Algoritmo de Prueba de Trabajo Explicado

La idea clave de la cadena de bloques es que es necesario realizar un trabajo complejo para agregar un nuevo bloque. Es este trabajo complejo es el que hace que la cadena de bloques sea confiable y holística. Además, se paga una recompensa por este trabajo. Así es como las personas obtienen monedas de la minería.

Además del hecho de que el trabajo debe hacerse, debe demostrarse. Aquí comenzaremos a hablar sobre la Prueba de trabajo. Changelly explica los conceptos básicos de este algoritmo de consenso.

Significado de PoW

Proof-of-Work (PoW) o prueba de trabajo, fue el primer algoritmo de consenso de blockchain descentralizado exitoso. PoW se usa en Bitcoin, Ethereum (Ethereum planea cambiar a Proof-of-Stake), Litecoin, ZCash, Monero y muchas otras cadenas de bloques.

El algoritmo más famoso funciona de la siguiente manera: al principio, los usuarios de la red se envían tokens digitales entre sí, luego todas las transacciones realizadas se recopilan en bloques y se registran en un registro abierto distribuido: blockchain.

En PoW, todas las transacciones se prueban con la ayuda de complicados cálculos matemáticos, cuya validez puede ser verificada por cualquier usuario de la red. Los mineros resuelven el problema, forman un nuevo bloque y confirman la transacción. Las tareas se vuelven más difíciles cada vez, a medida que aumenta el número de usuarios y la carga en la red aumenta.

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El hash significa ingresar información de cualquier longitud y tamaño en la línea de origen y devolver un resultado de una longitud fija especificada por la función hash del algoritmo. En el contexto de las criptomonedas como Bitcoin, las transacciones después del hash en la salida se ven como un conjunto de caracteres definidos por un algoritmo de longitud (Bitcoin usa SHA-256).

El hash de cada bloque contiene la salida hash del bloque anterior. Esto aumenta la seguridad del sistema y no se puede violar el orden de los bloques creados. El usuario primero debe determinar correctamente “nonce“: el número agregado al final de la línea para crear un hash que comience con el número requerido de ceros. Si el minero logró resolver el problema, se forma un nuevo bloque: se coloca el siguiente conjunto de transacciones y se consideran confirmados.

Propósito de la Prueba de Trabajo

Los algoritmos de consenso están diseñados para garantizar la precisión de las transacciones al verificar la precisión de las acciones tomadas, distribuidas entre muchos participantes de la red.

La precisión y la velocidad de la cadena de bloques dependen de este mecanismo. Al mismo tiempo, el problema no debería ser demasiado complicado. En este caso, la generación de bloques llevará mucho tiempo, lo que significa que muchas transacciones incompletas se bloquean en la red.

Si el problema no se puede resolver en un tiempo predecible, crear bloques será una casualidad. Si el problema también se resuelve simplemente, esto hace que el sistema sea vulnerable al abuso, el spam y los ataques DoS.

La solución debe ser fácilmente correcta, de lo contrario, no todos los nodos comprenderán si el cálculo se realizó correctamente, lo que significa que tendrán que confiar en otros nodos, lo que no es coherente con uno de los principios esenciales de la cadena de bloques: la transparencia total.

Retiro de la Prueba de Trabajo

Este algoritmo es honesto y comprensible. Se puede confiar en él. Sin embargo, sus principales problemas son enormes gastos y los ataques del 51%.

En 2017, se requirió un promedio de 163 kW/h de energía para completar una sola transacción en el sistema Bitcoin. Con esta cantidad de energía, cinco días y medio pueden satisfacer las necesidades de una familia de tres que viven en una pequeña casa de un piso.

Además, los mineros que tienen ASIC más rápidos y potentes obtienen más que el resto. Como resultado, Bitcoin no está tan descentralizado como se pretendía originalmente.

Casos de uso de Prueba de Trabajo

¿Dónde se usa POW? En muchas criptomonedas. Por supuesto, la más famosa de ellas es Bitcoin, y fue Bitcoin el que marcó esta tendencia. Utiliza el algoritmo Hashcash, que le permite cambiar la complejidad de la tarea en función de la potencia informática total de la red.

El tiempo promedio de formación del bloque es de 10 minutos. Se implementa un sistema similar en criptomonedas similares a Bitcoin, por ejemplo, en Litecoin. Otro proyecto importante que usa PoW es Ethereum. Teniendo en cuenta que casi las tres cuartas partes de todos los proyectos de blockchain se implementan en esta plataforma, podemos decir con confianza que la mayoría de las aplicaciones utilizan un modelo de consenso de prueba de trabajo.

Prueba de Trabajo vs. Prueba de Participación

Para verificar las transacciones, la Prueba de participación requiere que los participantes compartan una parte de las monedas que almacenan en línea. PoS es un mecanismo alternativo de PoW, implementado por primera vez en 2012 en la criptomoneda PPCoin (renombrada PeerCoin). La idea detrás de la Prueba de participación es resolver el problema de Prueba de trabajo asociado con los altos costos de energía.

¿Qué es el mecanismo de consenso de prueba de participación? Un artículo con la explicación completa.

Los validadores confirman la validez de las transacciones completadas. La ventaja de PoS es que es más eficiente energéticamente y tal vez mejor para prevenir ataques que PoW.

Los validadores apostan sus monedas en transacciones bloqueando monedas. El mezclador que se utiliza para completar el bloque se selecciona en proporción al valor establecido en la red. La prueba de participación evita el mal comportamiento de la red al transferir la autoridad de verificación a los usuarios más activos e interesados. El algoritmo de consenso de prueba de participacion se usa en Peercoin, Decred, y pronto operará en Ethereum, en el que la transición de un algoritmo a otro se prescribió de antemano.

¿La participación en Ethereum será rentable?

¿Cuál es el otro mecanismo de consenso que hay en las criptomonedas?

La Prueba de trabajo y la Prueba de participación pueden considerarse los dos algoritmos de consenso más populares en el mundo de las criptomonedas. Sin embargo, varios mecanismos tienen sus sutilezas y características.

Su lista puede ser bastante extensa, por lo que enumeramos algunos de los más famosos:

  • Prueba de Participación Delegada: es un término genérico que describe la evolución de los protocolos de consenso básicos basados ​​en la confirmación de participación. DPoS se usa en BitShares, EOS y Tezos.
  • Prueba de Autoridad: es un algoritmo de consenso basado en la reputación que proporciona una solución práctica y eficiente para blockchains (especialmente las privadas).
  • Prueba de conocimiento cero: es un protocolo criptográfico que permite a un lado (el probador) confirmar la verdad de la declaración a la otra parte (el verificador), sin revelar ninguna información adicional al respecto (ni el contenido ni la fuente de la cual el probador aprendió sobre la apertura).

Conclusión

A pesar de todos los pros y los contras de los métodos de consenso, la seguridad de cada protocolo depende en gran medida del desarrollador. Por el momento, la opción más rentable es combinar los dos algoritmos, por lo que aparecen otros medios de evidencia, basados ​​en un principio individual de coexistencia de PoS y PoW.

Por separado, vale la pena resaltar los algoritmos Prueba de capacidad y Prueba de almacenamiento, en los cuales para confirmar acciones en el sistema, utilizan un recurso real, que es la cantidad de espacio en disco.


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