El mecanismo de consenso es un componente crítico de la cadena de bloques, que proporciona un medio no partidista para establecer un acuerdo sobre el estado actual de la red. Pero desde que surgió Bitcoin en 2008, su mecanismo de consenso original – Prueba de trabajo (PoW) – ha sido emulado e iterado, allanando el camino para una serie de algoritmos alternativos con sus propias características únicas.
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De la prueba de trabajo a la prueba de todo
Dado el éxito de Bitcoin, no es sorprendente que su protocolo haya atraído a imitadores, algunos de los cuales han tratado de refinarlo y otros para revisarlo por completo. Sin embargo, es irónico que haya una falta de, bueno, consenso cuando se trata de mecanismos de consenso. ¿Qué opción constituye la solución más estable y eficiente? Depende de a quien le preguntes. Para comprender las principales diferencias entre algunos de los algoritmos principales, echemos un vistazo más de cerca a su vez.
La prueba de trabajo fue el mecanismo de consenso original utilizado por Bitcoin y posteriormente implementado en Ethereum, Litecoin y Dogecoin. PoW implica realizar miles de cálculos por segundo para encontrar la solución a un problema matemático que es difícil de resolver pero fácil de verificar. El sistema de Prueba de trabajo incentiva a los mineros recompensándolos con monedas por cada nuevo bloque encontrado.
Aunque sigue siendo un mecanismo de consenso extremadamente justo y seguro, PoW ha sido criticado a lo largo de los años. Se ha hecho mucho, por ejemplo, de sus altos requisitos de energía y recursos: la potencia computacional necesaria para que los mineros resuelvan acertijos matemáticos complejos antes que sus pares es enorme. Los críticos pierden de vista el hecho de que esta es una característica y no un error: la dificultad de hacer trampa en la Prueba de trabajo es lo que la hace tan robusta y por qué la red de Bitcoin es tan valiosa. Incluso el adversario mejor financiado tendría dificultades para obtener el hashpower necesario para controlar la red y duplicar el gasto de monedas.
Prueba de participación y prueba de participación delegada
Comercializado como la opción más respetuosa con el medio ambiente, Proof of Stake facilita la extracción de nuevos bloques para los poseedores de mayores cantidades de criptomonedas nativas. La lógica es clara: si tiene más tokens, tiene la mayor participación en el éxito a largo plazo de la red. Proof of Stake está listo para impulsar la próxima actualización de Ethereum 2.0, programada para lanzarse durante el primer trimestre de 2020, todo va bien. Sin embargo, al igual que con PoW, PoS no está exento de críticas. Algunos argumentan que los poseedores de monedas ricas tienen más probabilidades de acuñar bloques, lo que lleva a la centralización, mientras que otros expresan alarma por los nuevos vectores de ataque que presenta, incluidos los ataques sybil.
La Prueba de participación delegada (DPoS) es diferente nuevamente, ya que los usuarios pueden apostar monedas para "elegir" democráticamente a los delegados encargados de producir bloques en la red y mantener reglas de consenso. Si estos testigos confiables fallan en sus deberes, pueden ser votados como los políticos. Concebido por Dan Larimer en 2014 e implementado en EOS, Tron, Bitshares y otros, el algoritmo DPoS puede procesar más transacciones por segundo (TPS) que sus antepasados, sin embargo, hay desventajas. Aunque el protocolo consume menos energía, tiende a la centralización, ya que las decisiones están en manos de un pequeño núcleo de titulares.
Prueba de historia
Prueba de Historia (PoH) es la creación de Solana, una cadena de bloques de alto rendimiento que se inició en 2018 y aseguró una ronda de financiación de $ 20 millones dirigida por Multicoin Capital. La prueba de historial permite a los participantes de la red llegar a un consenso a tiempo mediante el uso de una función de retraso verificable, evitando así la regla de "la cadena más larga". Mientras que PoH sirve como reloj de la red, TowerBFT es su torre de vigilancia, encargada de evitar que los actores maliciosos engañen los parámetros de tiempo. Cualquier validador que vote por un determinado bloque debe esperar a que se produzca el siguiente bloque, y recibirá la confirmación de la Prueba de Historia de que "ha pasado el tiempo" antes de tener derecho a votar nuevamente.
Con Solana, Proof of Stake determina las reglas de la red, que se aplican con la ayuda de PoH, TBFT y validadores. Aunque Solana tiene la intención de utilizar PoH junto con la prueba de participación en su blockchain nativa, Prueba de Historia tiene aplicaciones más amplias. Se puede implementar en cadenas de Prueba de trabajo, por ejemplo, para mejorar la precisión del mecanismo de consenso existente.
Prueba de autoridad
La Prueba de autoridad (PoA) es un mecanismo de consenso que permite un rendimiento transaccional más rápido a expensas de las compensaciones de descentralización. Con la Prueba de autoridad, los validadores aprobados tienen la tarea de verificar los bloques. Debido a que el PoA se basa en la reputación, los validadores tienen incentivos para actuar éticamente y evitar que su reputación se vea empañada, lo que podría hacer que sean reemplazados.
Ethereum Express es un proyecto que utiliza Prueba de Autoridad, y afirma haber logrado 1,000 transacciones por bloque y una capacidad de red de 200 transacciones por segundo (TPS) en pruebas que involucran a Mining Express y una compañía de juegos de azar cuyo modelo de negocio requiere un alto volumen de transacciones en cadena. Ethereum Express tiene como objetivo atraer a las empresas disuadidas de construir en Ethereum debido a los cuellos de botella que le han impedido escalar.
Prueba de quemadura
La creación de Iain Stewart, el mecanismo de Prueba de Quemadura alienta a los usuarios a quemar, o hacer permanentemente no disponibles, monedas extraídas. A cambio, se les otorga el derecho de agregar bloques en proporción a las monedas que han sido destruidas. La idea es que los usuarios que queman su criptomoneda exhiban un compromiso a largo plazo con la moneda al estar dispuestos a aceptar una pérdida a corto plazo. En otras palabras, invertir. PoB a menudo se denomina PoW sin el desperdicio de energía, sin necesidad de hardware de minería de alta calidad o recursos computacionales necesarios.
Tolerancia a la falla bizantina práctica
Otro mecanismo de consenso que se basa en los fundamentos establecidos por la Prueba de trabajo es el modelo PBFT. Por supuesto, en la aplicación es completamente diferente, y lo creas o no, el concepto mismo precede a PoW en una buena década. Concebido a fines de los años 90 para combatir el riesgo de que los nodos maliciosos socaven la red, el riesgo de centralización con PBFT es bajo (no hay grupos de minería como PoW, sin colusión de las principales partes interesadas como PoS) y la confianza está completamente desconectada de la propiedad de los activos. Un sistema PBFT funciona según el principio de que el número máximo de nodos maliciosos no debe ser mayor o igual a un tercio de todos los nodos del sistema. A medida que aumenta el número de nodos, el sistema se vuelve más seguro. Hyperledger, Stellar y Ripple, entre otros, utilizan actualmente variantes de PBFT.
No hay opción fácil
Por supuesto, los mecanismos antes mencionados no son los únicos disponibles. Podemos consultar Prueba de identidad, Prueba de tiempo transcurrido y Prueba de importancia, todas las cuales se han implementado en varias cadenas de bloques. En un grado u otro, cada uno se esfuerza por resolver fallas en sistemas como PoS o PoW.
La Prueba del tiempo transcurrido, por ejemplo, determina los derechos mineros y bloquea a los ganadores de acuerdo con un sistema de lotería justo. En este protocolo, todos los nodos tienen la misma probabilidad de ganar. Fue inventado en 2016 por Intel, el fabricante de chips de Silicon Valley, y a menudo se usa en redes de blockchain autorizadas.
El debate eterno de PoW vs PoS
Todos los mecanismos de consenso descritos aquí, aparte de Prueba de trabajo, están diseñados para Prueba de participación. Algunos, como Prueba de Historia, también se pueden aplicar a PoW, pero también es principalmente para PoS. Como tal, el debate sobre qué metodología es mejor esencialmente se reduce a PoW vs la familia PoS. Debido a que todos tienen un perro en la pelea, por así decirlo, los campamentos de PoW y PoS son diametralmente opuestos.
Este fenómeno se ve mejor en la acritud sobre los planes de Ethereum a largo plazo para la transición a un modelo híbrido PoW / PoS. "El protocolo basado en PoW es el modelo más probado y exitoso hasta ahora", insiste el Dr. Long Fan, fundador de Unión de los ríos. “Después de todo, lo que blockchain proporciona fundamentalmente es la confianza. La seguridad y la descentralización son la clave para generar confianza al principio. PoS tiene muchos problemas en términos de seguridad y descentralización ”.
El creador de Bittorrent, Bram Cohen, está de acuerdo. en un tormenta de tweets el 24 de noviembre, apuntó a los planes de Vitalik Buterin para Ethereum y afirmó que "la prueba de participación sigue siendo una mala idea. Comienza con un modelo de seguridad fundamentalmente debilitado y se encuentra con una gran cantidad de problemas técnicos profundos además de eso. ”Cabe señalar que Cohen tiene que impulsar su propio proyecto de criptomonedas, Chia, que utiliza otro algoritmo, Proof of Space, que se basa en validadores que demuestran que tienen espacio libre en disco.
Hacer que los validadores de blockchain lleguen a un consenso es relativamente simple en comparación con hacer que sus partidarios acuerden qué mecanismo de consenso es el mejor.
¿Crees que algún mecanismo de consenso ha mejorado en la Prueba de trabajo? Háganos saber en la sección de comentarios.
Imágenes cortesía de Shutterstock.
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