Arquitectura de Blockchain
Cuando se diseña una arquitectura de blockchain, que es un protocolo descentralizado para la transferencia de datos con una base de datos continuamente actualizada, surgen dos preguntas clave: ¿cómo se validan las transacciones? y ¿cómo se garantiza la seguridad de la red? Abordar estas cuestiones ha llevado a la aparición de varios mecanismos de consenso, conjuntos de reglas mediante las cuales los participantes en una red descentralizada acuerdan cómo las transacciones pueden ser aprobadas e incluidas en nuevos bloques.
Proof-of-Work (PoW)
El creador de Bitcoin, Satoshi Nakamoto, propuso el mecanismo de Proof-of-Work (PoW) en octubre de 2008. Según PoW, los operadores de la red (mineros) resuelven problemas matemáticos intensivos en recursos de manera competitiva, buscando el hash correcto de un bloque mediante el método de coincidencia. Cuando tienen éxito, el minero o grupo ganador recibe la oportunidad de añadir el bloque encontrado, a cambio de una recompensa en forma de nuevos bitcoins.
No obstante, a medida que avanzaba el tiempo, se hizo evidente que el principio de Proof-of-Work conducía a un aumento constante del poder de minería, lo que generaba un incremento en los costos de energía. Así, el 11 de julio de 2011, en el foro de criptomonedas Bitcointalk, se propuso un mecanismo de consenso alternativo llamado Proof-of-Stake, o “prueba de posesión”.
Proof-of-Stake (PoS)
Este nuevo enfoque permitía que todos los participantes en una red descentralizada recibieran derechos de votación en función de la cantidad de monedas que poseían. Ya en agosto de 2012, este mecanismo se implementó por primera vez en la criptomoneda PPCoin. En este modelo, nuevos monedas se distribuían mediante la minería, y las transacciones podían ser procesadas por cualquier nodo que almacenara la criptomoneda PPC.
El mecanismo de consenso Proof-of-Stake demostró ser tan exitoso y flexible que fue implementado en cientos de criptomonedas, con diversas variantes y modificaciones. Según el concepto original, el derecho a gestionar la blockchain se concede a los participantes en función de la cantidad de monedas que poseen.
“En Nxt, los usuarios que tienen al menos 1002 NXT en su billetera oficial NXT Client durante los últimos 1440 bloques tienen la oportunidad de formar un nuevo bloque.”
El proceso de creación de bloques se conocía como “forking”, mientras que mantener criptomonedas en una billetera para ser recompensado por participar en la seguridad de la red se llama “staking”.
Rentabilidad y Desafíos
El uso de Proof-of-Stake permite que prácticamente cualquier poseedor de criptomonedas actúe como productor de bloques, contribuyendo a un alto nivel de descentralización y seguridad en la blockchain. Sin embargo, esto puede sacrificar el rendimiento, como se observa en la red Nxt, donde el rendimiento es de solo 4 transacciones por segundo.
Para encontrar un equilibrio entre descentralización y rendimiento, en 2013 se propuso el concepto de delegación, que permite agrupar las monedas de varios usuarios junto con sus derechos de votación. Este concepto fue utilizado por Daniel Larimer para crear el mecanismo Delegated Proof-of-Stake (DPoS), implementado en proyectos populares como EOS y Cardano.
“En DPoS, los propietarios de criptomonedas pueden optar por no participar activamente en la red y delegar sus monedas a validadores, quienes son responsables de gestionar los nodos de la blockchain.”
La rentabilidad del staking para validadores y tenedores de monedas depende de varios factores. Por ejemplo, si se emiten 1 millón de monedas mediante staking al año, el rendimiento puede variar según el porcentaje de monedas bloqueadas.
Transición hacia PoS
El alto costo energético de la minería PoW ha sido objeto de críticas. Desde la transición de Ethereum hacia el consenso Proof-of-Stake el 15 de septiembre de 2022, el consumo de energía de la red se ha reducido casi 2000 veces. Esto ha revitalizado la discusión sobre la transición de monedas populares de PoW a PoS.
Sin embargo, existen serias dudas sobre la posibilidad de que Bitcoin cambie a PoS, dado que no cuenta con un único desarrollador y los grupos de minería temen perder sus ingresos.
“Con el actual y extraordinario nivel de descentralización de la red Bitcoin, es prácticamente invulnerable a ataques externos.”
En conclusión, la evolución de los mecanismos de consenso en blockchain ha impulsado la creación de diferentes modelos que abordan desafíos en la validación de transacciones y la seguridad de la red.
