La prueba de participación promete ser el próximo gran algoritmo para redes distribuidas. Este protocolo, que viene a solucionar los graves problemas de consumo energético de la prueba de trabajo, será pronto implementado en la red Ethereum. ¿En qué consiste y por qué es tan relevante? Antes es crucial entender qué es la prueba de trabajo y qué da confianza a ‘lo cripto’.
¿Qué es la prueba de trabajo y cuáles son sus problemas?
La prueba de trabajo (POW, del inglés ‘proof of work’) es un protocolo de consenso distribuido para redes distribuidas que resuelve el problema de la confiabilidad en estas redes. Es decir, le da consistencia y lo hace creíble. Es lo que hace que la gente confíe en las criptomonedas, en los contratos inteligentes, en el ‘criptoarte’ y en los NFT (non-fungible tokens).
En redes centralizadas, la confianza la otorga un sistema fundamentado en un elemento capital. Por ejemplo, los euros son un tipo de dinero ‘fiat’ respaldado por bancos centrales. ¿Qué respalda el Ethereum? ¿Quién respalda la blockchain o los contratos inteligentes?
En redes distribuidas es necesario establecer protocolos que permitan dar confianza a la red, porque no existe una autoridad central. La POW es una forma de solucionar esto, aunque a un coste energético muy elevado.
Para funcionar, necesita que cada elemento de la cadena de bloques, cada pieza de información añadida, sea verificado mediante un proceso que requiere un cálculo. Y ese cálculo es lo que se conoce como ‘minería’. Es un cálculo sin más propósito que validar transacciones, por lo que, con frecuencia, se llama ‘trabajo perdido’.
El impacto ambiental de la minería digital es tan elevado que la criptomoneda más famosa, Bitcoin, requiere el 0,65 % de la energía mundial (unos 144 TWh anuales) y emite unas 36,95 megatoneladas de CO₂ al año. ¿Existe alternativa al minado para dar confianza a las redes descentralizadas?
Prueba de participación, más limpia y segura
Si la prueba de trabajo dependía de consumir energía y consolidar una red distribuida ‘por la fuerza del trabajo’ de forma literal, la prueba de participación (‘proof of stake’ o PoS) busca convertirse en un sistema de confianza que no depende de un elevado consumo energético. ¿Cómo funciona?
En la prueba de participación, la validación de cada bloque de la blockchain se realiza por un nodo de manera aleatoria, pero dando mayor probabilidad de validación a quien cumpla una serie de criterios. Entre algunos de estos criterios son comunes:
- Que haya una cantidad de moneda reservada. Esto parte de la premisa de que quienes tienen más unidades de una moneda basada en PoS tienen un fuerte interés en que esta sobreviva y siga valiendo algo. Por ejemplo, la modalidad ‘proof-of-deposit’ obliga a congelar cierta cantidad de moneda.
- Que el nodo lleve cierto tiempo activo. El mecanismo es similar al anterior, y da más probabilidades de consolidar un bloque a los nodos que más tiempo lleven en el sistema.
El objetivo de implementar la prueba de participación es que la creación de bloques no dependa del poder de computación del minero y, por tanto, no necesite cantidades tan grandes de energía. Se estima que migrar la red descentralizada Ethereum de una PoW a una PoS reduciría su consumo energético en un 99,95 %.
¿Cuáles son los tipos de PoS?
Como en todo protocolo, es posible implementar diferentes fórmulas que den lugar a resultados similares pero no iguales. Entre los tipos de PoS se encuentran:
- Proof of stake puras. Se trata de una prueba de participación en la que quienes pueden demostrar que tienen más monedas también tienen más posibilidades de cerrar un bloque de la cadena. Los nodos solo tienen que presentar sus criptomonedas durante el cierre de un bloque.
- Proof of deposit. La prueba de depósito consiste en una PoS en la que los nodos emiten cierta cantidad de moneda que bloquean durante cierta cantidad de bloques. Cuantas más monedas estén bloqueadas, más probabilidad para cerrar un bloque y recibir el pago por ello. Esto ha llevado a la práctica del staking, una forma de depositar criptomonedas en un pool y recibir ingresos pasivos al cerrar bloques.
- Delegated proof of stake. La prueba de participación delegada es un protocolo de consenso para blockchain escalable que aporta una mayor seguridad en cadenas de bloques públicas. El protocolo consiste en votar ‘delegados’ que definen la rotación de líderes, siendo el poder de voto proporcional al nivel de participación.
¿Qué problemas tiene la prueba de participación?
Como la PoW, la PoS tiene el problema de ataque del 51 %. Sin embargo, el riesgo para los atacantes es muy elevado porque hace falta controlar el 51 % de las criptomonedas presentadas. Es decir, podrían perder una enorme cantidad de valor si realizan este ataque.
Un problema exclusivo del PoS frente al PoW es el problema de ‘nada en juego’, una manera de resumir que los ataques inferiores al 51 % pueden salir ‘gratis’. Sin embargo, tampoco son muy productivos con técnicas como Slasher, la usada por Ethereum para penalizar a los mineros que bifurquen la cadena.
En general, la prueba de participación es tolerante a fallas ‘bizantinas’ (un tipo de vulnerabilidad de redes descentralizadas) siempre que haya menos de un tercio de los nodos en desacuerdo, aunque esto exige a su vez que las carteras estén en red, un problema añadido.
Redactado por M. Martínez Euklidiadas
Imágenes | Zoltan Tasi, Shubham Dhage
