Proof of Stake (PoS) VS Proof of Work (PoW)

Los mecanismos de consenso de prueba de trabajo (Proof of Work (PoW)) y prueba de participación (Proof of Stake (PoS)), son dos elementos indispensable en el ecosistema de las criptomonedas. Ambos son elementos indispensable para llevar a cabo la confirmación y verificación de transacciones dentro de la cadena de bloques sin la necesidad de un tercero.

En este artículo, sin entrar en demasiado tecnicismos, intentaré dar una explicación básica y sencilla para que comprendas el funcionamiento de cada uno de estos mecanismos de consenso.

Finalmente, explicaré bajo mi punto de vista, porqué creo que la prueba de participación o proof of stake es un mecanismo mucho mejor que la prueba de trabajo.

Prueba de participación vs Prueba de trabajo

La prueba de trabajo se usa para determinar de qué forma la cadena de bloques llega a un consenso con el objetivo de eliminar los intermediarios. Una forma de asegurarse de que los fondos no se utilicen más de una vez o con intenciones fraudulentas. Se aplicó por primera vez en la red Bitcoin, pero al ser de código abierto, muchas otras Altcoin copiaron o adaptaron este sistema.

¿Cómo consigue llegar a ese consenso sin depender de terceros? Utilizando un proceso criptográfico basado en ecuaciones matemáticas que solo los ordenadores con cierta potencia son capaces de resolver. De ahí el nombre de criptomonedas.

Aunque el proof of work es funcional y eficaz, está muy lejos de ser perfecto. Los costes elevados de electricidad, el problema del 51% y la limitación de transacciones simultáneas ponen en riesgo la descentralización y democratización de la cadena de bloques.

Debido a esto, se han desarrollado nuevos sistemas de pruebas que intentan paliar esos efectos indeseados. El más conocido fue desarrollado en el año 2012 por Scott Nadal y Sunny King tras argumentar que los costes en electricidad diarios cada vez eran más altos debido al aumento de la red y la complejidad de los problemas matemáticos. A este modelo se le llamó prueba de participación o proof of stake.

La primera criptomoneda en emplear la prueba de participación fue Peercoin. Se pudo contemplar una reducción significativa de recursos, mayor número de transacciones más escalables y un sistema de ganancias más equitativo basado en la moneda y no en la potencia. Tal fue su éxito que la segunda red más grande, Ethereum, está modificando su estructura para incorporar la prueba de participación.

PoW vs PoS

Prueba de trabajo (PoW)

Las principales Blockchain, como Ethereum, Bitcoin y Litecoin, utilizan la prueba de trabajo en sus transacciones. La pureza de este sistema se encuentra en Bitcoin ya que las otras han realizado ciertas modificaciones para intentar ampliar su capacidad. El funcionamiento es el mismo, pero vamos a tomar el Bitcoin como referencia.

El tiempo promedio en confirmar una transacción en Bitcoin es de 10 minutos. Cuando eso ocurre, se crea un nuevo bloque. Cada uno de estos bloques guarda en su interior diferentes transacciones que han de ser verificadas resolviendo el algoritmo criptográfico utilizando la potencia de los ordenadores conectados a la red. Cuando se verifica, la transacción queda reflejada de forma permanente en la cadena de bloques general y visible para todos los usuarios.

Las personas que consiguen resolver el bloque con sus ordenadores son recompensadas con fracciones de la criptomoneda en cuestión, pero el problema reside en que ese ‘premio’ solo lo reciben los primeros en resolverlo. Puede haber miles de ordenadores trabajando y gastando recursos para que se lo lleve el más rápido.

Normalmente es el que mejor hardware de procesamiento tiene o una red que comparte su potencia para minar más rápido. ¿Por qué ocurre esto? Porque la prueba matemática no se resuelve porque se realicen cálculos. La solución se obtiene a través del sistema de prueba y error. Un ordenador puede enviar miles de resultados al segundo y cuando aciertan, se resuelve.

Prueba de participación (PoS)

El modelo de proof of stake emplea un proceso distinto al de la prueba de trabajo. Mientras que proof of work recompensa a sus mineros por resolver las ecuaciones, la prueba de participación se centra en la apuesta. Esa apuesta es la cantidad de monedas que la persona tiene en esa cadena de bloques que está explotando.

A estos nodos se les llama validadores ya que técnicamente no están ‘explotando’ como se hace en la prueba de trabajo. Los que participan en la prueba de participación ganan la tarifa de transacción.

¿Cómo funciona este proceso? Muy sencillo. El usuario debe tener sus monedas en una billetera concreta para tener la oportunidad de validar las transacciones. Esa billetera bloquea el uso de las monedas y se utilizan para ‘apostar’ en esa red. Hay que tener un mínimo de monedas para poder participar.

Mientras más apuestes, más opciones tendrás de salir elegido. La inversión inicial es muy elevada por este motivo. Sin embargo, si apuestas el mínimo, tu porcentaje de éxito se reduce. Veamos un ejemplo:

  • Hay un total de 2000 monedas en la cadena de bloques
  • Decides comprar 1000 monedas y apostarlas para poder participar
  • Esto implica que has apostado el 5% del total de todas las monedas y tienes un 5% de ganar todas las recompensas.

En definitiva, la prueba de trabajo elige de manera aleatoria al ganador en función de la cantidad de monedas que haya apostado, pero todos tienen opciones de ganar. Además, elimina el problema del 51% porque para participar has de usar tus monedas y si tienes malas intenciones, todas las monedas se perderían. Recordemos que la prueba de trabajo depende de la capacidad de resolución de problemas y la prueba de participación de la cantidad de monedas utilizadas.

Beneficios de la prueba de participación frente a la prueba de trabajo

Una de las principales ventajas es que pone freno a la centralización de la red.  La prueba de trabajo depende de la potencia del hardware. Esto supone unos grandes costes, tanto de material como de electricidad, que solo unos pocos pueden permitirse. Además, hay aparatos denominados ASIC que permiten organizar potentes grupos de minería agrupando sus recursos. En la actualidad, más del 50% de Bitcoin está controlado por 4 grupos.

Gracias a la prueba de participación se evita que grupos de personas utilicen sus recursos compartidos para ganar las recompensas y controlar la red. Al mismo tiempo, esto se traduce en una reducción de los gastos de electricidad y de la contaminación. La prueba de trabajo no necesita operaciones complejas para ser resueltas ya que no se prima la potencia.

Se solventa el problema del 51%. Esto se refiere a que una o varias personas controlen más del 50% del poder minero. Si sucede, esa persona o conjunto podrían realizar cambios en los bloques perdiendo la democratización y descentralización a la vez que aumentaría el nivel de fraude.

En el sistema de participación esto no saldría rentable ya que tendrían que comprar el 51% de las monedas. Se traduce en un aumento de valor de esta y terminarían gastado más de lo que ganarían. Además, perdería todas las monedas apostadas.

¿Desventajas del modelo de prueba de participación?

La mayoría de los inconvenientes son comunes en los dos modelos de prueba, pero vamos a destacar los que más llaman la atención.

En primer lugar, el mínimo de inversión para participar en este sistema es de un importe muy elevado. Esto ocasiona que, en general, solo gente con poder económico pueda participar. Si eso ocurre, los que más tienen, serán los que consigan beneficio de este sistema. Lo mismo ocurría con la prueba de trabajo ya que ganaban los que tenían para comprar potencia de minado.

El segundo problema que encontramos es que se permite verificar transacciones en varias cadenas y podría permitir que se realicen ataques dobles.

Entonces, ¿qué modelo es mejor?

Todo apunta a que el modelo de participación es más seguro y justo que el modelo de trabajo. Permite mantener la democratización y descentralización de la red con problemas muchos menores.

Existen opiniones muy dispares entre los expertos. Como en la mayoría de los casos, en general miran por sus intereses. Lo que está claro es que si Ethereum, la segunda más grande, está preparando el cambio a la prueba de participación, es que de momento este modelo va tomando ventaja.

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