La red distribuida descentralizada de la tecnología Blockchain crea un sistema libre de corrupción y ofrece mayor seguridad, transparencia e inmutabilidad: ¡ya lo sabe! Pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo se rige un sistema sin una autoridad central o cómo se verifican las decisiones sobre las transacciones?
Una de las promesas más importantes de la tecnología blockchain es un sistema peer-to-peer sin confianza donde una comunidad ayuda a verificar si las transacciones son genuinas. Sin embargo, ¿alguna vez te has preguntado exactamente cómo sucede eso? Bueno, diferentes blockchains usan diferentes métodos que se llaman algoritmos de consenso de blockchain.
También conocidos como protocolos de consenso, estos algoritmos son conjuntos de reglas a través de las cuales operan las redes. Si eso suena interesante, lea nuestra guía completa para descubrir qué son los algoritmos de consenso de blockchain, sus objetivos, cómo funcionan y la diferencia entre los dos más populares que se usan en la actualidad.
Tabla de contenido
Cómo funcionan las cadenas de bloques
La cadena de bloques es un sistema para registrar información que no se puede alterar ni piratear. También llamada tecnología de libro mayor distribuido (DLT), blockchain utiliza hash criptográfico de descentralización para crear un historial seguro y transparente de activos digitales.
Si bien la cadena de bloques se ejecuta en un sistema más complejo, la analogía de alguna manera explica cómo funciona: la ilustración más sencilla de cómo funciona la cadena de bloques es Google Doc. Puede compartir y distribuir cualquier documento creado a través de Google Docs dentro de un equipo en lugar de copiarlos y transferirlos.
Google Docs utiliza una cadena de distribución descentralizada que permite que todos los miembros del equipo accedan al documento simultáneamente. Todos los cambios realizados en el documento se registran en tiempo real y son transparentes, ya que ningún miembro está bloqueado.
Cada bloque en la cadena de bloques lleva varias transacciones. Cada vez que un usuario agrega una nueva transacción en la cadena de bloques, el registro de la transacción se agrega a todos los libros de contabilidad de los participantes.
De manera similar, cada vez que un usuario cambia un bloque en la cadena, se hace evidente para todas las computadoras participantes que se ha realizado un cambio. Cualquier intento de Hacker de corromper el sistema tendría que cambiar todos los bloques de la cadena en todas las versiones distribuidas de la cadena.
¿Qué es un mecanismo de consenso de Blockchain?
Un mecanismo de consenso es una fórmula mediante la cual cualquier grupo de personas sin una autoridad central superior toman decisiones y aseguran el cumplimiento de los acuerdos. Un algoritmo de consenso de cadena de bloques se refiere al proceso a través del cual los usuarios o pares dentro de una red de cadena de bloques llegan a un acuerdo común o consenso con respecto al estado en tiempo real de la cadena de bloques.
El protocolo de consenso permite que la red blockchain alcance confiabilidad y genere confianza entre diferentes notas, además de garantizar la seguridad dentro del libro mayor distribuido. Un algoritmo de consenso se convierte en una parte integral de cada aplicación de cadena de bloques o proyecto DApps dentro de la cadena de bloques.
Los mecanismos de consenso de Blockchain son generalmente responsables de las siguientes tres cosas:
- Se aseguran de que el siguiente bloque de la cadena sea la única versión correcta de la verdad.
- Evitan que los atacantes maliciosos alcancen el 51 % del poder de hash y usurpen el sistema, y bifurquen con éxito la cadena.
- Garantizan la confiabilidad de una red, incluidos múltiples nodos, que se encuentra entre los aspectos más importantes, ya que afirma la integridad de la red. El elemento más crítico de los mecanismos de consenso es garantizar que los usuarios no gasten la misma criptomoneda dos veces (Doble gasto).
Otros proveedores de servicios financieros, como las empresas de tarjetas de crédito y débito, no operan mecanismos de consenso ya que, a diferencia de las empresas de cadenas de bloques, las empresas controlan sus redes. El sistema envía la información a una base de datos central cada vez que utiliza sus tarjetas de crédito. Los usuarios de tarjetas de crédito creen que las empresas pueden proteger tanto sus datos como el proceso de sus respectivos pedidos durante las transacciones.
Dado que solo la compañía de tarjetas de crédito controla toda su red, se reservan el derecho de revertir o censurar cualquier transacción. Además del derecho a la censura y su incapacidad para resolver disputas, la mayoría de las bases de datos centralizadas son altamente susceptibles al riesgo de piratería y corrupción.
Entra en la cadena de bloques y la era de las criptomonedas; se hizo posible realizar transacciones entre pares que son confiables, inmutables y rastreables dentro de una red descentralizada. Dado que no existe una autoridad central o superior dentro de tales redes para hacer cumplir las reglas establecidas, los diferentes tipos de algoritmos de consenso de blockchain aseguran que todos los participantes en la red estén de acuerdo y jueguen de acuerdo con las reglas.
Objetivos de los mecanismos de consenso de Blockchain
Los siguientes se encuentran entre los objetivos principales de los mecanismos de consenso de blockchain.
#1. Acuerdo Unificado
Lograr un acuerdo unificado es uno de los principales objetivos del mecanismo de consenso. Los protocolos integrados dentro de la red distribuida de blockchain aseguran que todos los datos ingresados durante el proceso sean verdaderos y precisos y que el estado del libro mayor permanezca actualizado. Como resultado, los usuarios pueden realizar transacciones sin generar necesariamente confianza con sus pares.
#2. Crear un incentivo económico común
Dado que blockchain es un sistema sin confianza que se regula a sí mismo, los intereses de todos los participantes deben estar alineados. En tal situación, un algoritmo de consenso de cadena de bloques recompensa a quienes siguen la línea y castiga a los malos mientras regula los incentivos económicos.
#3. Justicia y Equidad
Los protocolos de consenso aseguran que todos los usuarios interesados puedan participar dentro de la red utilizando los mismos conceptos básicos. Como resultado, justifica los aspectos de descentralización y código abierto del sistema blockchain.
#4. Eliminar fallas
El método del mecanismo de consenso también garantiza que la cadena de bloques sea consistente, confiable y libre de fallas, lo que significa que el sistema puede funcionar de manera independiente en todo momento, incluso en caso de fallas y amenazas.
Tipos de algoritmos de consenso de blockchain: prueba de trabajo frente a prueba de participación
Existen numerosos algoritmos de consenso dentro del ecosistema de la cadena de bloques, y aún se están desarrollando muchos más. Por tanto, todo usuario o empresario debe conocer las características de los diferentes mecanismos de consenso y saber identificar los deficientes. Después de aprender los conceptos básicos de los algoritmos de consenso de blockchain, es hora de descubrir las fortalezas y debilidades de los dos métodos de consenso más populares.
La Prueba de trabajo (PoW) y la Prueba de participación (PoS) son los métodos de consenso de blockchain más utilizados. Ambos regulan el proceso a través del cual se verifican las transacciones entre pares y se agregan al libro mayor público distribuido de una cadena de bloques sin una autoridad central. Conocer las diferencias entre PoW y PoS puede ayudarlo a evaluar fácilmente las criptomonedas en su cartera.
¿Qué es la Prueba de trabajo (PoW)?
El método de consenso Prueba de trabajo debutó a principios de la década de 1990 para lidiar con el correo electrónico no deseado. La idea detrás de esto era que una computadora necesitaba realizar una pequeña cantidad de trabajo antes de poder enviar un correo electrónico. Si bien el trabajo estaba destinado a ser trivial para cualquiera que enviara uno o dos correos electrónicos legítimos, exigía una gran cantidad de recursos y potencia informática para cualquiera que tuviera la intención de enviar correos electrónicos masivos. El creador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto, fue la primera persona en aplicar la tecnología de dinero digital en el libro blanco de Bitcoin.
una. Pedidos de cadena de bloques
Ya sabes que una cadena de bloques está formada por una cadena de bloques que representan grupos de transacciones alineadas cronológicamente. El primer bloque en la prueba de la cadena de bloques basada en el trabajo está codificado en el software y se llama bloque 0 o bloque Génesis. Si bien el primer bloque no hace referencia a ningún bloque anterior, todos los demás bloques que ingresan a la cadena de bloques deben hacer referencia a bloques anteriores. Cada uno lleva consigo una copia del libro mayor actualizado.
b. Energía usada
El algoritmo de prueba de trabajo utiliza una carrera competitiva para determinar quién de los participantes (mineros de criptomonedas) puede ajustar el libro mayor. Los mineros deben usar energía computacional para calificar para proponer bloques válidos de acuerdo con las reglas de la red.
Las computadoras que ejecutan el software Bitcoin, conocidas como nodos, validan las transacciones, evitan el doble gasto y determinan si algún bloque propuesto debe unirse a la cadena. Los mineros de Bitcoin compiten entre sí para tener la oportunidad de crear un nuevo bloque resolviendo sumas matemáticas complejas a través de un proceso llamado hashing. Los problemas matemáticos son difíciles de resolver, pero la red puede verificar fácilmente la solución correcta.
C. Participación
El método de consenso PoW combina el poder computacional con la criptografía para generar consenso y validar las transacciones registradas en la cadena de bloques. Los mineros que participan en el proceso de hashing deben generar la respuesta correcta al problema matemático para calificar para agregar un nuevo bloque a la cadena.
Los mineros participantes adivinarán una serie de números pseudoaleatorios que, combinados con la información del bloque y pasados por una computadora con función hash, deben brindar una solución que coincida con las condiciones establecidas de antemano por el algoritmo.
Una vez que se deriva una respuesta, el sistema transmite el hash ganador a la red para que otros mineros puedan verificar su validez. Si los otros mineros verifican el hash, el bloque se agregará a la cadena de bloques y el minero exitoso recibirá una compensación a través de la recompensa del bloque.
d. Distribución de recompensas
La persona que extrae un bloque aceptado como válido dentro de la red recibe una recompensa por bloque, generalmente una nueva criptomoneda. Para las criptomonedas como Bitcoin, la cadena de bloques reduce sistemáticamente el monto de la recompensa del bloque después de que se haya creado una cantidad determinada de bloques para mantener la cantidad total de fondos finita y deflacionaria.
¿Qué es la prueba de participación (PoS)?
El método de consenso de prueba de participación (PoS) es una enmienda del PoW que debutó en 2012. En lugar de confiar únicamente en las computadoras que compiten entre sí para crear el hash correcto, el objetivo de un protocolo de consenso PoS es permitir la participación a través de la propiedad. de la criptomoneda en particular. El objetivo era lidiar principalmente con el alto consumo de energía del PoW para determinar el orden de la cadena de bloques.
El algoritmo PoS utiliza un conjunto predeterminado de factores para elegir de forma pseudoaleatoria un nodo entre los propietarios de monedas para proponer el siguiente bloque a la cadena de bloques. La función del nodo seleccionado es verificar la validez de las transacciones dentro de un bloque además de firmar y proponer el bloque a la cadena de bloques para su validación.
una. Pedidos de cadena de bloques
Al igual que el mecanismo PoW, el método de consenso PoS consiste en una cadena de bloques alineados cronológicamente. El primer bloque dentro de una cadena de bloques basada en PoS también está codificado en el software del bloque génesis. Todos los bloques posteriores agregados a la cadena de bloques deben hacer referencia al bloque anterior y llevar una copia completa del libro mayor actualizado. Sin embargo, a diferencia del método PoS, los nodos participantes no compiten para ser seleccionados para agregar bloques. Como resultado, los bloques nuevos suelen forjarse o acuñarse en lugar de extraerse.
b. Energía usada
Las cadenas de bloques basadas en PoS son famosas por utilizar un sistema de eficiencia energética para determinar quién puede proponer nuevos bloques y no dependen del alto consumo de energía y la potencia informática. Los defensores del mecanismo de consenso PoS lo anuncian como un mecanismo respetuoso con el medio ambiente en el que a un nodo individual se le asigna la tarea de crear nuevos bloques en lugar de competir entre sí.
Debido a que la minería de PoW y la acuñación de PoS requieren consumo de energía, los nodos de minería y acuñación están motivados para usar la forma de electricidad más barata posible, que en la mayoría de los casos proviene de recursos renovables como la energía hidroeléctrica, eólica o solar en lugar de fuentes de emisión de gases de efecto invernadero como el carbón.
Mientras que los mineros de PoS solo requieren una fuente de Internet activa que requiere una pequeña cantidad de energía, los mineros de PoW, por otro lado, deben adquirir hardware especializado (GPU), equipos de minería y otros dispositivos costosos para tener la oportunidad de producir un bloque.
C. Participación
Para participar en el método de consenso PoS y tener la oportunidad de ser seleccionado para agregar bloques a la cadena, se requiere que un usuario apueste o bloquee una cantidad específica de tokens de blockchain en un contrato inteligente en particular. Su probabilidad de ser seleccionado para participar está determinada por la cantidad de criptomonedas que apuesta.
Los usuarios que actúen maliciosamente o violen las reglas establecidas podrían terminar perdiendo su participación como castigo. El algoritmo PoS emplea varios otros factores determinantes para evitar favorecer solo a los nodos más ricos, algunos de los cuales incluyen la aleatorización pura o la cantidad de veces que un nodo ha apostado monedas.
d. Distribución de recompensas
Al igual que el mecanismo de consenso de PoW, los usuarios que proponen con éxito un bloque válido son recompensados con una recompensa de bloque, en referencia a la criptomoneda de la cadena de bloques. No obstante, dado que la propiedad de la moneda determina la selección, algunos intercambios de criptomonedas ofrecen servicios de apuestas colocando apuestas en nombre de los usuarios a cambio de pagos regulares.
PoW vs. PoS: ¿Adónde pertenece el futuro?
Nuestro veredicto de los algoritmos de consenso de blockchain de prueba de trabajo versus prueba de participación es que ambos funcionan de manera diferente para lograr el mismo propósito. Sin embargo, dado que la prueba de participación todavía es relativamente nueva en el mercado, puede ser injusto emitir un juicio sobre cuál de ellos es el ganador absoluto.
PoW ha sido el mecanismo de consenso tradicional en la mayoría de las cadenas de bloques originales como Bitcoin y Ethereum. Sin embargo, Ethereum está en proceso de adoptar un nuevo protocolo PoS en un intento por mostrar el potencial del método de consenso emergente.
El mecanismo de consenso PoW ha resistido la prueba del tiempo y ha demostrado ser una forma de asegurar una cadena de bloques. Sin embargo, tuvo un impacto negativo en la escalabilidad de la red, lo que afecta negativamente a las transacciones. En estos días, las personas rara vez tienen la oportunidad de minar, ya que las grandes organizaciones mineras centralizadas con un inmenso poder de cómputo se han hecho cargo, lo que hace que los costos asociados sean insostenibles.
El algoritmo PoS, por otro lado, es más eficiente energéticamente y las redes bajo él disfrutan de una mayor escalabilidad y transacciones más eficientes. Sin embargo, el mecanismo brinda menos seguridad para las criptomonedas apostadas por los participantes.
Conclusión
PoS surgió para abordar las fallas inherentes al mecanismo PoW y, por supuesto, prosperar en el lado de la eficiencia energética. Sin embargo, ambos algoritmos de consenso de blockchain pueden existir en un futuro previsible, considerando que Bitcoin está atascado con PoW mientras que Ethereum gravita hacia PoS.
También puede estar interesado en leer sobre los nodos de blockchain.