Desde Prueba de Trabajo hasta Prueba de Todo

Dado el éxito de Bitcoin, no es sorpresa que su protocolo debe atraer a los imitadores, algunos de los cuales han buscado perfeccionarlo, y otros transformarlo completamente. Sin embargo, es irónico que haya una falta de consenso cuando se trata de mecanismos de consenso. ¿Cuál es la opción más estable y eficiente?. Depende de a quién se pregunte. Para entender las diferencias más importantes entre algunos de los algoritmos principales, vamos a examinarlos más detenidamente uno por uno.

La Prueba de Trabajo (Proof of Work en inglés, PoW)  fue el mecanismo de consenso original usado por Bitcoin y posteriormente implementado por Ethereum, Litecoin y Dogecoin. PoW involucra llevar a cabo miles de operaciones 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.A pesar de que todavía es un mecanismo de consenso extremadamente justo y seguro, PoW ha sido criticado por años. Se ha hablado mucho, por ejemplo, de sus altos requerimientos de energía y recursos: el poder computacional que necesitan los mineros para resolver los complejos problemas matemáticos antes que sus compañeros es enorme. Los detractores no se dan cuenta del hecho de que esto es una característica y no un error: la dificultad de engañar a la Prueba de Trabajo es lo que la hace tan sólida, y la razón por la que Bitcoin es tan valioso. Incluso el adversario mejor preparado tendrá problemas para obtener el hashpower necesario para controlar la red y hacer un ataque de doble gasto de monedas.

Prueba de Participación y Prueba de Participación Delegada

Anunciado como una opción más amigable con el ambiente, la Prueba de Participación (Proof of Stake en inglés, PoS) hace la minería de nuevos bloques más fácil para los poseedores de grandes montos de la criptomoneda nativa. La lógica es clara: si tienes más tokens, tienes la mayor participación en el éxito a largo plazo de la red. La Prueba de Participación está establecida para impulsar la próxima actualización Etthereum 2.0, programada para ser lanzada en el primer trimestre de 2020 si todo va bien. Como con PoW, PoS también tiene sus críticas. Algunos dicen que los poseedores de las monedas más acaudalados tienen más probabilidad de acuñar monedas, provocando la centralización, mientras otros están alarmados por los nuevos vectores que introduce, incluyendo los ataques Sybil. 

La prueba de Participación Delegada (DPoS) es también diferente, ya que los usuarios pueden invertir las monedas para “elegir” democráticamente los delegados para la tarea de producir bloques en la red y mantener las reglas del consenso. Sí estos testigos fallan en sus obligaciones, se puede votar para destituirlos como a los políticos. Concebido por Dan Larimer en 2014 e implementado en EOS, Tron, Bitshares y otros, el algoritmo DPoS es capaz de procesar más transacciones por segundo (TPS) que sus predecesores, aunque hay desventajas. A pesar de que el protocolo comsume menos energía, tiene tendencia hacia la centralización, ya que las decisiones están en las manos de un pequeños grupo de personas.

Proof of History

Proof of History (PoH) fue creada por Solana, una blockchain de alto rendimiento que fue iniciada en 2018 y se aseguró una ronda de financiamiento de 20 millones de dólares encabezada por Multicoin Capital. Proof of History permite a los participantes de la red alcanzar un consenso a tiempo mediante una Función de Retraso Verificable (VDF por sus siglas en inglés), evitando de esta manera la regla de “la cadena más larga”. Mientras PoH sirve como un reloj de la red, TowerBFT es una torre de vigilancia, con la tarea de detener a los participantes malintencionados que quieran hacer trampa con los parámetros de tiempo. Cualquier validador que vota por cierto bloque debe esperar que se produzca el siguiente, recibiendo confirmación de la Proof of History de que “ha pasado el tiempo” antes de ser autorizado para votar nuevamente. 

Con Solana, la Prueba de Participación determina las normas de la red, que son reforzadas con ayuda de PoH, TowerBFT y los validadores. A pesar de que Solana tiene intenciones de usar PoH junto a PoS en su blockchain nativa, Proof of History tiene aplicaciones más extensas. Puede ser implementada en cadenas de Prueba de Trabajo, por ejemplo, para mejorar la exactitud del mecanismo de consenso existente.

Prueba de Autoridad

La Prueba de Autoridad (Proof of Authority en inglés, PoA) es un mecanismo de consenso que permite el rendimiento más rápido de las transacciones a costa de los intercambios de descentralización. Con Prueba de Autoridad, los validadores aprobados tienen la tarea de verificar los bloques. Ya que PoA está centrada en la reputación, los validadores tienen incentivos para actuar de manera ética y evitar perjudicar su prestigio, lo que podría causar que sean reemplazados.

Ethereum Express es un proyecto que usa Prueba de Autoridad, y afirma haber alcanzado 1.000 transacciones por bloque y una capacidad de red de 200 transacciones por segundo (TPS) en pruebas que involucran Mining Express y una compañía de apuestas cuyo modelo de negocio requiere un alto volumen de transacciones. El objetivo de Ethereum Express es atraer a los negocios que no deseaban trabajar con Ethereum por los atascos que han evitado una mayor escalabilidad.

Prueba de Quemado

La creación de Iain Stewart, la Prueba de Quemado (Proof of Burn en inglés, PoB) es un mecanismo que incita a los usuarios a quemar o hacer que ya no estén disponibles las monedas minadas. En respuesta, se les asegura el derecho de agregar bloques en proporción a las monedas que han sido destruidas. La idea es que el hecho de que los usuarios quemen sus criptomonedas muestra un compromiso a largo plazo con la moneda, estando dispuestos a aceptar pérdidas a corto plazo. En otras palabras, a invertir. A PoB (por sus siglas en inglés) frecuentemente se le llama PoW sin el gasto de energía, sin hardware avanzado de minería o requerimientos de recursos computacionales. 

Práctica de Tolerancia a Faltas Bizantinas

Otro mecanismo de consenso más que se construye en las fundaciones dejadas por la Prueba de Trabajo es el modelo PBFT (Practical Byzantine Fault-Tolerance). Por supuesto, su funcionamiento es completamente diferente, y aunque parezca increíble, el concepto mismo precede a PoW por una década. Concebido a finales de los 90s para luchar contra el riesgo de nodos maliciosos socavando la red, el riesgo de centralización con PBFT es bajo (no hay fondos mineros como con PoW, sin conspiración por parte de los propietarios mayoritarios como en PoS) y la confianza es es enteramente desvinculada a la propiedad de los activos. Un sistema PBFT opera con el principio de que el número máximo de nodos maliciosos no debe ser mayor o igual a un tercio de todos los nodos en el sistema. Mientras crece el número de nodos, el sistema se vuelve más seguro. Las variantes de PBFT son utilizadas actualmente por Hyperledger, Stellar y Ripple entre otros.

No hay opción fácil

Por supuesto, los mecanismos antes mencionados no son los únicos disponibles. Está Proof of Identity, Proof of Elapsed Time y Proof of Importance, y todos han sido implementados en varias blockchains. A diferente nivel, cada una se esfuerza en resolver las fallas en sistemas como PoS y PoW.Proof of Elapsed Time (PoEL), por ejemplo, determina los derechos de minado y los ganadores de bloques según un sistema justo de lotería. En este protocolo, cada nodo tiene oportunidades iguales de ganar. Fue inventado en 2016 por Intel, el fabricante de chips de Silicon Valley, y se usa frecuentemente en redes blockchain que necesitan autorización.

El eterno debate entre PoW y PoS

Todos los mecanismos de consenso descritos aquí, aparte de Prueba de Trabajo, están diseñadas para Prueba de Participación. Algunos, como Proof of History, también pueden ser aplicados en PoW, pero esta es principalmente para PoS. Como tal, el debate acerca de cuál metodología es mejor básicamente se reduce a PoW contra la familia de PoS. Ya que todos tienen un gallo en la pelea, por así decirlo, los campos de PoW y PoS son diametralmente opuestos.

Este fenómeno se puede ver mejor en la acritud acerca de los planes de Ethereum de hacer la transición hacia un modelo híbrido PoW/PoS. “El protocolo basado en PoW es el modelo mejor probado y más exitoso hasta ahora”, insiste el Dr. Long Fang, el fundador de Conflux. “Después de todo, la tecnología blockchain brinda principalmente confianza. La seguridad y descentralización son la clave para construir la confianza al principio. PoS tiene muchos problemas en términos de seguridad y descentralización”.

El creador de Bittorrent Bram Cohen está de acuerdo. En una avalancha 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. Comenzando con un modelo de seguridad fundamentalmente débil y sigue con un sinnúmero de problemas técnicos además”. Es importante mencionar que Cohen tiene su propio proyecto de criptomonedas por impulsar, Chia, que usa otro algoritmo, Proof of Space, el cual depende de los validadores para demostrar que tienen espacio libre en el disco.

Conseguir validadores de blockchain para alcanzar consenso es relativamente simple en comparación con hacer que los partidarios estén de acuerdo en cuál mecanismo de consenso es mejor.

¿Crees que algún mecanismo de consenso ha mejorado la Prueba de Trabajo? Comparte con nosotros tu opinión en la sección de comentarios.

Artículo original escrito por Kai Sedgwick para News.bitcoin.com

Traducido por Carlos Hernández-Bitter para Pandanoticias.xyz.

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