¿Qué es la prueba de trabajo (PoW)? Nueva Guía Premier 2024

Proof of Work (PoW) es el primer mecanismo de consenso que apareció en la blockchain y es utilizado por muchas cadenas públicas como Bitcoin, Litecoin, Ethereum (que cambió a PoS en 2022), y muchos otros.

¿Qué es la Prueba de Trabajo (PoW)?

Proof of Work (PoW) describe un mecanismo de consenso que requiere que una red de dispositivos realice una cantidad significativa de trabajo computacional. Hal Finney adaptó el concepto de «prueba de trabajo reutilizable» utilizando un algoritmo hash seguro de 160 bits 1 (SHA-1) en 2004 para reimaginar el concepto de fichas digitales.

Bitcoin, lanzado en 2009, se convirtió en la primera aplicación ampliamente adoptada del concepto PoW de Finney (Finney fue también el primer receptor de una transacción Bitcoin). Proof of Work es la base de muchas otras criptomonedas y permite un consenso seguro.

• Proof of Work (PoW) es un mecanismo de consenso descentralizado que requiere que los participantes de la red gasten energía para resolver números hexadecimales criptográficos.
• La Prueba de Trabajo, también conocida como minería, se refiere a la obtención de recompensas por completar el trabajo.
• La prueba de trabajo permite el procesamiento seguro de transacciones entre pares sin necesidad de terceros de confianza.
• Las pruebas de trabajo a gran escala requieren un consumo de energía significativo, que aumenta a medida que más mineros se unen a la red.

Puntos clave

Entendiendo la Prueba de Trabajo (PoW)

Esta explicación se centrará en el papel que juega la Prueba de Trabajo en la red Bitcoin. Bitcoin se conoce comúnmente como una criptodivisa; técnicamente, es un token-una representación de propiedad de valor en la blockchain de Bitcoin. La propiedad de los tokens puede ser intercambiada por artículos equivalentes, como dar a alguien un dólar por un caramelo – ahora ellos poseen el dólar, y usted posee el caramelo.

Prueba de trabajo (PoW) Blockchain

La cadena de bloques es un libro de contabilidad distribuido que registra todas las transacciones de Bitcoin, similar a la introducción de transacciones en una hoja de cálculo. Cada bloque es como una celda. La información, como el importe de la transacción, la dirección del monedero, la hora y la fecha, se registra y encripta en la cabecera del bloque, un número hexadecimal creado mediante la función hash de la cadena de bloques.

Al crear un valor hash, el valor hash de cada bloque se utilizará en el bloque siguiente. Esto crea una cadena inmutable de bloques, ya que la información de cada bloque se incluye en el hash del bloque más reciente.

Valor HASH

Cuando se cierra un bloque, el valor hash debe verificarse antes de poder abrir un nuevo bloque. Aquí es donde entra en juego Proof of Work. El valor hash es un número hexadecimal cifrado de 64 bits. Con la tecnología moderna, se puede hacer hash de una gran cantidad de datos en milisegundos. Sin embargo, los mineros intentan adivinar el valor hash, lo que lleva mucho tiempo desde el punto de vista computacional.

La minería es el proceso de validar transacciones y obtener recompensas resolviendo valores hash.

Número aleatorio

El valor hash incluye una serie de números llamados nonce, que significa «número usado una vez». Cuando un minero (un programa en un nodo utilizado para resolver valores hash) comienza a minar, utiliza un nonce de cero para generar el valor hash a partir de información disponible públicamente.

Resolver el problema del hash

Si el valor hash es menor que el objetivo de red actual, el minero ha resuelto con éxito el valor hash. El objetivo de red es el resultado matemático convertido en un número hexadecimal que determina la dificultad de minado.

Si el valor hash es mayor que el valor objetivo, el programa de minería incrementa el nonce en 1 y genera de nuevo el valor hash. Los mineros de toda la red intentan resolver el problema hash de esta manera. Los mineros que resuelven valores hash en la blockchain de Bitcoin reciben recompensas por el trabajo actual completado.

Prueba de trabajo versus prueba de participación

Los dos mecanismos de consenso más populares son la Prueba de trabajo y la Prueba de participación. El principal competidor de Bitcoin, Ethereum, había estado usando Prueba de trabajo en su cadena de bloques hasta septiembre de 2022, cuando pasó a Prueba de participación. Aquí hay algunas diferencias clave entre los dos:

Prueba de trabajo	Prueba de participación
La verificación la realiza la red de mineros	La verificación la realizan los participantes que aportan Ether como garantía
Bitcoin recompensa a los mineros tanto con recompensas por bloque como con comisiones por transacción	El éter sólo se utiliza para pagar las tasas de transacción
Competitivo y requiere mucha energía y potencia de cálculo	Requiere menos potencia de cálculo y energía

Consideraciones

La minería es un proceso competitivo, lo que la convierte en una competición entre los que tienen la mayor potencia de cálculo. Por lo tanto, los mineros se unen a pools de minería para aumentar sus posibilidades de recibir recompensas, ya que se requiere un trabajo computacional competitivo.

Proof of Work también es conocido por su consumo energético. La Universidad de Cambridge rastrea el consumo de energía de la red Bitcoin y utiliza «estimaciones aproximadas» para determinar su uso. La energía utilizada por la red es comparable a la de algunos países pequeños; sin embargo, vale la pena señalar que la energía utilizada por las redes de datos industriales y centros de datos supera con creces la de la red Bitcoin.

Proof of Work es también un método de validación mucho más lento comparado con otros. Por ejemplo, el número de transacciones que se producen excede la capacidad de procesamiento de la red Bitcoin. Las transacciones se sientan en el mempool esperando a ser validadas, con tiempos medios de confirmación entre el 1 de enero y el 9 de febrero de 2023, que oscilan entre 7 y 91 minutos (la confirmación se refiere al tiempo en que se confirma la transacción). El tiempo medio de bloqueo para Bitcoin se mantiene en 10 minutos, mientras que el tiempo medio de bloqueo para la red PoS de Ethereum ha sido de 12 segundos desde septiembre de 2022.

Ejemplo de Prueba de Trabajo

La prueba de trabajo requiere que las computadoras ejecuten aleatoriamente funciones hash hasta que produzcan una salida con el número mínimo correcto de ceros a la izquierda. Por ejemplo, el valor hash para el bloque #842,533 minado el 8 de mayo de 2024 es:

000000000000000000004f0f4988d6dee8c9d60100830d3d7633fffde5fdd986

La recompensa del bloque cifrado con éxito es de 3,125 BTC y 0,17220833 BTC en comisiones.

El nonce es 3.391.347.343, y hay 1.636 transacciones en este bloque. Recuerde, el valor hash se genera, y el nonce comienza en cero, con este bloque se hash 3,3 mil millones de veces por los mineros hasta que un número por debajo del objetivo se logró.

¿Qué significa Proof of Work (PoW)?

PoW requiere que los nodos de la red proporcionen pruebas de que han gastado energía computacional (es decir, trabajo) de forma descentralizada para lograr el consenso y evitar que actores maliciosos se apoderen de la red.

¿Por qué las criptomonedas necesitan prueba de trabajo?

Debido a que las redes como las cadenas de bloques de criptomonedas están diseñadas para ser descentralizadas y de igual a igual, se necesita algún método para lograr el consenso y la seguridad. La Prueba de Trabajo es un método que consume muchos recursos para asegurar la red. También existen otros mecanismos de prueba que consumen menos recursos. Sin un mecanismo de prueba, la red y los datos almacenados en ella serían vulnerables a ataques o robos.

¿Utiliza Bitcoin Prueba de Trabajo?

Sí. Utiliza un algoritmo PoW basado en la función hash SHA-256 para validar y confirmar transacciones y emitir nuevos bitcoins.

Conclusión

Proof of Work es un mecanismo de consenso utilizado por muchas criptomonedas para validar las transacciones en la blockchain y recompensar a los tokens por participar en la red. La Prueba de Trabajo es un proceso competitivo que intenta generar un número hexadecimal por debajo del objetivo de la red utilizando información de transacciones disponible públicamente.

Bajo el consenso PoW, miles de programas de minería trabajan en un bloque hasta que se resuelve el valor hash, y luego pasan al siguiente bloque.