Proof of work Vs Proof of stake: todo lo que necesitas saber sobre blockchain

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Te damos las claves para entender los protocolos de autenticación que dominarán la próxima década.


BLOCKCHAIN: UN SISTEMA DESCENTRALIZADO. 

Más allá de su potencial más idealista y democrático (para muchos, es la primera piedra para un mundo más justo) el principal atractivo de blockchain reside en la descentralización. A diferencia de los sistemas centralizados y conceptos como TTP (Trusted Third Party), donde todo cambio solo pude ser realizado por una autoridad central con control absoluto de todo el sistema, en blockchain no hay centro ni autoridades. O, para ser más exactos, no tiene una sola autoridad, sino que centro y autoridades son sus millones de usuarios.

A pesar de no contar con una figura que se responsabilice de probar los datos, blockchain necesita un mecanismo alternativo para garantizar la máxima seguridad del sistema y evitar así que cualquier usuario pueda eliminar o modificar los datos de una cadena de bloques a su gusto. Estos mecanismos son los cada vez más populares protocolos de consenso, entre los que se encuentran los dos que nos preocupan hoy: Proof of Work (POS) y Proof of Stake (POW).

¿QUÉ ES POS Y POW EN BLOCKCHAIN?

POW y POS son los dos mecanismos de consenso principales, utilizados hoy en día en casi todas las operaciones en tecnología blockchain y cuya principal diferencia reside en el proceso de creación de un nuevo bloque. POW, ideado por Nakamoto en 2012, es utilizado por Bitcoin o Ethereum 1.0, mientras que POS representa una alternativa más novedosa a la que ya se han sumado criptomonedas como Cardano, Tezo o la propia Ethereum 2.0. POS nace como consecuencia de las carencias y áreas de mejora de POW, por lo que para poder explicarla es necesario entender primero cómo funciona su predecesora y rival.

¿QUÉ ES PROOF OF WORK / POW?

Proof of Work (prueba de trabajo) es el mecanismo de consenso original de blockchain, popularizado sobre todo por haber sido el elegido por Bitcoin desde sus orígenes y estrechamente relacionado con el concepto de minería. Su nombre hace referencia a la cantidad de trabajo y poder de procesamiento que requiere cada operación realizada con este sistema.

PoW establece sus propias normas, para comprobar que el proceso de minería es correcto y transparente en todo momento, regulando un procedimiento tan sencillo como costoso. Todas las transacciones son verificadas y aseguradas por los famosos “mineros” que, repartidos por todo el mundo, compiten por resolver problemas matemáticos de una enorme complejidad y encontrar un nuevo bloque para cadena.

El primer minero en dar con la solución (o el que más se acerque) se convierte automáticamente en el encargado de actualizar el bloque y recibe una importante remuneración en criptomonedas recién creadas.

Hasta ahora, el sistema ha funcionado, pero comienza a ser víctima de su propio éxito y convertirse en su mayor enemigo. El principal motivo es muy sencillo: la naturaleza cambiante de una red, cada vez más compleja y que requiere día tras día una mayor potencia de calculo. La oportunidad de negocio que supone el POW atrae constantemente a nuevos actores que añaden ordenadores de gran potencia a la red, lo que la complejiza e incrementa el nivel de exigencia en los cálculos. Por ello, es habitual ver cómo los mineros se agrupan en las llamadas granjas para aumentar su capacidad común y tener más posibilidades de ser los primeros en dar con la solución correcta. Una suerte de pescadilla que se muerde la cola, caracterizada por la necesidad constante de tener el equipo más potente y con mayor consumo de energía, lo que la hace del todo insostenible, económica y medioambientalmente.

¿QUÉ ES PROOF OF STAKE / POS?

El sistema POS, basado en el staking, nace para resolver los problemas derivados del uso de POW, ofreciendo mayor seguridad y menor consumo energético, al requerir menor potencia de cálculo. La esencia del sistema es mucho más amigable ya que, a diferencia de POW, los usuarios no compiten de forma feroz por el trabajo, sino que este les es asignado aleatoriamente. Técnicamente, ya no exsten los mineros, sino los llamados forgers: los usuarios solamente crean bloques cuando se les encarga y centran sus esfuerzos en validar aquellos que se van proponiendo, funcionando como una suerte de “notarios digitales”.

En POS, un algoritmo realiza la asignación de los bloques, siempre en función de la cantidad de monedas (stake) que cada forger tiene depositados en la misma cadena de bloques que se va a modificar. De ahí su nombre. A diferencia de Bitcoin, el ejemplo por excelencia de POW, donde se otorgan recompensas cada vez que un bloque es verificado, aquellos que contribuyen a POS simplemente reciben el fee de la transacción.

¿CÓMO FUNCIONA POS?

Para tener la oportunidad de validar una transacción, los usuarios deben almacenar sus criptomonedas en una cartera específica, donde permanecerán “congeladas” como garantía de su solvencia para participar en el proceso. La mayoría de las cadenas POS tienen unos requisitos bastante elevados, lo que permite “filtrar” a los usuarios y garantizar unos estándares mínimos de calidad y fiabilidad.

Para ilustrarlo, nos hemos fijado en el procedimiento que utiliza Dash. En esta red, los usuarios deben congelar un mínimo de 1000 monedas para poder optar a validar una transacción. Como es evidente, el nivel de exigencia que este requisito supone es mayor o menor en función de la fluctuación de la moneda. En algunos casos, como sucedió en 2017, cuando Dash alcanzó su cotización más alta desde su lanzamiento (1.500$ por moneda), los importes pueden llegar a ser desorbitados. En ese momento, los usuarios debían congelar el equivalente a 1,5 millones de dólares, una cifra al alcance de muy pocos.

Una vez cumplido con el requisito del stake mínimo, las posibilidades de ganar la transacción dependen directamente del porcentaje de monedas de las que dispone cada usuario, así como de su antigüedad como “inversor”. De esta manera, cada plataforma premia a sus contribuyentes más fieles.

En cuanto el ganador ha validado el último bloque de transacciones, otros usuarios pueden dar fe de que el procedimiento se ha realizado correctamente. En cuanto se alcanza un mínimo de validaciones, el bloque se actualiza y todos ellos reciben su recompensa en forma de nuevas criptomonedas de la plataforma.

POS es muy exigente con el trabajo de los validadores; cualquiera puede perder su stake en caso de que su nodo se quede momentáneamente sin conexión o de que valide, por error o conscientemente, un bloque malicioso. Convertirse en validador o forger es, por tanto, una gran responsabilidad que requiere (además de una buena cartera) un nivel de conocimientos técnicos muy alto.

¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE POS FRENTE A POW?

Las ventajas de Proof of Stake frente al modelo Proof of Work son, principalmente, tres:

  • Descentralización:

Como hemos visto anteriormente, POW hace que los usuarios que dispongan del hardware más potente tengan muchas más posibilidades de lograr la recompensa minera. Como consecuencia de ello, han proliferado las organizaciones centralizadas que compran miles de dispositivos (conocidas como ASICS) y se convierten así en los mineros más poderosos. Los usuarios pueden unirse libremente y poner sus recursos al servicio de estas granjas o pools y así tener más posibilidades de resolver el problema computacional. Como consecuencia de esta tendencia, los 4 pools de mineros más importantes (la mayoría localizados en China, donde la electricidad es mucho más barata) controlan más del 50% de las transacciones de Bitcoin.

POW es, a la vista de su situación actual, un sistema muy injusto, ya que un usuario “normal” no tiene ninguna posibilidad de alcanzar la recompensa. De ahí que cada vez sean más las plataformas que comienzan a apostar por el modelo Proof of Stake, mucho más justo y amigable, ya que su esencia hace imposible que los usuarios junten sus fuerzas para dominar la red. En vez de eso, todos los que contribuyen congelando sus monedas reciben recompensas proporcionales a sus inversiones.

  • Consumo de energía:

La extrema complejidad de los problemas computacionales que los mineros deben resolver en POW hace que el gasto energético se dispare. Solo Bitcoin consume a diario unos 150 teravatios hora, más que 159 países juntos o el equivalente al 0,7% del consumo de electricidad a nivel mundial. Si fuese un país, estaría situado en el puesto 27 dentro del ranking de estados con mayor consumo energético.

Además del problema medioambiental que esto supone, totalmente contra natura en un mundo cada vez más sostenible, el inconveniente principal es económico. Las facturas de la luz de los mineros alcanzan habitualmente las decenas de miles de euros, a pagar en dinero fiat, que no son compensados si no logran descifrar los acertijos computacionales antes que sus “rivales”. De ahí que el riesgo económico comience a ser excesivamente elevado para muchos de ellos.

  • Ataques del 51%

La posibilidad de que un usuario controle más del 50% de la minería en una determinada plataforma es ya la mayor pesadilla para todos los actores del universo cripto. Si algo así ocurriese en una cadena POW como Bitcoin, permitiría al usuario hacer cambios libremente en cualquier bloque, con todo lo que ello conlleva. Las garantías de seguridad, confidencialidad e igualdad desaparecerían al instante, por lo que una situación así traería consigo el fin del sistema.

En un sistema POS, por suerte, esta situación no se producirá nunca, al no tener ningún sentido desde el punto de vista económico. Para realiza el ataque, un usuario debería controlar el 51% de las monedas en circulación, algo que solo podría hacerse mediante compras en el mercado abierto. El valor de la divisa, al registrar una demanda creciente, se multiplicaría inmediatamente, por lo que su cotización subiría muy por encima de su valor real. Un negocio bastante ruinoso que chocaría, además, con los mecanismos de control en POS, que harían al usuario perder automáticamente todo su stake.

¿CUÁLES SON LAS DESVENTAJAS DE POS FRENTE A POW?

La principal, que aumenta las desigualdades y ayuda a los ricos a serlo todavía más. Cuantas más monedas puedas permitirte adquirir, más podrás congelar y recibir recompensas por ello. Aquellos que dispongan de los mayores recursos tendrán más posibilidades de que se les asigne una transacción y seguir incrementando el valor de su cartera.

Esta situación no es muy diferente a lo que sucede en POW, con la única diferencia de que los mineros destinan sus recursos a la compra de ASICS cada vez más potentes, en vez de aumentar su stake.

El eterno debate entre POW y POS seguirá sumando fans y detractores a cada uno de los modelos, ya que cada día coleccionamos informaciones contradictorias que nos hacen inclinarnos por uno u otro. Parece difícil que POW caiga en desgracia a corto plazo, cuando sigue siendo el protocolo utilizado por el gran gigante del ecosistema blockchain; sin embargo, el hecho de que su principal competidor haya decidido dar el salto a POS nos indica que quizá sean tiempos de cambio. Estaremos atentos a todo lo que pueda pasar porque será, seguro, apasionante.

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