El Proof of Stake es un mecanismo de consenso alternativo popular al Proof of Work. En lugar de necesitar poder de cómputo para validar transacciones, los validadores deben apostar monedas. Este hecho reduce drásticamente el consumo de energía necesario. El Proof of Stake también puede mejorar la descentralización, la seguridad y la escalabilidad.
Sin embargo, un ataque del 51% puede ser relativamente fácil de lograr con blockchains de baja capitalización de mercado. Como el Proof of Stake es altamente versátil, tiene una amplia gama de variaciones para diferentes blockchains y casos de uso.
Introducción
La Prueba de Participación es, con mucho, la opción más popular para las redes de blockchain hoy en día. Pero con tantas variaciones, puede ser complicado entender sus conceptos fundamentales. Hoy en día, es poco probable que la veas en su forma original. Sin embargo, todo tipo de Prueba de Participación comparten los mismos conceptos clave. Entender estas similitudes te ayudará a tomar mejores decisiones sobre las blockchains que utilizas y cómo funcionan.
¿Qué significa la Prueba de Participación?
El algoritmo de consenso de la Prueba de Participación consenso fue introducido en 2011 en el foro Bitcointalk. Se propuso como una solución a los problemas de la Prueba de Trabajo. Si bien ambos comparten el mismo objetivo de alcanzar el consenso de blockchain, el proceso que toman es bastante diferente. En lugar de necesitar proporcionar una prueba computacionalmente intensiva, los participantes solo demuestran que han apostado monedas.
¿Cómo Funciona la Prueba de Participación?
El algoritmo de Prueba de Participación utiliza un proceso de elección pseudoaleatorio para seleccionar validadores de un grupo de nodos. El sistema utiliza una combinación de factores, incluyendo la participación de edad, un elemento de aleatorización y la riqueza del nodo.
En los sistemas de Prueba de Participación, los bloques son 'forjados' en lugar de mineros. Sin embargo, aún podrías oír el término 'minado' ocasionalmente utilizado. La mayoría de las criptomonedas de Prueba de Participación se lanzan con un suministro de monedas 'pre-forjadas' para permitir que los nodos comiencen de inmediato.
Los usuarios que participan en el proceso de forja deben bloquear una cierta cantidad de monedas en la red como su participación. El tamaño de las participaciones determina las posibilidades de que un nodo sea seleccionado como el siguiente validador: cuanto más grande sea la participación, mayores serán las posibilidades. Se agregan métodos únicos al proceso de selección para favorecer no solo a los nodos más ricos de la red. Los dos métodos más comúnmente utilizados son la Selección Aleatoria de Bloques y la Selección por Edad de Monedas.
Selección Aleatoria de Bloques
En el método de Selección Aleatoria de Bloques, los validadores son seleccionados buscando nodos con una combinación del valor hash más bajo y la participación más alta. Dado que los tamaños de las participaciones son públicos, el siguiente forjador generalmente puede ser predicho por otros nodos.
Selección por Edad de Monedas
El método de Selección por Edad de Monedas elige nodos en función de cuánto tiempo han estado apostados sus tokens. La edad de moneda se calcula multiplicando el número de días que las monedas han estado apostadas por el número de monedas apostadas.
Una vez que un nodo ha forjado un bloque, su edad de moneda se restablece a cero, y debe esperar un cierto período para poder forjar otro bloque; esto evita que los nodos de gran participación dominen la blockchain.
Validando transacciones
Cada criptomoneda que utiliza un algoritmo de Prueba de Participación tiene su propio conjunto de reglas y métodos combinados para lo que considera la mejor combinación posible para la red y sus usuarios.
Cuando un nodo es elegido para forjar el siguiente bloque, verificará si las transacciones en el bloque son válidas. Luego firma el bloque y lo agrega a la blockchain. Como recompensa, el nodo recibe las comisiones de transacción del bloque y, en algunas blockchains, una recompensa en monedas.
Si un nodo quiere dejar de ser un forjador, su participación y recompensas ganadas serán liberadas después de un cierto período, dando tiempo a la red para verificar que no se han agregado bloques fraudulentos a la blockchain por el nodo.
¿Qué blockchains utilizan la Prueba de Participación?
La mayoría de las blockchains posteriores a Ethereum utilizan mecanismos de consenso de Prueba de Participación. Típicamente, cada uno se modifica para adaptarse a las necesidades de la red. Cubriremos estas variaciones más adelante en el artículo. Ethereum en sí mismo está actualmente en proceso de transición a la Prueba de Participación con Ethereum 2.0.
Las redes de blockchain que utilizan la Prueba de Participación o una forma de ella incluyen:
1. BNB Chain
3. Solana
4. Avalanche
5. Polkadot
Ventajas de la Prueba de Participación
La Prueba de Participación tiene muchas ventajas claras sobre la Prueba de Trabajo. Por esta razón, las nuevas blockchains casi siempre utilizan la Prueba de Participación. Sus beneficios incluyen:
Adaptabilidad
A medida que las necesidades de los usuarios y las blockchains cambian, la Prueba de Participación también puede hacerlo. Es evidente con la gran cantidad de adaptaciones disponibles. El mecanismo es versátil y puede adaptarse fácilmente a la mayoría de los casos de uso de blockchain.
Descentralización
Se anima a más usuarios a ejecutar nodos, ya que es más asequible. Este incentivo y el proceso de aleatorización también hacen que la red sea más descentralizada. Aunque existen grupos de staking, hay una probabilidad mucho mayor de que un individuo forje un bloque con éxito bajo la Prueba de Participación. En general, esto reduce la necesidad de grupos de staking.
Eficiencia energética
La Prueba de Participación es increíblemente eficiente en términos de energía en comparación con la Prueba de Trabajo. El costo de participar depende del costo económico de apostar monedas en lugar del costo computacional de resolver acertijos. Este mecanismo conduce a una reducción significativa en la energía requerida para ejecutar el mecanismo de consenso.
Escalabilidad
Como la Prueba de Participación no depende de máquinas físicas para generar consenso, es más escalable. No hay necesidad de grandes granjas de minería o de obtener grandes suministros de energía. Agregar más validadores a la red es más barato, más simple y más accesible.
Seguridad
El staking funciona como un motivador financiero para que el validador no procese transacciones fraudulentas. Si la red detecta una transacción fraudulenta, el validador perderá una parte de su participación y su derecho a participar en el futuro. Siempre que la participación sea mayor que la recompensa, el validador perdería más monedas de las que ganaría con la actividad fraudulenta.
Para controlar efectivamente la red y aprobar transacciones fraudulentas, un nodo tendría que poseer una participación mayoritaria en la red, también conocida como el ataque del 51%. Dependiendo del valor de una criptomoneda, puede ser casi imposible obtener el control de la red, ya que necesitarías adquirir el 51% del suministro circulante.
Desventajas de la Prueba de Participación
Aunque la Prueba de Participación tiene muchas ventajas en comparación con la Prueba de Trabajo, aún tiene algunas debilidades:
Forking
Con un mecanismo estándar de Prueba de Participación, no hay desincentivo para minar ambos lados de un fork. Bajo la Prueba de Trabajo, minar ambos lados llevará a un desperdicio de energía. Con la Prueba de Participación, el costo es mucho menor, lo que significa que las personas pueden "apostar" en ambos lados de un fork.
Accesibilidad
Para comenzar a participar, necesitarás un suministro nativo de tokens de una blockchain. Esto requiere que compres el token a través de un intercambio u otro método. Dependiendo de la cantidad requerida, es posible que necesites una inversión significativa para comenzar a participar de manera efectiva.
Con la Prueba de Trabajo, puedes comprar equipos de minería baratos o incluso alquilarlos. Con esto, puedes unirte a un grupo y comenzar a validar y ganar rápidamente.
ataque del 51%
Aunque la Prueba de Trabajo también es propensa a ataques del 51%, pueden ser significativamente más fáciles con la Prueba de Participación. Si el precio de un token se desploma o la blockchain tiene una baja capitalización de mercado, teóricamente puede ser barato comprar más del 50% de los tokens y controlar la red.
Otros mecanismos de consenso que se basan en la Prueba de Participación
La Prueba de Participación es altamente adaptable. Los desarrolladores pueden cambiar el mecanismo exacto para adaptarlo a los casos de uso específicos de una blockchain. A continuación se presentan algunos de los más comúnmente vistos.
Prueba de Participación Delegada (DPoS)
La Prueba de Participación Delegada permite a los usuarios apostar monedas sin convertirse en un validador. En este caso, las apuestan detrás de un validador para compartir las recompensas de bloque. Cuantos más delegadores apuesten detrás de un posible validador, mayor será su oportunidad de selección. Los validadores generalmente pueden cambiar la cantidad compartida con los delegadores como un incentivo. La reputación de un validador también es un factor importante para los delegadores.
Prueba de Participación Nominada (NPoS)
La Prueba de Participación Nominada es un modelo de consenso desarrollado por Polkadot. Tiene muchas similitudes con la Prueba de Participación Delegada, pero una diferencia clave. Si un nominador (delegador) apuesta detrás de un validador malicioso, también puede perder su participación.
Los nominadores pueden elegir hasta 16 validadores para apostar detrás. La red luego distribuirá equitativamente su participación detrás de los validadores elegidos. Polkadot también utiliza varios enfoques en teoría de juegos y teoría electoral para determinar quién forjará un nuevo bloque.
Prueba de Autoridad Apostada (PoSA)
La Cadena Inteligente de BNB utiliza la Prueba de Autoridad Apostada para generar consenso en la red. Este mecanismo de consenso combina la Prueba de Autoridad y la Prueba de Participación, permitiendo que los validadores se turnen para forjar bloques. Un grupo de 21 validadores activos es elegible para participar, seleccionado por la cantidad de BNB que apuestan o tienen delegados detrás de ellos. Este conjunto se determina diariamente, y la Cadena BNB almacena la selección.
Conclusión
La forma en que agregamos bloques de transacciones a una red ha cambiado significativamente desde Bitcoin. Ahora ya no necesitamos depender del poder computacional para generar consenso criptográfico. El sistema de Prueba de Participación tiene muchas ventajas, y la historia ha demostrado que la Prueba de Participación funciona. Con el tiempo, parece que Bitcoin será solo una de un puñado de redes de Prueba de Trabajo que quedan. Por ahora, parece que la Prueba de Participación ha llegado para quedarse.