La guía para principiantes sobre los mecanismos de consenso

¿Qué son los mecanismos de consenso?

Los mecanismos de consenso de Blockchain son la piedra angular de una sociedad descentralizada emergente de Web3, finanzas y gobernanza. Sin embargo, los arquitectos de este nuevo mundo llevan mucho tiempo debatiendo sobre el diseño de estos mecanismos. Y en la búsqueda de un equilibrio perfecto entre escalabilidad, seguridad y descentralización, han creado una lista interminable de opciones.

Por lo tanto, cualquiera que quiera construir o comparar cadenas de bloques y sus ecosistemas correspondientes debe revisar la historia de las compensaciones. Esto es lo que necesita saber para ponerse al día.

Conclusiones:

• Un mecanismo de consenso es un sistema gamificado de protocolos que permite a una red informática descentralizada acordar un estado de blockchain. Su objetivo es proporcionar un equilibrio de seguridad, escalabilidad y descentralización a la red.
• La industria se ha decidido principalmente por los mecanismos de consenso de prueba de trabajo (PoW) y prueba de participación (PoS).
• La adopción por parte de los usuarios y el desarrollo de aplicaciones en torno a las cadenas de bloques más populares han dificultado que los mecanismos de consenso alternativos interrumpan la industria.
• Pero la reciente transición de Ethereum de PoW a PoS demostró que la disrupción es posible.

Esta guía explicará cómo funcionan los mecanismos de consenso y las diferencias críticas entre los tipos más destacados.

Cómo funcionan los mecanismos de consenso

Para comprender cómo funcionan los mecanismos de consenso, es importante reconocer primero que el objetivo final es mantener un registro público y seguro de todas las interacciones y transacciones de los participantes de la red. Los mineros o nodos validadores administran todas las actualizaciones y cambios en ese registro. En un sistema de este tipo, es crucial establecer una forma confiable de garantizar que ningún par intente engañar a otros participantes y que agreguen transacciones honestas al libro mayor. Por ejemplo, los usuarios no deberían poder gastar dos veces los activos que poseen ni manipular el sistema para contener más monedas de las que tenían originalmente.

Un mecanismo de consenso proporciona el conjunto de protocolos y reglas que utiliza un libro de contabilidad de blockchain para protegerse contra transacciones potencialmente maliciosas. En la mayoría de los casos, el protocolo logra esto a través de desafíos criptográficos e incentivos de recompensa que permiten a los líderes de la red (mineros o validadores) verificar la autenticidad de cada transacción que los usuarios intentan ejecutar. Una vez que los validadores llegan a un acuerdo (consenso) sobre la legitimidad de una transacción, el protocolo la agrega al registro inmutable de blockchain.

Los mecanismos de consenso utilizan incentivos y recompensas, generalmente nuevas monedas, para alentar a los líderes de la red a proponer solo transacciones legítimas a sus pares. Esto hace que sea difícil y costoso para cualquiera que intente engañar al sistema. En la mayoría de los protocolos, los usuarios deben controlar más del 51% de la potencia informática de la red simultáneamente o adquirir una parte importante de la moneda de la red subyacente.

¿Por qué hay diferentes tipos?

Los arquitectos de blockchain diseñaron diferentes tipos de mecanismos de consenso para diversos casos de uso de blockchain y condiciones de red. También proporcionan múltiples formas para que los proyectos aborden el famoso trilema de blockchain.

El trilema propone que los sistemas distribuidos sólo pueden cumplir dos de los tres requisitos: escalabilidad, descentralización y seguridad. Por lo tanto, las cadenas de bloques deben hacer un equilibrio en función de su objetivo específico.

Fuente: Libro mayor

En un ejemplo del mundo real, la prueba de trabajo (PoW) de Bitcoin favorece la descentralización y la seguridad, mientras que el modelo de prueba de participación (PoS) de Ethereum se apoya más en la escalabilidad para impulsar aplicaciones descentralizadas (dapps). Sin embargo, este ejemplo es una simplificación excesiva, ya que el debate sobre la seguridad del protocolo y la descentralización es complejo y matizado.

Leer más: Por qué Ethereum está más descentralizado después de la fusión

Además, otros mecanismos de consenso blockchain implementan una versión modificada de PoW o PoS dependiendo del grado de velocidad, seguridad o descentralización que deseen alcanzar.

Mecanismos de consenso de blockchain

El creador de Bitcoin presentó al mundo una nueva forma para que los pares en una red informática lleguen a un consenso sobre el estado del libro mayor de forma descentralizada. Desde entonces, los tecnólogos han experimentado con otros modelos de consenso, haciendo las concesiones mencionadas anteriormente.

Prueba de trabajo (PoW)

El primer mecanismo de consenso, la Prueba de Trabajo , fue inventado por el creador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Otras redes blockchain, incluidas Litecoin y Dogecoin, también lo adoptaron. El modelo requiere que los líderes de la red, llamados mineros, gasten potencia informática para resolver un rompecabezas criptográfico extremadamente complejo. Ser el primero en completar el rompecabezas y enviar esta "prueba de trabajo" a otros pares califica al minero para agregar un nuevo bloque a la cadena de bloques y recibir las recompensas en monedas asociadas.

Leer más: ¿Qué es la prueba de trabajo?

La seguridad del modelo PoW radica en la gran cantidad de potencia informática que los mineros gastan en la carrera interminable para resolver la siguiente prueba de trabajo. Con varios mineros actuando en beneficio de la red, el costo económico de atacar el sistema crece significativamente hasta el punto de que resulta poco práctico para un actor malintencionado intentar lo contrario.

PoW convierte a Bitcoin en la red informática más segura del planeta. Sin embargo, muchos tienen ideas erróneas sobre el uso de energía de la red que se abordan en nuestra guía detallada sobre cadenas de bloques PoW.

Prueba de participación (PoS)

La prueba de participación surgió en 2012 como una alternativa al PoW de Bitcoin. El modelo reemplazó a los mineros con validadores, lo que requiere que las entidades interesadas apuesten una porción significativa de la moneda de la red subyacente para tener derecho a proponer y agregar nuevos bloques a la cadena de bloques. La seguridad de la red se basa en la alineación de incentivos, porque tener una participación significativa requiere naturalmente que los validadores actúen de buena fe.

Leer más: La guía del inversor sobre prueba de participación

Ethereum se convirtió en la red PoS más grande después del histórico cambio de PoW en 2022. Aunque las monedas PoS representan sólo el 29% del valor total del mercado criptográfico, el mecanismo de consenso es el más utilizado. Otras cadenas de bloques populares, como BNB Chain y Cardano, implementan el modelo, a pesar de sus ampliamente conocidas compensaciones de seguridad explicadas en la guía de prueba de participación de Blockworks.

Leer más: Prueba de trabajo frente a prueba de participación

Prueba de participación delegada (DPoS)

El mecanismo de consenso de prueba delegada de participación (DPoS) es una versión modificada de PoS, generalmente considerada más democrática. Según este modelo, los usuarios apuestan tokens para votar por los delegados que validarán las transacciones en la red. Cuantos más tokens se deleguen a un validador, mayores serán las posibilidades que tendrá de producir bloques en la red y ganar recompensas que compartirán con los apostadores. Ejemplos de redes blockchain líderes que ejecutan el modelo DPoS incluyen Solana, Tron, EOS y Tezos.

Prueba de autoridad (PoA)

La prueba de autoridad (PoA) es un modelo de consenso mediante el cual los validadores de la red están formados por participantes preaprobados seleccionados en función de su reputación. Por lo general, es ideal para cadenas de bloques privadas o casos de uso organizacionales específicos donde solo se necesita un conjunto limitado de validadores para actualizar el libro mayor. Los pocos validadores necesarios para un sistema PoA los hacen altamente escalables pero centralizados. Vechain y la cadena lateral Liquid de Blockstream son los ejemplos más famosos de cadenas de bloques públicas que utilizan una implementación de PoA.

Prueba de actividad (PoA)

La prueba de actividad (PoA) es un modelo de consenso híbrido que implementa aspectos de PoW y PoS. Inicialmente, el proceso comienza cuando los mineros resuelven un rompecabezas criptográfico para proponer un nuevo bloque, que, a su vez, es firmado por validadores antes de agregarlo a la cadena de bloques. Los mineros y validadores reciben una parte de las recompensas en bloque por sus contribuciones a la seguridad de la red. Decred es el ejemplo más destacado de un proyecto blockchain que se ejecuta con prueba de autoridad.

Prueba de quemadura (PoB)

El mecanismo de consenso de prueba de grabación (PoB) implementa un enfoque novedoso para reducir los elevados requisitos de energía de los sistemas PoW. Según este modelo modificado, los mineros queman una parte de sus tenencias de monedas para recibir máquinas de minería virtuales, que les otorgan el derecho de proponer y extraer nuevos bloques. Los mineros transfieren fondos a direcciones verificablemente no utilizables y se concentran en hacer crecer sus plataformas de minería virtuales para maximizar la rentabilidad. Slimcoin, lanzado en 2014, implementa el modelo de consenso PoB, al igual que la cadena de bloques modular Koinos, que se lanzó en 2022.

Prueba de capacidad (PoC)

La prueba de capacidad (PoC) es otro modelo de consenso que intenta reducir las altas demandas energéticas de PoW. Las cadenas de bloques que utilizan este modelo requieren que los mineros utilicen el espacio disponible en el disco duro de sus computadoras para proporcionar soluciones a un rompecabezas criptográfico menos complicado. La respuesta al dilema se almacena previamente cuando el usuario se convierte en un nodo, y un mayor espacio en el disco duro aumenta las posibilidades del minero de ganar recompensas en bloque. Las cadenas de bloques de primera generación como Chia, SpaceMint y Storj implementan un modelo PoC.

Prueba de tiempo transcurrido (PoET)

La prueba de tiempo transcurrido (PoET) es un algoritmo de consenso desarrollado por Intel Corporation y utilizado principalmente por redes blockchain autorizadas. Implementa un modelo similar a una lotería para elegir un validador para el siguiente bloque. El uso de código inmutable y abiertamente verificable garantiza que todos los participantes tengan las mismas posibilidades de ser seleccionados como validadores. En particular, no suele haber recompensas económicas para los participantes de PoET, ya que este modelo se utiliza principalmente para organizaciones y corporaciones. La solución de contabilidad distribuida centrada en la empresa Hyperledger Sawtooth implementa el modelo PoET.

Prueba de historia (PoH)

La prueba de la historia es un modelo de consenso basado en el tiempo iniciado por la cadena de bloques Solana. Aborda una falla en los sistemas PoW: los recursos gastados por los validadores para acordar el tiempo y el orden de las transacciones. PoH implementa una funcionalidad de reloj interno basada en pruebas criptográficas para permitir el procesamiento casi instantáneo y la finalidad de la transacción. Solana es la única cadena de bloques pública conocida que utiliza este modelo de consenso, aunque el proyecto lo complementa con PoS y otras tecnologías para garantizar la escalabilidad.

Qué significa esto para los inversores

Los modelos de consenso proporcionan una métrica para evaluar el potencial a largo plazo de un proyecto. Lo ideal es que las redes más viables tengan un camino claro hacia la sostenibilidad y la escalabilidad, manteniendo al mismo tiempo un nivel razonable de descentralización. Aunque pueden surgir nuevos modelos de consenso, las implementaciones más ampliamente adoptadas seguirán desempeñando un papel vital a medida que la industria avance hacia la adopción generalizada.

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