Diferencias entre PoW y PoS: mecanismos de consenso
Para asegurar sus redes, las principales criptomonedas han adoptado Proof of Work (PoW) y Proof of Stake (PoS) como los mecanismos de consenso más comunes. En Bitcoin, PoW se utiliza para validar transacciones y asegurar la cadena de bloques. Este mecanismo previene el doble gasto y está respaldado por mineros que usan potencia computacional para competir por el derecho a confirmar nuevos bloques y actualizar la blockchain.
Por otro lado, PoS es la alternativa más popular a PoW y funciona de forma distinta. PoS pretende solucionar algunas limitaciones de PoW, incluidas la escalabilidad y el consumo de energía. En este mecanismo, los participantes se denominan validadores y no necesitan hardware potente para competir por la validación de un bloque. En su lugar, deben hacer staking (bloquear) la criptomoneda nativa de la cadena. Cuantas más monedas estén en stake, mayor será la probabilidad de ser elegido validador. La red selecciona al ganador según la cantidad apostada, quien recibirá una proporción de las comisiones de las transacciones del bloque que valide.
Fundamentos
Diversas redes blockchain adoptan mecanismos de consenso para asegurar la validez de las transacciones. PoW, el mecanismo más antiguo creado por Satoshi Nakamoto, es considerado por muchos como una opción segura. PoS se creó después, pero ahora se utiliza comúnmente en la mayoría de proyectos altcoin.
Proof of Work no solo se usa en Bitcoin, sino que también lo han adoptado otras criptomonedas importantes como Ethereum (ETH) y Litecoin (LTC). Proof of Stake, por su parte, es utilizado por Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) y varias otras altcoins. Cabe destacar que Ethereum pasó de PoW a PoS en 2022.
¿Qué es Proof of Work y cómo funciona?
PoW es un algoritmo de consenso ampliamente usado que evita el doble gasto en diversas criptomonedas, incluido Bitcoin. Satoshi Nakamoto introdujo PoW en 2008 en el whitepaper de Bitcoin. Su propósito es lograr consenso distribuido en la red blockchain, permitiendo transacciones peer-to-peer sin intermediarios.
Para verificar transacciones en una red PoW, participantes llamados mineros emplean recursos substanciales para garantizar la seguridad y la corrección de la red. Estos mineros crean y validan bloques de transacciones usando hardware especializado de minería para resolver problemas matemáticos. El minero que primero resuelve estos problemas obtiene el derecho de añadir su bloque a la cadena y recibir una recompensa por bloque. Esta recompensa consta de criptomonedas recién generadas además de las comisiones por transacción. La cantidad de cripto en la recompensa varía entre redes. En el caso de Bitcoin, la recompensa actual por bloque es de 6.25 BTC más las comisiones (entre 2020 y 2024). Sin embargo, esta cantidad se reduce a la mitad cada 210,000 bloques, aproximadamente cada cuatro años, por el mecanismo de halving.
¿Qué es Proof of Stake y cómo funciona?
PoS es un algoritmo de consenso que surgió en 2011 como alternativa viable a PoW, con el objetivo de abordar las limitaciones de escalabilidad de las redes PoW. PoS es ahora el segundo algoritmo más popular y es utilizado por criptomonedas como Cardano (ADA), Binance Coin (BNB) y Solana (SOL).
Aunque comparten el objetivo de alcanzar consenso en la blockchain, PoS y PoW tienen enfoques diferentes para seleccionar quién valida un bloque de transacciones. A diferencia de las blockchains PoW, las blockchains PoS no requieren que mineros compitan por los derechos de validación. En su lugar, los validadores deben tener una cantidad específica de monedas bloqueadas en un contrato inteligente en la cadena para ser elegibles para validar un bloque. Este proceso se llama staking. Dependiendo de la red, el protocolo selecciona un validador aleatoriamente o según sus participaciones. Los validadores reciben las comisiones de las transacciones del bloque que validaron como recompensa. Normalmente, cuantas más monedas bloquee un validador, mayor será su probabilidad de ser seleccionado.
Diferencias entre PoW y PoS
Los mecanismos de consenso que aseguran la red blockchain, PoW y PoS, difieren en cómo determinan quién valida las nuevas transacciones. A continuación se muestra una comparación entre ambos:
Proof of Work (PoW) | Proof of Stake (PoS) | |
| ¿Quién puede minar/validar bloques? | Los participantes con mayor potencia computacional tienen más probabilidades de minar un bloque. | Los participantes con más monedas en staking tienen más probabilidades de validar un nuevo bloque. |
| ¿Cómo se mina/valida un bloque? | Los mineros usan hardware especializado, como ASIC, CPU y GPU, para competir resolviendo acertijos matemáticos. | Los validadores deben bloquear cierta cantidad de monedas en un contrato inteligente en la blockchain. |
| Equipamiento de minería | Hardware especializado, como ASIC, CPU y GPU | Cualquier dispositivo con conexión a internet |
| ¿Cómo se distribuyen las recompensas? | El primer minero que resuelve el acertijo recibe la recompensa por el bloque. | Los validadores reciben una parte de las comisiones de las transacciones del bloque que validaron. |
| ¿Cómo se asegura la red? | Cuanto mayor es el hash, más segura es la red | El staking bloquea cripto en la blockchain para asegurar la red. |
¿Es Proof of Stake una mejor solución?
La adopción de PoS por Ethereum en su actualización ETH 2.0 ha generado debates sobre su superioridad frente a PoW. Los defensores de PoS destacan sus beneficios en escalabilidad y velocidad de transacción y afirman que es menos dañino para el medio ambiente comparado con PoW. Sin embargo, los partidarios de PoW sostienen que PoS debe demostrar su potencial en términos de seguridad de la red, dado que las redes PoW requieren recursos significativos, lo que las hace más caras de atacar. Con el cambio a PoS, cualquiera con al menos 32 ETH puede participar en el staking y convertirse en validador para recibir recompensas.
Riesgo de centralización
El mecanismo Proof of Work requiere que los mineros calculen hashes de los datos del bloque hasta encontrar una solución válida, lo que se vuelve más difícil y caro a medida que la criptomoneda gana popularidad. Los mineros pueden unirse a pools para aumentar su probabilidad de recibir la recompensa por bloque. En marzo de 2023, los cuatro pools de minería principales controlaban el 50% del poder de hashing total de Bitcoin. Esta concentración de poder preocupa a algunos, ya que reduce la descentralización de la red.
El mecanismo Proof of Stake reemplaza la potencia de minería por staking, permitiendo a las personas confirmar transacciones sin requerir equipo especializado o una ubicación específica. No obstante, ejecutar un nodo validador aún puede ser costoso. Los usuarios pueden apostar tokens detrás de ciertos validadores, de forma similar a los pools de minería. Aunque Proof of Stake facilita la participación, también puede sufrir problemas de centralización debido a que validadores grandes controlan una porción significativa de los tokens apostados. A pesar de estos desafíos, tanto PoW como PoS buscan mantener una red segura y descentralizada.
Riesgos de seguridad
El riesgo de un ataque del 51% existe en las blockchains Proof of Work, donde los cuatro pools de minería principales controlan alrededor del 50% del poder de hashing de Bitcoin. Este tipo de ataque implica que actores maliciosos u organizaciones obtengan el control de más del 50% del poder de hashing de la red, pudiendo anular el algoritmo de consenso de la cadena y cometer actos maliciosos para obtener beneficios personales, como el doble gasto o la alteración de registros de transacciones. A pesar de este riesgo, es poco probable que ocurra en Bitcoin debido a su amplia red.
Por otro lado, un ataque del 51% en una blockchain Proof of Stake requeriría que el atacante posea más del 50% de las monedas de la red, lo que podría implicar una demanda y un precio de la moneda por miles de millones de dólares. No obstante, esto también es poco probable, ya que el valor de las monedas apostadas por el atacante disminuiría drásticamente si la red fuera comprometida. En consecuencia, no es muy probable que un ataque del 51% ocurra en una blockchain PoS, especialmente en una con alta capitalización de mercado.
Desventajas de Proof of Stake
Proof of Stake se ha considerado una alternativa a Proof of Work, pero también tiene desventajas. Los validadores con más activos apostados tienen mayores probabilidades de validar el siguiente bloque debido al mecanismo de distribución de recompensas. Algunas personas critican esto porque puede llevar a que "los ricos se hagan más ricos" y otorgarles derechos de gobernanza en las blockchains PoS.
También existen riesgos de seguridad para criptomonedas de menor capitalización que usan PoS, ya que son más susceptibles a ataques. Mientras que criptos populares como ETH son menos propensas a experimentar un ataque del 51%, activos digitales más pequeños de menor valor pueden ser objetivos. Los atacantes pueden adquirir suficientes monedas para obtener ventaja sobre otros validadores y explotar el sistema PoS convirtiéndose en validadores con frecuencia. Las recompensas que obtienen pueden luego usarse para participar en más staking y aumentar su probabilidad de ser seleccionados en la siguiente ronda.
Conclusión
Es difícil determinar qué protocolo de consenso funciona mejor entre Proof of Work y Proof of Stake, ya que ambos tienen ventajas y desventajas. Mientras que PoW es seguro y fiable, también se le critica por sus altas emisiones de carbono durante la minería. Ethereum ha hecho recientemente la transición a PoS, visto como una alternativa más ecológica. Como resultado, es probable que nuevos proyectos prefieran PoS en el futuro.