generalmente intentan equilibrar los tres factores más que PoW, lo que generalmente enfatiza la descentralización y la seguridad.
El intento de un enfoque más generalista viene con su propio conjunto de problemas, algunos de los cuales han sido resueltos y otros que continúan hoy.
En los primeros días de la implementación de PoS, hubo dos objeciones principales al mecanismo contra PoW que giraron en torno al hecho de que los stakers en realidad no tenían nada en juego (el problema de "nada en juego"), lo que significaba que podían apoyar una versión alternativa de blockchain sin costo (el problema del "ataque de largo alcance"). El problema de la nada en juego planteó la cuestión de que si hubiera una bifurcación en la cadena, la estrategia óptima de un validador sería validar en cada cadena para recibir su recompensa independientemente del resultado de la bifurcación. El problema del ataque de largo alcance es similar a un ataque del 51%, pero el atacante reescribe la cadena de bloques del bloque de génesis, lo cual es posible en PoS porque no es necesario trabajar para reescribir una cadena muy larga. Estos problemas se resolvieron con el concepto de "corte", que penaliza a un validador por admitir una versión incorrecta de blockchain.
Sin embargo, estas penalizaciones podrían tener el efecto secundario de limitar el número de stakers, dependiendo de su perfil de riesgo y capacidades técnicas. Por supuesto, el objetivo de una cadena de bloques es tener tantos usuarios como sea posible para participar y participar en la red. Sin embargo, esto también puede introducir el problema del "equilibrio de retención cero", que es cuando ningún usuario quiere tener tokens fuera de la estaca debido a la inflación de los tokens de la red, lo que limita el uso y las transacciones reales.
Las compensaciones y las compensaciones hasta el final, puede parecer, aunque muchas son solo teóricas en este momento. En la naturaleza, quizás el problema práctico más extendido de los sistemas PoS se comparte con los sistemas PoW: una consolidación de poder y capital para un número limitado de jugadores importantes y un circuito de retroalimentación que permite a aquellos con más poder ganar más. Esto es cierto en términos de su poder de gobernanza dentro de la red, así como su balance en el mundo en general, lo que permite que los ricos y poderosos se vuelvan más ricos y más poderosos.
En PoW, vemos esto con los principales grupos de minería, que pueden obtener más y más poder de hash a un costo incremental. En PoS, vemos esto a menudo con inversores de semillas que reciben grandes cantidades de tokens con descuento, lo que se traduce en más poder y mayores recompensas de apuesta. Entonces, si bien más personas pueden participar en el replanteo en comparación con la minería, todavía existe una considerable inequidad.
Soluciones posibles
Muchos de los desafíos mencionados anteriormente, en particular los relacionados con la alineación de incentivos, se han resuelto con innovaciones como la tala, a menudo creadas por la Fundación Ethereum y Casper. Los problemas de centralización y la concentración de poder parecen ser más difíciles de resolver para una plataforma como Ethereum, que tiene una concentración de ballenas debido a su larga historia y sus primeros esfuerzos dentro de blockchain.
Los sistemas como la prueba de participación delegada son una solución potencial interesante para maximizar la participación y la eficiencia, aunque el resultado puede parecer bastante centralizado a pesar de su naturaleza democrática. Los sistemas híbridos como los empleados por Tezos y Decred también son experimentos interesantes que podrían resultar efectivos para limitar la monopolización del poder al tener múltiples grupos de partes interesadas y una mayor agencia de usuarios.
Si bien estos tipos de innovación, experimentación e ingenio son necesarios para el desarrollo del ecosistema, a menudo estamos inclinados a crear soluciones más complejas de las necesarias. Históricamente, gran parte de la centralización de los sistemas PoS no proviene de una mecánica técnica o de incentivo, sino de la naturaleza de la distribución inicial. Los titulares de fichas grandes y las instituciones a menudo reciben la mayor parte de una distribución inicial, consolidando su estatus como puntos centrales de poder y potencialmente de una falla dentro de la red. Una solución, entonces, sería democratizar el acceso a la distribución de tokens desde el primer momento posible.
Este es actualmente el enfoque que se está adoptando en una asociación entre CasperLabs, que está construyendo una cadena de bloques PoS de alto rendimiento sin permiso y una plataforma de comercio de activos digitales BitMax.io a través de su nueva solución conjunta: una oferta de validación de intercambio, o EVO. En lugar de ofrecer tokens a inversores institucionales, CasperLabs y BitMax se unen para dar a los inversores minoristas la oportunidad de ser los primeros en recibir la distribución de tokens, de modo que operen como validadores a través de BitMax cuando la red entre en funcionamiento. La eliminación del efecto ballena en la distribución inicial podría contribuir en gran medida a reducir cualquier monopolización futura del poder en la red.
A pesar de los numerosos desafíos del consenso descentralizado (desde una cadena de bloques previa al lanzamiento hasta Bitcoin), es alentador ver la innovación y la experimentación continua en este ámbito, particularmente lo que se mantiene fiel a los ideales fundamentales de falta de confianza, seguridad y descentralización.
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