Conclusiones clave
La Prueba de participación es un mecanismo de consenso alternativo popular a la Prueba de trabajo. En lugar de necesitar potencia informática para validar las transacciones, los validadores deben apostar monedas. Este hecho reduce drásticamente el consumo energético necesario. La prueba de participación también puede mejorar la descentralización, la seguridad y la escalabilidad.
Sin embargo, un ataque del 51% puede ser relativamente fácil de lograr con cadenas de bloques de baja capitalización de mercado. Como la Prueba de participación es muy versátil, tiene una amplia gama de variaciones para diferentes cadenas de bloques y casos de uso.
Introducción
La prueba de participación es, con diferencia, la opción más popular para las redes blockchain en la actualidad. Pero con tantas variaciones, puede resultar complicado comprender sus conceptos centrales. Hoy en día, es poco probable que lo veas en su forma original. Sin embargo, todos los tipos de Prueba de participación comparten los mismos conceptos básicos clave. Comprender estas similitudes le ayudará a tomar mejores decisiones sobre las cadenas de bloques que utiliza y cómo funcionan.
¿Qué significa Prueba de participación?
El algoritmo de consenso de prueba de participación se introdujo 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 un consenso sobre blockchain, el proceso que siguen es bastante diferente. En lugar de tener que proporcionar una prueba computacional intensiva, los participantes solo demuestran que han apostado monedas.
¿Cómo funciona la prueba de participación?
El algoritmo Prueba de participación utiliza un proceso de elección pseudoaleatorio para seleccionar validadores de un grupo de nodos. El sistema utiliza una combinación de factores, incluida la edad de participación, un elemento de aleatorización y la riqueza del nodo.
En los sistemas de prueba de participación, los bloques se "falsifican" en lugar de extraerse. Sin embargo, es posible que todavía escuches que se utiliza ocasionalmente el término "minado". La mayoría de las criptomonedas de prueba de participación se lanzan con un suministro de monedas "preforjadas" para permitir que los nodos se inicien de inmediato.
Los usuarios que participan en el proceso de falsificación deben bloquear una cierta cantidad de monedas en la red como apuesta. El tamaño de la apuesta determina las posibilidades de que un nodo sea seleccionado como el siguiente validador: cuanto mayor sea la apuesta, 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 utilizados son la selección aleatoria de bloques y la selección de edad de moneda.
Selección de bloques aleatorios
En el método de selección aleatoria de bloques, los validadores se seleccionan buscando nodos con una combinación del valor hash más bajo y la apuesta más alta. Dado que los tamaños de las apuestas son públicos, otros nodos generalmente pueden predecir el próximo falsificador.
Selección de edad de moneda
El método Coin Age Selection elige los nodos en función de cuánto tiempo han estado apostados sus tokens. La edad de la moneda se calcula multiplicando la cantidad de días que las monedas han estado apostadas por la cantidad de monedas apostadas.
Una vez que un nodo ha forjado un bloque, la antigüedad de su 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 cadena de bloques.
Validar transacciones
Cada criptomoneda que utiliza un algoritmo de Prueba de participación tiene su propio conjunto de reglas y métodos combinados para lo que cree que es la mejor combinación posible para la red y sus usuarios.
Cuando se elige un nodo para forjar el siguiente bloque, comprobará si las transacciones en el bloque son válidas. Luego firma el bloque y lo agrega a la cadena de bloques. Como recompensa, el nodo recibe las tarifas de transacción del bloque y, en algunas cadenas de bloques, una recompensa en moneda.
Si un nodo quiere dejar de ser un falsificador, su participación y las recompensas obtenidas se liberarán después de un cierto período, lo que le dará tiempo a la red para verificar que el nodo no haya agregado bloques fraudulentos a la cadena de bloques.
¿Qué blockchains utilizan prueba de participación?
La mayoría de las cadenas de bloques posteriores a Ethereum utilizan mecanismos de consenso de prueba de participación. Normalmente, cada uno se modifica para adaptarse a las necesidades de la red. Cubriremos estas variaciones más adelante en el artículo. El propio Ethereum se encuentra actualmente en el proceso de pasar a Prueba de participación con Ethereum 2.0.
Las redes blockchain que utilizan Prueba de participación o una forma de esta incluyen:
1. Cadena BNB
2. Cadena inteligente BNB
3. Solana
4. Avalancha
5. Lunares
Ventajas de la prueba de participación
La Prueba de participación tiene muchas ventajas claras sobre la Prueba de trabajo. Por esta razón, las nuevas cadenas de bloques casi siempre utilizan Prueba de participación. Sus beneficios incluyen:
Adaptabilidad
A medida que cambian las necesidades de los usuarios y las cadenas de bloques, también puede hacerlo la Prueba de participación. Es evidente esto 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 esté más descentralizada. Aunque existen grupos de participación, existe una probabilidad mucho mayor de que un individuo forje con éxito un bloque bajo Prueba de participación. En general, esto reduce la necesidad de grupos de apuestas.
Eficiencia energética
La Prueba de participación es increíblemente eficiente energéticamente 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 de la energía necesaria 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 mineras ni de abastecimiento de grandes suministros de energía. Agregar más validadores a la red es más económico, sencillo y accesible.
Seguridad
La apuesta 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. Entonces, siempre que la apuesta sea mayor que la recompensa, el validador perderá más monedas de las que ganaría con una actividad fraudulenta.
Para controlar eficazmente la red y aprobar transacciones fraudulentas, un nodo tendría que poseer una participación mayoritaria en la red, también conocido como ataque del 51%. Dependiendo del valor de una criptomoneda, puede ser casi imposible hacerse con el control de la red, ya que necesitaría 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, todavía tiene algunas debilidades:
bifurcando
Con un mecanismo de prueba de participación estándar, no hay ningún desincentivo para minar ambos lados de una bifurcación. Según la prueba de trabajo, minar en ambos lados generará un desperdicio de energía. Con Proof of Stake, el coste es mucho menor, lo que significa que la gente puede "apostar" en ambos lados de un tenedor.
Accesibilidad
Para comenzar a apostar, necesitará un suministro de token nativo de blockchain. Esto requiere que compre 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 apostar de manera efectiva.
Con 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.
51% ataque
Si bien la Prueba de trabajo también es propensa a sufrir ataques del 51%, pueden ser mucho más fáciles con la Prueba de participación. Si el precio de un token se desploma o la cadena de bloques tiene una baja capitalización de mercado, en teoría puede resultar barato comprar más del 50% de los tokens y controlar la red.
Prueba de trabajo versus prueba de participación
Cuando comparamos los dos mecanismos de consenso, hay algunas diferencias fundamentales.
Sin embargo, existe una amplia variedad de mecanismos de prueba de participación en las cadenas de bloques. Muchas diferencias dependerán del mecanismo exacto utilizado.
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 cadena de bloques. A continuación se muestran 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 validadores. En este caso, los colocan detrás de un validador para compartir las recompensas del bloque. Cuanto más apuesten los delegados detrás de un posible validador, mayores serán sus posibilidades de selección. Los validadores normalmente pueden cambiar la cantidad compartida con los delegados como incentivo. La reputación de un validador también es un factor importante para los delegados.
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 apuesta.
Los nominadores pueden elegir hasta 16 validadores para respaldar. Luego, la red distribuirá equitativamente su participación entre los validadores elegidos. Polkadot también utiliza varios enfoques en la teoría de juegos y la teoría electoral para determinar quién forjará un nuevo bloque.
Prueba de autoridad estacada (PoSA)
BNB Smart Chain utiliza Prueba de autoridad estacada para generar consenso en la red. Este mecanismo de consenso combina Prueba de autoridad y Prueba de participación, lo que permite a los validadores turnarse para forjar bloques. Un grupo de 21 validadores activos es elegible para participar, seleccionados por la cantidad de BNB que apuestan o han delegado detrás de ellos. Este conjunto se determina diariamente y BNB Chain 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 de la potencia informática para generar consenso criptográfico. El sistema Prueba de participación tiene muchas ventajas y la historia ha demostrado que la Prueba de participación funciona. A medida que pasa el tiempo, parece que Bitcoin será sólo una de las pocas redes de Prueba de Trabajo que quedan. Por ahora, parece que la Prueba de Participación llegó para quedarse.
