Prueba de trabajo frente a prueba de participación: ¿cuál es la diferencia?

La prueba de trabajo y la prueba de participación son mecanismos de consenso, o algoritmos, que permiten que las cadenas de bloques funcionen de forma segura. Estos mecanismos de consenso mantienen seguras las cadenas de bloques al permitir que los usuarios genuinos solo agreguen nuevas transacciones.

Funcionan haciendo que quienes deseen participar demuestren que han dedicado algún tipo de recurso, como dinero o energía, a la cadena de bloques. Esto ayuda a filtrar a aquellos que pueden no ser genuinos o comprometidos con la red. La principal diferencia entre la prueba de trabajo y la prueba de participación es cómo eligen quién puede agregar transacciones a la cadena.

Hechos rápidos:

• La prueba de trabajo y la prueba de participación son algoritmos, también conocidos como mecanismos de consenso, que ayudan a las cadenas de bloques a mantener la sincronización de los datos y permanecer seguros.
• Estos algoritmos determinan qué nodo (computadora) en la red puede agregar el siguiente bloque de transacciones a la cadena.
• Ambos mecanismos han demostrado tener éxito en el mantenimiento de cadenas de bloques, aunque cada uno tiene compensaciones.

¿Qué es prueba de trabajo?

La prueba de trabajo es un sistema en el que las computadoras compiten entre sí para ser las primeras en resolver acertijos complejos. 

Este proceso se conoce comúnmente como minería porque la energía y los recursos necesarios para completar el rompecabezas pueden considerarse el equivalente digital del proceso real de extracción de metales preciosos de la tierra. 

Nathaniel Popper primer libro, Oro digital, usa una gran analogía para describir la prueba de trabajo en el sistema Bitcoin:

"... es relativamente fácil multiplicar 2,903 y 3,571 usando una hoja de papel y un lápiz, pero mucho, mucho más difícil averiguar qué dos números se pueden multiplicar para obtener 10,366,613".

Usando esta analogía, podemos imaginar que un minero en la red de Bitcoin debe averiguar qué dos números se pueden multiplicar para llegar a 10,366,613 2,903 3,571 adivinando combinaciones de números hasta que llegue a la respuesta correcta. Una vez que una computadora determina que 10,366,613 se puede multiplicar con 2,903 para hacer 3,571, lo presenta a las otras computadoras en la red que pueden verificar fácilmente que 10,366,613 y XNUMX, de hecho, hacen XNUMX cuando se multiplican. 

Cuando un minero resuelve este "rompecabezas" antes que otros mineros, se le permite crear un nuevo bloque (una agrupación de transacciones) y transmitirlo a la red de nodos que luego realizarán auditorías individuales del libro mayor existente y del nuevo bloque. Si todo sale bien, el nuevo bloque se encadena al bloque anterior, creando una cadena cronológica de transacciones. Luego, el minero es recompensado con bitcoins por suministrar sus recursos (energía).

Prueba de trabajo, minería y seguridad

La minería requiere una gran cantidad de electricidad y asegura la red al garantizar que solo aquellos que puedan demostrar que han gastado recursos tengan el derecho de agregar un nuevo conjunto de transacciones a la cadena de bloques.

Debido a esto, es difícil, lento y costoso atacar un sistema de prueba de trabajo como el de Bitcoin. Los atacantes tendrían que comprar e instalar equipos de minería y pagar la electricidad para hacer funcionar el equipo. Luego competirían para resolver el rompecabezas e intentarían agregar un bloque de transacciones que contengan bitcoins falsificados a la cadena.

Si el infame minero resuelve con éxito el rompecabezas primero, intentará transmitir un nuevo bloque de transacciones al resto de la red. Los nodos de la red luego realizarían una auditoría para determinar la legitimidad del bloque y las transacciones dentro de él.

A medida que los nodos auditen el nuevo bloque contra la versión anterior del libro mayor, notarán los bitcoins falsificados y el bloque se considerará inválido según las reglas de consenso. 

La prueba de trabajo hace que sea imposible falsificar bitcoin a menos que un minero infame controle más del 50% de toda la red. Esto significa el 51% tanto del poder de cómputo acumulativo de los mineros, conocido como hashrate, como de los nodos en la red. De esta manera, el mal actor podría transmitir un bloque defectuoso a la red y hacer que sus nodos acepten el bloque en la cadena. 

Dado el tamaño que ha crecido la red de Bitcoin y la cantidad de energía que los mineros contribuyen al sistema de prueba de trabajo, tal ataque sería casi imposible hoy. 

Si un gobierno, una empresa u otra entidad reuniera suficientes recursos para representar con éxito más del 50 % de la red con la intención de atacarla, los participantes genuinos de la red probablemente crearían una nueva rama de la cadena, también conocida como bifurcación. , inutilizando la cadena anterior y el ataque contra ella.

¿Qué es la prueba de participación?

En el sistema de prueba de participación, los validadores (el equivalente de prueba de participación de los mineros) se eligen para encontrar un bloque en función de la cantidad de tokens que tienen en lugar de tener una competencia arbitraria entre los mineros para determinar qué nodo puede agregar un cuadra. 

En este sistema, la cantidad de "participación", o la cantidad de criptografía que tiene un usuario, reemplaza el trabajo que realizan los mineros en la prueba de trabajo. Esto asegura la red porque alguien que desee participar y ganar recompensas debe comprar la criptomoneda y mantenerla para ser elegido para formar un bloque. 

Se requiere que los participantes gasten dinero y dediquen algunos recursos financieros a la red, de forma similar a como los mineros deben gastar electricidad en un sistema de prueba de trabajo. Aquellos que han gastado dinero en monedas para ganar estas recompensas tienen un interés personal en el éxito continuo de la red. 

La prueba de participación evita ataques y monedas falsificadas con esencialmente el mismo mecanismo que la prueba de trabajo. En lugar de controlar el 51 % del hashrate minero y los nodos como con la prueba de trabajo, los atacantes de un sistema de prueba de participación necesitarían tener al menos el 51 % del suministro de la moneda y controlar al menos el 51 % de los nodos de la red.

Ventajas y desventajas de la prueba de trabajo y la prueba de participación

Explicación de los profesionales de la prueba de trabajo

Competencia sana y energías renovables

La competencia en la minería de bitcoins es feroz. Las empresas mineras buscan constantemente las formas más eficientes de minar para reducir sus costos. Este proceso recompensa inherentemente a aquellos que pueden encontrar las formas de energía más baratas y crear tecnología más nueva para crear chips más rápidos y eficientes para la minería. 

Además de beneficiar a la minería de criptomonedas, la competencia entre los fabricantes de chips puede generar avances en el hardware informático que pueden trasladarse a otras industrias fuera de la minería de criptomonedas.

Energía atrapada 

La criptominería permite que las áreas aprovechen su energía atrapada y la conviertan en algún tipo de valor, que luego puede transferirse o usarse para financiar otros proyectos y, en última instancia, generar actividad económica en áreas remotas.

Un ejemplo real de esto son las provincias chinas de Sichuan y Yunnan. Estas provincias tienen intensas estaciones húmedas que pueden producir enormes cantidades de energía hidroeléctrica renovable. Desafortunadamente, las provincias no tienen forma de transportar y vender esta energía a otras áreas.

Las provincias finalmente comenzaron a extraer bitcoins para aprovechar el excedente de energía y convertirlo en algún tipo de valor negociable. En septiembre de 2019, China fue responsable por más del 70% del hashrate de Bitcoin debido a estas fuentes de energía baratas. Posteriormente, China prohibió la criptominería mientras buscaba crear su moneda digital fiduciaria. los movimiento forzó el éxodo masivo de mineros a otras zonas donde la energía es barata. Como resultado, Kazajistán se convirtió en un punto de acceso minero junto con Irán y Estados Unidos.

Seguridad

Hasta ahora, la prueba de trabajo ha sido la forma más comprobada de mantener el consenso y la seguridad dentro de una red pública distribuida. Esto se debe a que la prueba de trabajo requiere el costo inicial del hardware y el gasto continuo de recursos en lugar de un solo gasto inicial para participar.

Bitcoin se lanzó en 2009 y ha tenido una participación superior al 99.98% el tiempo de actividad. Al momento de escribir, solo ha habido dos instancias de tiempo de inactividad: una en agosto de 2010 y otra en marzo de 2013. Estos dos incidentes se resolvieron con actualizaciones de software opcionales para los nodos, ya que gracias al mecanismo de consenso, todos los participantes de la red decidieron estas actualizaciones fueron en el mejor interés de la red colectiva.

Explicación de los inconvenientes de la prueba de trabajo

Consumo de energía

Bitcoin y otras cadenas de bloques de prueba de trabajo, como Ethereum, consumen cantidades significativas de energía para proporcionar este modelo de seguridad a sus redes. Bitcoin consume más energía que naciones como Ucrania, Noruega y otros. Los ecologistas tienen argumentó que esto es completamente inútil e innecesario. 

Refutación: Si bien estos sistemas consumen cantidades masivas de energía, muchos críticos no logran evaluar los tipos de energía utilizados para la minería y, en cambio, equiparan su alto uso de energía con una gran huella ambiental. Sin embargo, los estudios han demostrado que los mineros de bitcoin utilizan varias fuentes de energía en sus operaciones. Algunas estimaciones han demostrado que la energía renovable es la forma dominante utilizada, oscilando entre 50% para acabar 70% de la potencia total utilizada. 

Es importante señalar que muchos de estos estudios solo informan sobre empresas mineras y otras operaciones que desean participar en las encuestas.

E-Waste

Los desechos electrónicos pueden ser la crítica más válida al consumo de recursos de la red bitcoin. Los mineros de prueba de trabajo generalmente funcionan a plena potencia las 24 horas del día, los 7 días de la semana. A veces, las malas condiciones como la humedad, las altas temperaturas y la ventilación inadecuada afectan las instalaciones mineras y acortan la vida útil del equipo.

Además de eso, los fabricantes de chips ASIC están constantemente desarrollando chips más nuevos y efectivos. Cuando ocurre esta innovación, las fichas antiguas se vuelven menos efectivas para ganar bloques que las fichas más nuevas. Eventualmente, los chips más antiguos se eliminan gradualmente y se convierten en desechos electrónicos. 

Refutación: Los chips de minería ASIC actuales suelen durar entre tres y cinco años. Y si bien los chips nuevos finalmente reemplazan a los chips más antiguos, es probable que duren más a medida que se vuelven más eficientes y resistentes a las altas temperaturas y al hashing prolongado.

Trazabilidad

Una preocupación sobre la criptominería es que puede ser susceptible a la censura. Esto ya ha ocurrido en lugares como China, donde se prohibió la minería de criptomonedas. El inmenso consumo de energía se puede encontrar a través de lecturas de electricidad o incluso cámaras térmicas. Esta capacidad de rastrear dónde se lleva a cabo la criptominería permite que los regímenes anti-criptomonedas tomen medidas enérgicas contra la práctica. 

Si una nación solo permitiera la minería para aquellos que han obtenido algún tipo de licencia, podría socavar la descentralización al no permitir que la red sea completamente pública.

Refutación: Fuera de China, las naciones de todo el mundo parecen estar a favor de las criptomonedas de alguna manera. Algunos países pueden buscar regular la minería para que se requieran licencias. Sin embargo, mientras haya mineros en áreas remotas que continúen con la práctica, debería ayudar a prevenir la monopolización y la censura.

Explicación de los profesionales de la prueba de participación

Eficiencia

Los sistemas de prueba de participación son significativamente más eficientes energéticamente que los de prueba de trabajo. Los requisitos de hardware de muchos sistemas de prueba de participación son equivalentes a los de las computadoras portátiles promedio o por debajo del promedio en el mercado actual. El software de validación tampoco es muy exigente en la mayoría de los sistemas de prueba de participación. 

Mayor rendimiento

En la prueba de participación, los validadores se eligen para encontrar un bloque en función de la cantidad de tokens que tienen, en lugar de una competencia entre mineros para resolver un rompecabezas. El tiempo que tarda el algoritmo de prueba de participación en elegir un validador es significativamente más rápido que el de la competencia de prueba de trabajo, lo que permite mayores velocidades de transacción.

Si bien esto es cierto, todas las cadenas de bloques, ya sean de prueba de participación o no, se ralentizan por el proceso de los nodos que llegan democráticamente a un consenso después de que un validador les transmite el bloque recién encontrado. 

Resistencia a la censura

A diferencia de la prueba de trabajo, que requiere mucha energía y una presencia física significativa, los validadores de prueba de participación pueden ejecutarse en computadoras portátiles pequeñas. Esto significa que podría haber un validador que controle un tercio de una red monetaria distribuida globalmente que se ejecuta en la esquina de una cafetería en lugar de ser un almacén lleno de miles de computadoras zumbando.

Barrera de entrada más baja

Los validadores de prueba de participación solo necesitan gastar dinero una vez para participar. Todo lo que necesitan hacer es comprar suficientes tokens para ganar bloques en el modelo de prueba de participación. En contraste, un minero en un sistema de prueba de trabajo debe comprar equipo de minería y mantenerlo funcionando indefinidamente, incurriendo en costos de energía que pueden fluctuar. Esto permite que participen más personas que de otro modo no podrían hacerlo.

Explicación de los inconvenientes de la prueba de participación 

No probado a gran escala

Todavía tiene que haber un sistema de prueba de participación para escalar al tamaño de algo como Bitcoin o Ethereum. Por esta razón, los sistemas de prueba de participación aún no son tan descentralizados ni tan seguros como los principales sistemas de prueba de trabajo.

Refutación: Si bien los sistemas de prueba de participación aún no han alcanzado el tamaño de redes como la de Bitcoin, no hay razón para que no lo hagan con el tiempo. Los sistemas de prueba de participación pueden tener el potencial de escalar más allá de lo que son capaces de hacer los sistemas de prueba de trabajo, dado que existe una barrera de entrada más baja y no se requiere hardware especializado para ejecutarlos.

Consolidación de monedas

La consolidación de monedas entre unos pocos validadores es el argumento más común contra los sistemas de prueba de participación. La naturaleza de la prueba de participación incentiva la acumulación de monedas para aumentar la posibilidad de ganar un bloque y recibir una recompensa. 

Los mercados de tokens también pueden verse acaparados por una entidad con mucho dinero, lo que les permite acumular la mayoría de los tokens. La mayoría de los sistemas de prueba de participación permiten que entidades únicas creen cualquier cantidad de validadores, y debido a que existe un costo financiero inicial pequeño para crear validadores, alguien que controle la mayoría de los tokens podría controlar la mayor parte de toda la red.

Esto hace que la distribución inicial de monedas de prueba de participación sea extremadamente importante. Algunas monedas de prueba de participación más nuevas venden tokens a los inversores antes de que estén disponibles públicamente. En algunos casos, estas ventas de tokens han representado el 40 % o más de los suministros máximos de tokens, lo que les da a las empresas de capital de riesgo y otros inversionistas tempranos una ventaja considerable sobre otros para obtener recompensas de la red.

Refutación: Es cierto que la prueba de participación elige a los creadores de bloques principalmente por el tamaño de su participación, pero algunas cadenas de bloques ya están comenzando a implementar métodos para reducir este riesgo de centralización. Algunos incluyen agregar "edad de la moneda", o cuánto tiempo se ha mantenido la apuesta, y un grado de aleatorización del algoritmo. Esto asegura que el tamaño de la apuesta no sea el único factor para determinar la formación de bloques y que los validadores más pequeños tengan posibilidades de ganar. 

Algunas cadenas de bloques también han hecho que los validadores que superan un cierto umbral de monedas comiencen a recibir cada vez menos recompensas. Esto incentiva a los participantes a delegar su participación en validadores más pequeños, lo que ayuda a distribuir tokens entre más validadores, lo que aumenta la descentralización y la seguridad.

Seguridad menos robusta

Como se mencionó anteriormente, tener una barrera de entrada más baja para los participantes de la red puede ayudar a aumentar el número de validadores y, por extensión, la descentralización, pero hacer que sea más fácil convertirse en parte de la red también puede disminuir su seguridad. 

Si un mal actor busca atacar una red de prueba de trabajo, necesitaría comprar suficiente hardware para representar a la mayoría de la red, y luego tendría que pagar para ejecutarlo todo. El sistema de seguridad doble del costo inicial del equipo y los costos continuos de energía hace que atacar la red sea menos realista. Los sistemas de prueba de participación solo tienen costos iniciales iniciales para participar, lo que los deja más abiertos a los ataques.

La tasa de hash actual de Bitcoin es de casi 200 millones de tera hash por segundo. El minero ASIC de primera línea de Bitmain, el S19J, puede hacer 88 tera hashes por segundo. Según esa medida, se necesitarían aproximadamente 1.2 millones de estos chips para constituir solo la mitad de la red de Bitcoin. El precio actual de este ASIC es de $ 10,390 por unidad, lo que significa que costaría aproximadamente $ 12.5 mil millones comprar suficientes mineros para formar la mitad de la red de Bitcoin, solo para luego pagar enormes tarifas para operar las máquinas. 

Por el contrario, si un actor infame quisiera atacar una cadena de prueba de participación, como Avalanche, por ejemplo, necesitaría comprar más de la mitad de los tokens (aproximadamente $19 mil millones a precios actuales) y configurar suficientes validadores para compensar más de la mitad. la red (630 validadores en el validador actual de Avalanche contar). Debido a que los validadores de prueba de participación no necesariamente requieren hardware costoso o toneladas de energía para ejecutarse, los atacantes solo incurren en el costo inicial de comprar tokens en lugar de los costos continuos de energía. 

Refutación: El costo inicial inicial para atacar una red de prueba de participación de tamaño suficiente se está volviendo lo suficientemente grande como para que el problema de no tener costos continuos se vuelva lentamente irrelevante. Por ejemplo, convertirse en la participación mayoritaria de Avalanche ya requiere casi 20 millones de dólares a los precios actuales. Cuanto más populares se vuelven estas cadenas de bloques y más poseedores de la moneda de una red de prueba de participación, más difícil es atacarla. 

Preguntas frecuentes 

¿Qué es la prueba de trabajo? 

La prueba de trabajo es una herramienta que protege una cadena de bloques y la ayuda a mantener información precisa (transacciones). Utiliza una carrera entre computadoras para ver quién puede resolver primero un rompecabezas complejo. A los ganadores de esta carrera se les permite agregar un nuevo bloque de transacciones a la cadena. Resolver este rompecabezas requiere grandes cantidades de energía, lo que garantiza que los participantes tengan más probabilidades de ser genuinos. Los que ganan son recompensados ​​con bitcoin.

¿Qué es un minero de bitcoin? 

Un minero de bitcoin es una computadora que participa en la competencia para resolver acertijos en blockchains de prueba de trabajo. Usan grandes cantidades de energía en este proceso y son recompensados ​​con bitcoins cuando vencen a todos los demás para resolver el rompecabezas. Se llama minería porque la energía y los recursos necesarios pueden considerarse el equivalente digital del proceso real de extracción de metales preciosos de la tierra.

¿Qué es la prueba de participación?

La prueba de participación es una herramienta para asegurar una cadena de bloques y ayudarla a mantener información precisa. Utiliza un algoritmo que elige quién puede agregar el siguiente bloque de transacciones a la cadena en función de la cantidad de tokens que se tienen.  

¿Qué es un validador en la prueba de participación?

Un validador es el equivalente de prueba de participación de un minero en la prueba de trabajo. Los validadores son nodos en una red de cadena de bloques que "participan" o comprometen sus tokens en la red. Los validadores se eligen para crear nuevos bloques de transacciones en función de la cantidad de tokens que tienen. Otros poseedores de fichas que no son validadores pueden delegar sus posesiones a un validador para obtener una parte de las recompensas que gana un validador cuando se les elige para crear un nuevo bloque de transacciones.

El puesto Prueba de trabajo frente a prueba de participación: ¿cuál es la diferencia? apareció por primera vez en Bloques.

• Coinsmart. El mejor intercambio de Bitcoin y criptografía de Europa.
• Platoblockchain. Inteligencia del Metaverso Web3. Conocimiento amplificado. ACCESO LIBRE.
• CriptoHawk. Radar de altcoins. Prueba gratis.
• Fuente: https://blockworks.co/proof-of-work-vs-proof-of-stake-whats-the-difference/