Prueba de trabajo frente a prueba de participación: Es posible que haya escuchado recientemente sobre la idea de pasar de un consenso de Ethereum basado en el sistema de Prueba de trabajo (PoW) a uno basado en la llamada Prueba de participación.
Además, ¿qué cambiará con respecto a las técnicas de minería si la comunidad Ethereum decide hacer la transición de “trabajo” a “participación”?
Este artículo quiere ser una guía básica para comprender el problema anterior. Si está buscando un tutorial más detallado, consulte nuestros cursos de blockchain en Ethereum.
¿Qué es la prueba de trabajo?
En primer lugar, comencemos con las definiciones básicas.
La prueba de trabajo es un protocolo que tiene el objetivo principal de disuadir los ataques cibernéticos, como un ataque distribuido de denegación de servicio (DDoS), que tiene el propósito de agotar los recursos de un sistema informático mediante el envío de múltiples solicitudes falsas.
El concepto de prueba de trabajo existía incluso antes de bitcoin, pero Satoshi Nakamoto aplicó esta técnica a su moneda digital (todavía no sabemos quién es realmente Nakamoto) que revoluciona la forma en que se establecen las transacciones tradicionales.
De hecho, la idea de PoW fue publicada originalmente por Cynthia Dwork y Moni Naor en 1993, pero el término “prueba de trabajo” fue acuñado por Markus Jakobsson y Ari Juels en un documento publicado en 1999.
Pero, volviendo a la fecha, la prueba de trabajo es quizás la idea más importante detrás del libro blanco de bitcoin de Nakamoto, publicado en 2008, porque permite un consenso distribuido y sin confianza.
¿Qué es el consenso distribuido y sin confianza?
Un sistema de consenso distribuido y sin confianza significa que si desea enviar y / o recibir dinero de alguien, no necesita confiar en servicios de terceros.
Cuando utiliza métodos de pago tradicionales, debe confiar en un tercero para configurar su transacción (por ejemplo, Visa, Mastercard, PayPal, bancos). Mantienen su propio registro privado que almacena el historial de transacciones y los saldos de cada cuenta.
El ejemplo común para explicar mejor este comportamiento es el siguiente: si Alice le envió a Bob $ 100, el servicio de terceros de confianza debitaría la cuenta de Alice y acreditaría la de Bob, por lo que ambos deben confiar en que este tercero debe hacer lo correcto. .
Con bitcoin y algunas otras monedas digitales, todos tienen una copia del libro mayor (blockchain), por lo que nadie tiene que confiar en terceros porque cualquiera puede verificar directamente la información escrita.
Prueba de trabajo y minería
Profundizando, la prueba de trabajo es un requisito para definir un cálculo informático costoso, también llamado minería, que debe realizarse para crear un nuevo grupo de transacciones sin confianza (el llamado bloque) en un libro mayor distribuido llamado blockchain.
La minería tiene dos propósitos:
- Para verificar la legitimidad de una transacción, o evitar el llamado doble gasto;
- Crear nuevas monedas digitales recompensando a los mineros por realizar la tarea anterior.
Cuando desea establecer una transacción, esto es lo que sucede detrás de escena:
- Las transacciones se agrupan en lo que llamamos un bloque;
- Los mineros verifican que las transacciones dentro de cada bloque sean legítimas;
- Para hacerlo, los mineros deben resolver un acertijo matemático conocido como problema de prueba de trabajo;
- Se otorga una recompensa al primer minero que resuelve el problema de cada bloque;
- Las transacciones verificadas se almacenan en la cadena de bloques pública
Este “rompecabezas matemático” tiene una característica clave: la asimetría. El trabajo, de hecho, debe ser moderadamente duro por parte del solicitante, pero fácil de verificar para la red. Esta idea también se conoce como función de costo de la CPU, rompecabezas del cliente, rompecabezas computacional o función de precios de la CPU.
Todos los mineros de la red compiten por ser los primeros en encontrar una solución al problema matemático que concierne al bloque candidato, un problema que no se puede resolver de otra manera que no sea a través de la fuerza bruta, por lo que esencialmente requiere una gran cantidad de intentos.
Cuando un minero finalmente encuentra la solución adecuada, la anuncia a toda la red al mismo tiempo, recibiendo un premio en criptomonedas (la recompensa) que proporciona el protocolo.
Desde un punto de vista técnico, el proceso de minería es una operación de hash inverso: determina un número (nonce), por lo que el algoritmo de hash criptográfico de datos de bloque da como resultado menos de un umbral determinado.
Este umbral, llamado dificultad, es lo que determina la naturaleza competitiva de la minería: más potencia de cómputo se agrega a la red, cuanto más alto aumenta este parámetro, aumentando también el número promedio de cálculos necesarios para crear un nuevo bloque. Este método también aumenta el costo de la creación de bloques, empujando a los mineros a mejorar la eficiencia de sus sistemas mineros para mantener un balance económico positivo. Esta actualización de parámetros debe ocurrir aproximadamente cada 14 días y se genera un nuevo bloque cada 10 minutos.
La prueba de trabajo no solo es utilizada por la cadena de bloques de bitcoin, sino también por ethereum y muchas otras cadenas de bloques.
Algunas funciones del sistema de prueba de trabajo son diferentes porque se crearon específicamente para cada blockchain, pero ahora no quiero confundir sus ideas con datos demasiado técnicos.
Lo importante que debe comprender es que ahora los desarrolladores de Ethereum quieren cambiar las tornas, utilizando un nuevo sistema de consenso llamado prueba de participación.
¿Qué es la prueba de participación?
La prueba de participación hará que el mecanismo de consenso sea completamente virtual. Si bien el proceso general sigue siendo el mismo que la prueba de trabajo (POW), el método para alcanzar el objetivo final es completamente diferente. En POW, los mineros resuelven acertijos criptográficamente difíciles utilizando sus recursos computacionales.
En POS, en lugar de mineros, hay validadores. Los validadores bloquean parte de su Ether como una participación en el ecosistema. A continuación, los validadores apuestan por los bloques que creen que se añadirán junto a la cadena. Cuando se agrega el bloque, los validadores obtienen una recompensa en bloque en proporción a su participación.
¿Por qué Ethereum quiere usar PoS?
La comunidad Ethereum y su creador, Vitalik Buterin, planean hacer un hard fork para hacer una transición de la prueba de trabajo a la prueba de participación.
Pero, ¿por qué quieren cambiar de uno a otro?
En un consenso distribuido basado en la prueba de trabajo, los mineros necesitan mucha energía. Una transacción de Bitcoin requirió la misma cantidad de electricidad que alimentar a 1,57 hogares estadounidenses durante un día (datos de 2015).
Y estos costos de energía se pagan con monedas fiduciarias, lo que genera una presión constante a la baja sobre el valor de la moneda digital.
En una investigación reciente, los expertos argumentaron que las transacciones de bitcoin pueden consumir tanta electricidad como Dinamarca para 2020.
Los desarrolladores están bastante preocupados por este problema, y la comunidad de ethereum quiere explotar el método de prueba de participación para lograr una forma de consenso distribuida más ecológica y económica.
Además, las recompensas por la creación de un nuevo bloque son diferentes: con la Prueba de trabajo, el minero puede potencialmente no poseer ninguna de las monedas digitales que está extrayendo.
En Proof-of-Stake, los falsificadores son siempre los propietarios de las monedas acuñadas.
¿Cómo se seleccionan los falsificadores?
Si se implementa Casper (el nuevo protocolo de consenso de prueba de participación), existirá un grupo de validadores. Los usuarios pueden unirse a este grupo para ser seleccionados como falsificadores. Este proceso estará disponible a través de la función de llamar al contrato de Casper y enviar Ether, o la moneda que alimenta la red Ethereum, junto con él.
“No existe un esquema de prioridad para ser incluido en el grupo de validadores en sí; cualquiera puede participar en cualquier ronda que desee, independientemente del número de participantes ”, continuó.
La recompensa de cada validador será de “alrededor del 2 al 15%”, pero aún no está seguro.
Además, Buterin argumentó que no se impondrá un límite en la cantidad de validadores activos (o falsificadores), pero se regulará económicamente al recortar la tasa de interés si hay demasiados validadores y aumentar la recompensa si hay muy pocos.
¿Un sistema más seguro?
Cualquier sistema informático quiere estar libre de la posibilidad de ataques de piratas informáticos, especialmente si el servicio está relacionado con el dinero.
Entonces, el principal problema es: ¿la prueba de participación es más segura que la prueba de trabajo?
Los expertos están preocupados por eso y hay varios escépticos en la comunidad.
Usando un sistema de Prueba de Trabajo, los malos actores son eliminados gracias a los desincentivos tecnológicos y económicos.
De hecho, programar un ataque a una red PoW es muy caro y necesitaría más dinero del que puede robar.
En cambio, el algoritmo de PoS subyacente debe ser lo más a prueba de balas posible porque, sin penalizaciones especiales, una prueba de red basada en estacas podría ser más barata de atacar.
Para resolver este problema, Buterin creó el protocolo Casper, diseñando un algoritmo que puede usar el conjunto en algunas circunstancias bajo las cuales un validador malo podría perder su depósito.
Explicó: “La finalidad económica se logra en Casper al exigir a los validadores que envíen depósitos para participar y retirar sus depósitos si el protocolo determina que actuaron de alguna manera que viola algún conjunto de reglas (‘condiciones de recorte’)”.
Las condiciones de corte se refieren a las circunstancias anteriores o las leyes que se supone que un usuario no debe infringir.
Prueba de trabajo frente a prueba de participación: Conclusión
Gracias a un sistema de PoS, los validadores no tienen que usar su poder de cómputo porque los únicos factores que influyen en sus posibilidades son el número total de sus propias monedas y la complejidad actual de la red.
Por lo tanto, este posible cambio futuro de PoW a PoS puede brindar los siguientes beneficios:
- Ahorros de energía;
- Una red más segura a medida que los ataques se vuelven más costosos: si un pirata informático quisiera comprar el 51% del número total de monedas, el mercado reacciona con la rápida apreciación del precio.
De esta manera, CASPER será un protocolo de depósito de seguridad que se basa en un sistema de consenso económico. Los nodos (o los validadores) deben pagar un depósito de seguridad para ser parte del consenso gracias a la creación de los nuevos bloques. El protocolo Casper determinará la cantidad específica de recompensas que recibirán los validadores gracias a su control sobre los depósitos de seguridad.
Si un validador crea un bloque “inválido”, se eliminará su depósito de seguridad, así como su privilegio de ser parte del consenso de la red.
En otras palabras, el sistema de seguridad de Casper se basa en algo parecido a las apuestas. En un sistema basado en PoS, las apuestas son las transacciones que, de acuerdo con las reglas de consenso, recompensarán a su validador con un premio en dinero junto con cada cadena en la que haya apostado el validador.
Entonces, Casper se basa en la idea de que los validadores apostarán de acuerdo con las apuestas de los demás y dejarán comentarios positivos que pueden acelerar el consenso.
