¿Qué es Proof of Stake (PoS)? Nueva Guía Premier 2024
En comparación con las bases de datos estándar con autoridad central, blockchain es una red descentralizada peer-to-peer en la que cualquiera puede participar. Los sistemas blockchain clásicos se basan en la criptografía y forman una cadena secuencial de bloques de datos escritos uno tras otro. Tienen ciertas propiedades fundamentales, dependiendo de cómo se escriban en la blockchain.
Para que el sistema funcione correctamente y teniendo en cuenta que los nodos de la cadena de bloques son independientes entre sí, cada nodo debe adherirse a unas reglas específicas (pero uniformes) para validar las transacciones de la cadena de bloques y escribir bloques en la cadena. Este conjunto de reglas se conoce como algoritmo de consenso de la cadena de bloques.
En este artículo, exploraremos el algoritmo de consenso Proof of Stake (PoS), sus ventajas y desventajas, y en qué se diferencia de otro algoritmo de consenso igualmente popular conocido como Proof of Work. Por último, conocerás algunos proyectos de blockchain basados en el algoritmo PoS.
¿Qué es el algoritmo de consenso PoS y cómo funciona?
Proof of Stake (PoS) es un algoritmo utilizado para validar la propiedad de moneda digital dentro de un conjunto total de acciones. El algoritmo de consenso PoS es el segundo algoritmo más popular implementado en las criptodivisas. Como idea, el algoritmo Proof of Stake fue propuesto en el foro Bitcointalk en 2011, y la criptodivisa PeerCoin implementó por primera vez el protocolo en 2012.
El algoritmo requiere participantes en la red – propietarios de criptomonedas. Se unen a grupos y delegan sus derechos de minería de tokens en un participante que forma un grupo de participantes para todos los delegados. Estos nodos de la red se denominan validadores.
El sistema Proof of Stake se creó como alternativa al Proof of Work, con el objetivo de superar sus inconvenientes, como el consumo masivo de energía computacional. Este mecanismo reduce el trabajo computacional necesario para validar las transacciones y proteger los bloques del libro mayor distribuido. El método PoS sustituye esencialmente la potencia de procesamiento por una apuesta, en la que la red determina la capacidad de minería de un individuo. Los propietarios estacan sus tokens para obtener la capacidad de validar nuevos bloques y convertirse en «validadores».
Los validadores llevan a cabo el proceso de validación de las transacciones, garantizando la corrección de las operaciones dentro de los bloques. Si la operación es correcta, añaden el bloque a la blockchain y reciben recompensas por su contribución. Sin embargo, si los validadores proponen añadir un bloque con datos intencionadamente incorrectos, perderán algunos activos apostados como penalización.
En el algoritmo PoS, todas las monedas pueden ser pre-generadas y luego distribuidas entre los miembros de la red. Existen varias implementaciones de mecanismos de consenso PoS blockchain, que se enumeran a continuación Sistemas PoS:
Prueba de participación delegada (DPoS)
Este algoritmo difiere del clásico sistema de consenso PoS de libro mayor distribuido principalmente en un intento de superar el principal inconveniente del algoritmo, a saber, el riesgo de centralización. En DPoS, el derecho a aprobar las transacciones de criptomoneda es delegado por los titulares de tokens a los validadores, que son votados por los titulares.
Cualquier miembro de la red que posea una cierta cantidad de criptomoneda puede convertirse en validador. Sin embargo, en cualquier momento, los votos para ese validador pueden ser retirados para apoyar a otro validador. Sin embargo, el DPoS también tiene inconvenientes. En concreto, el riesgo es la baja participación de los participantes de la red, tras lo cual DPoS se convierte en PoS, y no se puede descartar la colusión de los representantes.
Proof of Stake arrendado (LPoS)
Este tipo de PoS implica acciones de prueba de propiedad arrendadas. Se trata de un conjunto de participantes de la red que arriendan sus acciones a participantes con una gran cantidad de criptomoneda, formando un nodo. Debido a la criptomoneda arrendada, los participantes de la red tienen la oportunidad de ganar su parte de criptomoneda de los nodos de minería; de lo contrario, la posibilidad de recibir recompensas es pequeña debido a la pequeña proporción de participantes de la red en todo el mercado para una criptomoneda dada.
El proceso de minería de criptomonedas basado en el consenso PoS se denomina forja. Implica la creación de un nodo maestro que se ejecuta en un ordenador dedicado que suele estar siempre conectado a Internet. El ordenador dedicado ejecuta una cartera de criptodivisas con la menor cantidad de criptodivisas. A los nodos maestros sólo les resulta rentable operar con criptodivisas cuyo valor de popularidad sea insignificante. Si su valor aumenta, puede convertirse en un gran propietario y operar su nodo maestro.
Puntos Clave
- Proof of Stake es un protocolo para añadir nuevos bloques y validar transacciones.
- PoS es más respetuoso con el medio ambiente y más rápido, pero tiende a ser centralizado – quien posee una cantidad crítica de tokens puede controlar la red.
- Los sistemas PoS se crearon como alternativa a Proof of Work, con el objetivo de superar sus inconvenientes, como el consumo masivo de energía.
Pros y Contras del Algoritmo Proof of Stake (PoS)
A medida que se desarrollan las tecnologías criptográficas, surgen cada vez más algoritmos de consenso diferentes, cada uno de los cuales debe ser mejor que el anterior para impulsar el desarrollo de las redes blockchain. Proof of Stake, como uno de los mecanismos de consenso más populares hoy en día, tiene sus ventajas y desventajas.
Ventajas del algoritmo Proof of Stake (PoS)
Este algoritmo de consenso tiene muchas ventajas impresionantes.
1. Ecológico
La sostenibilidad de la tecnología criptográfica es un tema candente, ya que los procesos de minería de nuevas monedas y el mantenimiento de otros procesos importantes del sistema blockchain (incluidos varios algoritmos de consenso, uno de los cuales es PoS) consumen mucha energía. A diferencia de otros tipos de algoritmos, PoS es un algoritmo energéticamente eficiente que no requiere un alto consumo debido a la optimización de los modelos matemáticos sobre los que opera el mecanismo de consenso. Esto permite reducir el consumo de energía y reducir significativamente el impacto medioambiental del proceso de minería.
2. Alto nivel de seguridad
Un ataque del 51% es un ataque a una red blockchain. Se caracteriza porque una persona, grupo u organización obtiene el control de la mayoría de la tasa de hash (poder de hash) de la red. En este caso, el atacante tendría el poder de reordenar o eliminar transacciones. Por ejemplo, borrar transacciones permite al atacante gastar dos veces criptomonedas. El atacante también puede impedir la confirmación de transacciones o el minado por parte de otros mineros, lo que puede provocar fallos en la red.
En el caso del algoritmo PoS, para llevar a cabo un «ataque del 51%», se necesitaría poseer más de la mitad de todas las monedas en circulación de una criptomoneda, lo que equivale a una importante suma de dinero. Incluso si un atacante reuniera una cantidad tan significativa, el ataque sería económicamente poco razonable.
3. Comisiones bajas
Las comisiones a menudo se convierten en un obstáculo para los mineros. Hasta cierto punto, la minería mediante sistemas PoS es la mejor opción para muchos expertos en la minería de nuevos bloques en una red de libro mayor distribuido. El sistema valida las transacciones rápidamente, tiene bajas comisiones y es fácil de trabajar, lo que permite obtener altos beneficios al minar nuevos bloques en la red blockchain. En comparación con el sistema de consenso Proof of Work (PoW), PoS ofrece costes muy bajos para la minería de nuevos bloques, que sigue dependiendo de la red blockchain.
Desventajas del Algoritmo Proof of Stake (PoS)
Hablemos ahora de los inconvenientes de este algoritmo de consenso.
1. Alto nivel de centralización
Estos fondos suelen estar en manos de unas pocas personas. Por ejemplo, es difícil elegir un precio para una ICO que atraiga al máximo número de compradores y, al mismo tiempo, garantizar que una gran cantidad de fondos no caiga en manos de una sola persona. A medida que la moneda se acumula, los nodos ganan una gran cantidad de poder de procesamiento en la red. Los grandes propietarios pueden votar para decidir el futuro desarrollo de la red (como en NEO, etc.). Esto tiene un impacto negativo en la credibilidad de este mecanismo de consenso para muchos mineros.
2. El problema de «nada en juego
La prueba de trabajo de los participantes está garantizada por leyes físicas. Si son culpables, no pueden «romper» el equipo y recuperar la electricidad. Esto supone una penalización considerable: malgastan electricidad y no ganan dinero. En Proof of Stake, la penalización sólo existe dentro del sistema: los jugadores poco éticos pierden los depósitos que congelaron. Una vez que los usuarios retiran, son inmunes. Este es el «nada en juego» – la amenaza de crear una bifurcación de moneda al retirar sus fondos.
3. Limitación
Para participar en la red como validador, debe comprar una criptodivisa, para lo cual debe gastar moneda fiduciaria – es decir, debe invertir en este negocio de alguna manera. A veces, los requisitos de la red pueden ser elevados y no todo el mundo puede permitírselo. Por otro lado, cuanto mayor sea la proporción de validadores, mayor será la probabilidad de que sean seleccionados para verificar un bloque de transacción. Sin embargo, siempre hay una posibilidad en cualquier caso: algunos bloques no son verificados por una persona, sino, por ejemplo, por un grupo de personas simultáneamente. Los mejores validadores compran tokens a propósito y los consolidan para ganar tanto dinero como sea posible.
¿Diferencias entre PoS y PoW?
Proof of Work es un consenso que requiere resolver problemas matemáticos complejos. Por lo tanto, los mineros se ven obligados a utilizar
equipos muy potentes y que consumen mucha energía. El funcionamiento de Proof of Stake es diferente. La minería se realiza apostando alguna moneda del monedero. Cuanta más tengan, más posibilidades tendrán de convertirse en validadores de transacciones, añadir bloques a la red y obtener recompensas. Pero hay otras diferencias entre los dos mecanismos de consenso.
Características del consenso PoW
La principal tarea de los mineros es resolver complejos problemas matemáticos para generar nuevos valores hash para los bloques que se van a conectar. Éstos se forman a partir del valor hash del bloque anterior, verificando así toda la cadena. Quien resuelve el problema más rápido recibe una recompensa en forma de criptomoneda.
Las cadenas de bloques basadas en este consenso tienen graves vulnerabilidades. Si en el libro de contabilidad distribuido aparecen mineros con una tasa de hash superior al 50% de la tasa de hash total de la red, pueden controlar la blockchain. Este es el ataque del 51% comentado anteriormente.
Cuando se utiliza el consenso «prueba de trabajo», los mineros reciben ingresos por añadir nuevos bloques. También pagan una parte de la comisión que se cobra cuando los usuarios realizan transacciones en la plataforma.
Características del consenso PoS
Cuando se utiliza la «prueba de propiedad», los nodos de la red actúan como validadores. La apuesta de dinero en sus cuentas es una prenda y garantía de la existencia de validadores en la red y de la corrección de sus nodos.
En primer lugar, los nodos con más monedas pueden adjuntar un bloque y verificar las transacciones. Antes de llegar a un consenso entre bloques, se congela la moneda en el monedero del usuario. Todo el proceso es automático. A los validadores se les paga por esta actividad.
En segundo lugar, en el consenso PoS, el riesgo de un «ataque del 51%» sigue existiendo. Sin embargo, para ello, el nodo «canalla» debe poseer al menos el 51% de todas las monedas en circulación. En otras palabras, no tiene sentido hacerlo. Si alguien quiere comprar esa cantidad de fichas, subirá la tarifa. Si se restablece la cantidad, se colapsará.
En tercer lugar, el sistema recompensa las transacciones verificadas dentro del consenso PoS son pagadas por la red. La verificación es más rápida y la red funciona de forma más eficiente que su homóloga de «prueba de trabajo» consistente.
Blockchains conocidas que utilizan el mecanismo de consenso Proof of Stake
La mayoría de las cadenas de bloques posteriores a Ethereum utilizan el mecanismo de consenso Proof of Stake. Normalmente, cada mecanismo se modifica en función de las necesidades de la red. Más adelante profundizaremos en ellos. El propio Ethereum ha hecho la transición al consenso Proof of Stake con la actualización Ethereum 2.0.
Ethereum
Ethereum es una plataforma de contratos inteligentes de propósito general utilizada para ejecutar aplicaciones descentralizadas. Su principal valor no es su Ether nativo (ETH), sino la oportunidad que ofrece la máquina virtual EVM.
Anteriormente, Ether funcionaba con el algoritmo PoW, que requería resolver constantemente complejos problemas matemáticos. Para ello, los mineros creaban enormes granjas con potentes equipos informáticos, que consumían megavatios de electricidad. Con la transición a PoS, sólo es necesario almacenar el dinero en un monedero de Ethereum conectado a Internet para validar las transacciones. Las granjas mineras ya no son necesarias, ahorrando un consumo de energía equivalente al de todo un país.
Polkadot
Polkadot es un protocolo de red basado en el algoritmo de consenso PoS que permite transferir cualquier dato entre blockchains (no sólo tokens). Esto significa que la red es un verdadero entorno de aplicación multicadena donde cosas como el registro entre cadenas y el cálculo entre cadenas son posibles. Simplifiquémoslo: en la red Ethereum, la asignación de registros sólo se produce entre usuarios de una misma red (cadena). En cambio, en Polkadot, la información se almacena en dispositivos que funcionan en todas las redes integradas en el protocolo.
Avalancha
Avalanche (AVAX) es una innovadora plataforma de contratos inteligentes creada por Ava Labs. Es una blockchain de propósito general que prioriza la descentralización, la seguridad y la escalabilidad, al tiempo que reduce los costes y proporciona transacciones rápidas.
La red Avalanche consta de tres cadenas de bloques independientes: Cadena X, Cadena C y Cadena P. Cada cadena tiene un propósito independiente, lo que difiere de los métodos utilizados por Bitcoin (BTC) y Ethereum (ETH), donde todos los nodos comprueban todas las transacciones. La separación de estas tareas informáticas proporciona a Avalanche un mayor rendimiento sin sacrificar la descentralización.
Solana
Solana es un innovador sistema de criptomoneda diseñado para soportar aplicaciones descentralizadas escalables (DApps). Una característica distintiva clave de Solana es su sistema de consenso Proof of Stake (PoS) apoyado por Tower Consensus. Se trata de una variante del sistema Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), que permite a las redes distribuidas alcanzar el consenso incluso en presencia de nodos maliciosos.
Tower Consensus reduce la potencia computacional necesaria para validar las transacciones utilizando este reloj síncrono, puesto que ya no necesita calcular marcas de tiempo de transacciones anteriores. Esto ayuda a Solana a lograr un rendimiento superior al de la mayoría de sus competidores.
Cardano
Cardano es una plataforma de libro mayor distribuido de código abierto descentralizada y escalable basada en Proof of Stake. Es una de las blockchains más estables, fiables y verificadas matemáticamente de nuestra era – funcionando durante más de cinco años sin interrupción. La creación de Cardano fue para realizar tareas similares – como el lanzamiento de contratos inteligentes y la creación de DApps. En particular, el desarrollo y el uso del protocolo Proof of Stake (PoS) elevan a Cardano
a un nuevo nivel, ofreciendo un alto rendimiento y velocidad de transacción, poniendo las DApps a disposición de todos los participantes y resolviendo los problemas de interoperabilidad con el resto de la blockchain.
Cadena inteligente Binance (BSC)
Binance Smart Chain (BSC) es una red blockchain de contratos inteligentes lanzada por la bolsa de criptodivisas líder mundial Binance. Se lanzó oficialmente en septiembre de 2020 con el objetivo de proporcionar servicios financieros descentralizados (DeFi) de alto rendimiento y bajo coste y una plataforma de desarrollo de aplicaciones.
BSC es una red blockchain paralela a Binance Chain, que adopta el mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS). En comparación con Binance Chain, BSC tiene un mayor rendimiento de las transacciones y tarifas de transacción más bajas, mientras que también proporciona funcionalidad de contrato inteligente, lo que permite a los desarrolladores crear diversas aplicaciones descentralizadas (DApps) y activos digitales.
Polígono
Polygon es una red de escalado de Ethereum cuyo objetivo es resolver problemas de escalabilidad, interoperabilidad y experiencia de usuario en la red Ethereum. Originalmente era conocida como Matic Network antes de ser renombrada como Polygon.
Polygon proporciona una solución eficaz para lograr velocidades de transacción más rápidas, tarifas de transacción más bajas y una mejor experiencia de usuario mediante la adopción de diversas tecnologías y estructuras de estratificación.
Base
Base blockchain es una plataforma que proporciona soluciones eficientes, seguras y transparentes para el comercio de activos digitales, ofreciendo a los usuarios un entorno de comercio descentralizado a través de la tecnología blockchain y garantizando la eficiencia, seguridad y transparencia de las transacciones.
Conclusión
El desarrollo de la tecnología de libro mayor distribuido ha creado todo un ecosistema compuesto por tendencias criptográficas interconectadas, cada una de las cuales evoluciona a un ritmo asombroso. Los algoritmos de consenso PoS y PoW son algunos de los más populares en la actualidad, ya que ayudan a sistematizar el proceso de minería y, sin duda, contribuirán significativamente a crear y desarrollar nuevos sistemas de consenso más avanzados en el futuro, llevando la tecnología digital a un nivel completamente nuevo.