Algoritmo de consenso (mecanismo de consenso)

¿Qué es un algoritmo de consenso?

La tecnología blockchain y las criptomonedas han introducido una forma revolucionaria de intercambiar y almacenar valor monetario. Un algoritmo de consenso, también conocido como mecanismo de consenso, se encuentra en el corazón de esta tecnología.

La palabra “consenso” significa “acuerdo general”.

Una blockchain es un libro de contabilidad distribuido que registra las transacciones y los saldos de las cuentas. Es necesario que todos los participantes estén de acuerdo sobre el estado del libro de contabilidad. Aquí es donde entra en juego el algoritmo de consenso.

El algoritmo de consenso es el proceso por el que los nodos de la cadena de bloques (ordenadores que validan y registran las transacciones) llegan a un acuerdo sobre el estado del libro de contabilidad.

El algoritmo de consenso es crucial para una cadena de bloques porque impide que los malos actores engañen al sistema. El mecanismo evita actividades maliciosas como el “doble gasto” de criptomonedas y los ataques Sybil incentivando a los actores honestos.

Por lo tanto, la definición de mecanismo de consenso incluye reglas e incentivos que permiten a la red ponerse de acuerdo sobre el estado de una blockchain.

¿Cómo funciona el algoritmo de consenso?

Supongamos que Max es un actor malo que tiene un saldo de 10 criptofichas. Max quiere “gastar dos veces” su cripto enviando 10 tokens a Nina y luego transfiriendo los mismos 10 tokens a Ozy.

Para engañar con éxito a Nina y Ozy, Max necesitaría que todos los nodos de la cadena de bloques estuvieran de acuerdo con su falso historial de transacciones.

Sin embargo, como una cadena de bloques pública es descentralizada y abierta, el sistema cuenta con actores buenos e incentivados para rechazar las transacciones falsas. Mientras los actores buenos superen en número a los malos, Max no podrá gastar dos veces, ya que no habrá un “acuerdo general” sobre las transacciones falsificadas.

Tipos de algoritmos de consenso

Exploremos los diferentes tipos de algoritmos de consenso utilizados en los sistemas blockchain. He aquí una lista de los más populares:

  • Proof-of-work (PoW)
  • Proof-of-stake (PoS)
  • Prueba de participación delegada (dPoS)
  • Prueba de autoridad (PoA)
  • Consenso híbrido PoW/PoS
  • Prueba de trabajo (PoB)
  • Prueba de trabajo retardada (dPoW)

Prueba de Trabajo (PoW)

Proof-of-work es el algoritmo de consenso más conocido. Es el algoritmo de consenso utilizado en la primera blockchain pública basada en criptomonedas: Bitcoin.

En el mecanismo de consenso PoW, los participantes de la red llamados “mineros” gastan energía computacional y electricidad para validar las transacciones y añadir nuevos bloques al libro mayor de la blockchain. A cambio, los mineros son recompensados con nuevos tokens (BTC en el caso de Bitcoin) por su trabajo honesto.

Una cadena de bloques PoW sigue siendo segura mientras el 51% de la potencia computacional de la red esté en manos de nodos honestos. Como los mineros honestos controlan la mayor parte de la potencia computacional, la cadena honesta (versión honesta de la blockchain) superará a cualquier cadena competidora.

Para realizar cambios en un bloque anterior, un atacante tendrá que gastar potencia computacional y electricidad para modificar ese bloque en particular y todos los bloques posteriores y así superar el trabajo de la cadena honesta. Para un atacante, gastar tal cantidad de potencia de cálculo y electricidad puede superar las ganancias económicas obtenidas en el ataque.

Las blockchains PoW maduras como Bitcoin tienen suficiente potencia de hashing para que sea increíblemente caro intentar un ataque del 51%.

Sin embargo, no puede decirse lo mismo de blockchains PoW más pequeñas con menos poder de hashing asegurando la red.

Proof-of-Stake (PoS)

El mecanismo de consenso Proof-of-Stake saltó a la palestra con la transición de Ethereum de PoW a PoS en 2022.

En este caso, los mineros PoW son sustituidos por los stakers PoS. A diferencia de los mineros, los stakers no necesitan gastar energía para validar las transacciones. En su lugar, los participantes tienen que apostar capital (en forma de criptomonedas) como garantía para convertirse en validadores.

Los validadores se seleccionan al azar para crear nuevos bloques. Tras la creación de un nuevo bloque, el validador es recompensado con nuevas criptomonedas.

La garantía y las recompensas por bloque garantizan que los validadores sigan siendo honestos y cumplan sus obligaciones de validar transacciones, crear nuevos bloques y mantener la red en funcionamiento.

Un validador se arriesga a la destrucción de su garantía en caso de que se comporte de forma maliciosa. Si no participa en la actividad de la red cuando se le solicita, los validadores perderán las recompensas de los bloques.

En el momento de escribir estas líneas, tendrá que apostar 32 ETH para convertirse en validador en Ethereum.

Principales Diferencias entre PoW y PoS

Proof-of-work (PoW) Proof-of-stake (PoS)
Los mineros gastan potencia de cálculo y electricidad para validar las transacciones y crear nuevos bloques. Los validadores utilizan criptomonedas como garantía para validar transacciones y crear nuevos bloques.
Mecanismo de consenso probado Más jóvenes y menos probados en combate en comparación con PoW
Requiere gran cantidad de electricidad, por lo que no se considera respetuoso con el medio ambiente Consume mucha menos energía que el PoW
Los mineros invierten en hardware caro Los validadores pueden ejecutar el software PoS desde sus portátiles
Los mineros compiten para resolver enigmas criptográficos y tener la oportunidad de crear un bloque. Se selecciona un validador al azar para crear el último bloque
Sin slashing Los validadores deshonestos corren el riesgo de perder sus garantías apostadas en un caso denominado slashing.

Prueba de Participación Delegada (dPoS)

El Proof-of-Stake delegado es una variación del mecanismo de consenso PoS. En él, los usuarios de la red votan y eligen delegados para validar los bloques.

dPoS es un modelo de mecanismo de consenso basado en la reputación. Los delegados son elegidos en función de su reputación de fiabilidad. Las redes dPoS tienen un menor número de validadores en comparación con las blockchains PoS, lo que permite a la red alcanzar un consenso más rápido.

Sin embargo, los sistemas dPoS pueden ser vulnerables a ataques del 51%, ya que hay menos validadores en la red. También existe el riesgo de centralización del poder, ya que los validadores son pocos y la votación está sesgada por la reputación.

Prueba de Autoridad (PoA)

La prueba de autoridad es un mecanismo de consenso en el que sólo las entidades autorizadas pueden convertirse en validadores de bloques.

En este caso, los validadores potenciales se someten a un proceso de investigación en el que se seleccionan en función de su fiabilidad, estándares morales, antecedentes penales, capital invertible, fiabilidad y reputación. El PoA se considera un mecanismo de consenso muy eficiente, ya que la red depende de un pequeño número de validadores.

Al igual que DPoS, el mecanismo de consenso PoA también es vulnerable a los ataques de centralización y del 51%.

Consenso PoW/PoS Híbrido

Como su nombre indica, el consenso PoW/PoS híbrido es una mezcla de algoritmos de consenso proof-of-work y proof-of-stake. Este enfoque aúna la seguridad PoW y la gobernanza PoS.

Un ejemplo de blockchain que utiliza un consenso híbrido PoW/PoS es Decred. Los mineros PoW en Decred desempeñan un papel similar al que desempeñan en la blockchain de Bitcoin, es decir, la verificación de transacciones y la creación de nuevos bloques.

PoS en Decred está diseñado para la gobernanza. Los titulares de fichas DCR pueden apostar sus monedas para obtener boletos de votación. Los titulares de los boletos se seleccionan al azar para aprobar a los mineros PoW y votar las propuestas de cambio.

Proof-Of-Burn (PoB)

Antes de empezar, debemos saber qué significa “quemar”. Quemar es el proceso de retirar permanentemente monedas de la circulación enviándolas a una dirección irrecuperable.

Proof-of-burn es un mecanismo de consenso que requiere que los mineros quemen monedas. La quema de monedas es el coste necesario para participar en la actividad minera, es decir, verificar transacciones, crear nuevos bloques y recibir recompensas por bloque.

Según Iain Stewart, creador del consenso PoB, cuantas más monedas queme un minero, mayor será su capacidad de minería.

Como los mineros PoB queman monedas en lugar de gastar electricidad como hacen los mineros PoW, PoB consume mucha menos energía que PoW.

Prueba de Trabajo Retardada (dPoW)

La prueba de trabajo retardada es un mecanismo de consenso en el que una cadena de bloques aprovecha la seguridad de una red PoW secundaria (por ejemplo, Bitcoin). Este mecanismo de consenso fue promovido por la Fundación Komodo.

Según Komodo, las redes dPoW utilizan la blockchain PoW secundaria para almacenar copias de seguridad de su historial de blockchain. Una única copia de la cadena dPoW original permitirá rejuvenecer toda la red en caso de que se produzca un ataque a la cadena dPoW.

A través del mecanismo de consenso dPoW, las cadenas de bloques con bajas tasas de hash pueden confiar en la seguridad de redes PoW maduras como Bitcoin.

Lo esencial

Los algoritmos de consenso son la columna vertebral de la tecnología blockchain.

Cada algoritmo de consenso tiene sus propias ventajas y limitaciones. Mientras que algunos optan por la seguridad y la descentralización, otros priorizan la velocidad y la eficiencia.

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Mensholong Lepcha

Mensholong Lepcha es un periodista financiero especializado en criptomonedas y mercados de valores globales. Ha trabajado para firmas de renombre como Reuters y Capital.com. Fascinado por la tecnología blockchain, los NFT y la escuela de inversión contrarian, Mensholong tiene experiencia en analizar la tokenomics, movimiento de precios y detalles técnicos de Bitcoin, Ethereum y otras redes blockchain. También ha escrito artículos sobre una amplia gama de temas financieros, que incluyen materias primas, forex, políticas monetarias de bancos centrales y otras noticias económicas.