Proof of Work (PoW) vs. Proof of Stake (PoS)

TL;DR (RESUMEN)

Proof of Work (PoW) y Proof of Stake (PoS) son los mecanismos de consenso más comunes. Son adoptados por las principales criptomonedas para proteger su red.

Proof of Work se utiliza en Bitcoin para validar transacciones y proteger la red. Aparte de otras cosas, PoW evita el doble gasto. La blockchain está asegurada por participantes llamados mineros, que utilizan el poder computacional para competir por el derecho a confirmar nuevos bloques y actualizar la blockchain. Un minero exitoso será recompensado en BTC por la red. A diciembre de 2021, un minero puede obtener una recompensa del bloque de 6.25 BTC más comisiones de transacción al minar con éxito un bloque de Bitcoin.

La principal diferencia entre PoW y PoS es la forma en que determinan quién puede validar un bloque de transacciones. Proof of Stake es la alternativa más popular a Proof of Work. Es un mecanismo de consenso que tiene como objetivo mejorar algunas de las limitaciones de PoW, como problemas de escalabilidad y consumo de energía. En PoS, los participantes se denominan validadores. No necesitan utilizar hardware potente para competir por la oportunidad de validar un bloque. En cambio, necesitan poner en stake (bloquear) la criptomoneda nativa de la blockchain. Luego, la red selecciona un ganador en función de la cantidad de criptos en staking, quien será recompensado con una proporción de las comisiones de transacción del bloque que valide. Cuantas más monedas tenga en staking, mayor será la probabilidad de ser elegido como validador.

Introducción

Para garantizar que las transacciones registradas en una blockchain sean válidas, estas redes adoptan diferentes mecanismos de consenso. Proof of Work (PoW) es el más antiguo. Creado por Satoshi Nakamoto, es considerado por muchos como una de las alternativas más seguras. Proof of Stake (PoS) se creó más tarde, pero ahora se ve en la mayoría de los proyectos de altcoin.

Además de Bitcoin, PoW también se utiliza en otras criptomonedas importantes como Ethereum (ETH) y Litecoin (LTC). Por el contrario, Binance Coin (BNB), Solana (SOL), Cardano (ADA) y otras altcoins utilizan PoS. Vale la pena señalar que Ethereum planea cambiar de PoW a PoS en 2022.

¿Qué es Proof of Work (PoW) y cómo funciona?

Proof of Work (PoW) es el algoritmo de consenso adoptado por la red Bitcoin y muchas otras criptomonedas para evitar el doble gasto. Fue presentado por Satoshi Nakamoto en el whitepaper de Bitcoin, publicado en 2008.

Básicamente, PoW determina cómo la blockchain de Bitcoin logra un consenso distribuido. Se utiliza para validar transacciones peer to peer de una manera trustless, sin la necesidad de intermediarios externos.

En una red PoW como la de Bitcoin, las transacciones son verificadas por mineros. Son participantes que utilizan una gran cantidad de recursos para garantizar que la red siga funcionando de manera segura y correcta. Entre otras tareas, los mineros crean y validan bloques de transacciones. Pero para competir por el derecho a validar el siguiente bloque, deben utilizar hardware de minería altamente especializado para resolver complejos acertijos matemáticos.

El primer minero que logra encontrar una solución válida para estos problemas matemáticos, gana el derecho de agregar su bloque a la blockchain y recibe lo que llamamos una recompensa del bloque. Las recompensas de bloque se componen de criptomonedas recién generadas más comisiones de transacción. La cantidad de criptos en una recompensa de bloque varía según las diferentes redes. Por ejemplo, en la blockchain de Bitcoin, un minero exitoso puede obtener 6.25 BTC más comisiones de cada recompensa de bloque (a diciembre de 2021). Sin embargo, la cantidad de nuevos BTC generados por bloque se reduce en un 50% cada 210,000 bloques (aproximadamente cada cuatro años) debido a un mecanismo conocido como halving.

Si deseas obtener más información sobre el modelo Proof of Work, consulta ¿Qué es Proof of Work (PoW)? .

¿Qué es Proof of Stake (PoS) y cómo funciona?

Proof of Stake (PoS) es un algoritmo de consenso presentado en 2011 como una alternativa a Proof of Work. Su objetivo es superar las limitaciones de escalabilidad de las redes PoW. PoS es el segundo algoritmo más popular adoptado por criptomonedas como Binance Coin (BNB), Solana (SOL) y Cardano (ADA).

Si bien PoW y PoS comparten el mismo objetivo de llegar a un consenso en la blockchain, PoS tiene una forma diferente de determinar quién valida un bloque de transacciones. No hay mineros en las blockchains de PoS. En lugar de depender de computadoras potentes para competir por los derechos de validación de bloques, los validadores de PoS dependen de sus holdings de criptos.

A fin de ser elegible para validar un bloque, los participantes deben bloquear una cierta cantidad de monedas en un contrato inteligente específico en la blockchain. Este proceso se conoce como staking. El protocolo PoS asignará un participante para validar el siguiente bloque. Dependiendo de la red, esta selección se puede hacer de forma aleatoria o según sus holdings (stake). El validador seleccionado puede recibir como recompensa comisiones de transacción del bloque que validó. Por lo general, cuantas más monedas el validador bloquee en staking, mayor oportunidad tendrá de ser seleccionado.

Para obtener más detalles, consulta Proof of Stake (PoS) explicado.

Diferencias entre Proof of Work y Proof of Stake

A pesar de que ambos son mecanismos de consenso que garantizan la seguridad de la red blockchain, existen ciertas diferencias entre los dos. La principal diferencia es, por supuesto, cómo PoW y PoS determinan qué participante valida las nuevas transacciones. Para una comprensión más clara, echemos un vistazo a la siguiente tabla:

	Proof of Work (PoW)	Proof of Stake (PoS)
¿Quién puede minar/validar bloques?	Cuanto mayor sea el poder computacional, mayor será la probabilidad de minar un bloque.	Cuantas más monedas tengas en staking, más probabilidades tendrás de validar un nuevo bloque.
¿Cómo se mina/valida un bloque?	Los mineros compiten para resolver complejos acertijos matemáticos utilizando sus recursos computacionales.	Normalmente, el algoritmo determina al ganador de forma aleatoria, teniendo en cuenta la cantidad de monedas en staking.
Equipo de minería	Hardware de minería profesional, como ASIC, CPU y GPU.	Cualquier computadora o dispositivo móvil con conexión a internet.
¿Cómo se distribuyen las recompensas?	La primera persona que mine el bloque recibe una recompensa del bloque.	Los validadores pueden recibir una parte de las comisiones de transacción cobradas del bloque que validaron.
¿Cómo se protege la red?	Cuanto mayor sea el hash, más segura será la red.	El staking bloquea las criptomonedas en la blockchain para proteger la red.

¿Es Proof of Stake mejor que Proof of Work?

Los partidarios de Proof of Stake argumentan que PoS tiene algunos beneficios sobre PoW, especialmente en lo que respecta a la escalabilidad y la velocidad de las transacciones. También se dice que las monedas PoS son menos dañinas para el medio ambiente en comparación con PoW. En contraste, muchos partidarios de PoW argumentan que PoS, como tecnología más nueva, aún no ha demostrado su potencial en términos de seguridad de red. El hecho de que las redes PoW requieran cantidades importantes de recursos (hardware de minería, electricidad, etc.) las hace más caras de atacar. Esto es particularmente cierto para Bitcoin, como la blockchain de PoW más grande.

Como se mencionó, se espera que Ethereum (ETH) cambie de PoW a PoS en la actualización Ethereum 2.0. ETH 2.0 es una actualización muy esperada de la red Ethereum para mejorar su rendimiento y abordar su problema de escalabilidad. Después de la implementación de PoS en Ethereum, cualquier persona con al menos 32 ETH podrá participar en el staking para convertirse en un validador y recibir recompensas.

¿Es PoS mejor que PoW? ¿Qué está haciendo que la segunda criptomoneda más grande por capitalización de mercado adopte un nuevo mecanismo de consenso?

Riesgo de centralización

En las blockchains Proof of Work, la minería implica el uso de la potencia informática para hacer hash de los datos del bloque hasta que se encuentre una solución válida. Para las principales criptomonedas de hoy, las soluciones son cada vez más difíciles de encontrar y el proceso de adivinar cantidades masivas de hashes puede ser costoso en términos de hardware y electricidad.

Por lo tanto, algunos mineros prefieren acumular sus recursos mineros en pools de minería para tener una mayor probabilidad de obtener las recompensas del bloque. Algunos pools de minería grandes invierten millones de dólares y controlan miles de hardware de minería ASIC para generar la mayor cantidad posible de hashing.

A diciembre de 2021, los 4 principales pools de minería juntos controlan alrededor del 50% del poder hash total de Bitcoin. El dominio de los pools de minería hace que sea más desafiante para los criptoentusiastas individuales minar un bloque por su cuenta.

Entonces ¿qué tan descentralizada es la minería? Por un lado, todavía no existe una entidad única que pueda controlar las confirmaciones en la red. Si esto ocurriera, sería posible un ataque del 51% y la red perdería su valor. Algunos podrían argumentar que, si bien la minería todavía es descentralizada, ya no lo es tanto. En ciertas áreas, los productores de equipos de minería y los productores de energía aún dominan la minería y reducen la descentralización general para las blockchains Proof of Work.

El mecanismo de consenso Proof of Work adopta un enfoque diferente y reemplaza el poder de minería por staking. Este mecanismo reduce las barreras de entrada para que un individuo confirme transacciones, reduciendo el énfasis en la ubicación, el equipo y otros factores. Tu stake se determina simplemente por la cantidad de tokens que tienes.

Sin embargo, la mayoría de las redes PoS requieren que ejecutes un nodo validador para comenzar a confirmar las transacciones. Esto puede ser costoso de ejecutar, pero no tanto como varios rigs de minería. Los usuarios hacen staking de sus tokens detrás de ciertos validadores, lo que nos brinda un modelo similar a los pools de minería. Entonces, si bien Proof of Stake es más fácil para que un usuario promedio participe, aún es susceptible al mismo problema de centralización que los pools de minería.

Riesgos de seguridad

Además del riesgo de centralización, el hecho de que los cuatro principales pools de minería tengan la mayor parte del poder hash de la red Bitcoin podría aumentar potencialmente el riesgo de un ataque del 51%. Un ataque del 51% se refiere a un ataque potencial a la seguridad de un sistema blockchain por parte de un actor u organización maliciosos que logra controlar más del 50% del poder total de hash de la red. El atacante podría anular el algoritmo de consenso de blockchain y cometer actos maliciosos para beneficio propio, como duplicar el gasto, rechazar o alterar los registros de transacciones o evitar que otras personas minen. Sin embargo, es poco probable que esto suceda en Bitcoin debido al tamaño de su red.

En contraste, si alguien atacara una blockchain de PoS, tendría que poseer más del 50% de las monedas en la red. Esto haría que la demanda en el mercado y el precio de la moneda subieran, lo que podría costar decenas de miles de millones de dólares. Incluso si se comete un ataque del 51%, el valor de sus monedas en staking bajaría drásticamente a medida que la red se ve comprometida. Por lo tanto, no es muy probable que ocurra un ataque del 51% en una cripto que utiliza el consenso PoS, especialmente si se trata de una de gran capitalización de mercado.

Inconvenientes de Proof of Stake

Muchos ven Proof of Stake como una mejor alternativa a Proof of Work, pero vale la pena señalar que también hay deficiencias en el algoritmo de PoS. Debido al mecanismo de distribución de recompensas, los validadores con más activos en staking pueden aumentar sus posibilidades de validar el siguiente bloque. Cuantas más monedas acumula un validador, más monedas puede poner en staking y ganar, lo que algunas personas critican como “hacer más ricos a los ricos”. Estos validadores "más ricos" también pueden influir en las votaciones de la red, ya que las blockchains PoS a menudo otorgan derechos de gobernanza a los validadores.

Otra preocupación son los riesgos de seguridad para las criptomonedas con menor capitalización de mercado que adoptan PoS. Como se mencionó, no es muy probable que ocurra un ataque del 51% en las criptomonedas más populares como ETH o BNB. Sin embargo, los activos digitales más pequeños con un valor más bajo son más vulnerables a los ataques. Los atacantes podrían potencialmente adquirir suficientes monedas para obtener una ventaja frente a otros validadores. Podrían explotar el sistema PoS al ser elegidos con frecuencia para convertirse en validadores. Pueden utilizar las recompensas obtenidas para seguir haciendo staking y aumentar sus posibilidades de ser elegidos en la siguiente ronda.

Conclusiones

Proof of Work y Proof of Stake tienen su lugar en el ecosistema cripto, y es difícil decir con certeza qué protocolo de consenso funciona mejor. PoW podría ser criticado por generar altas emisiones de carbono durante la minería, pero ha demostrado ser un algoritmo seguro para proteger las redes blockchain. Sin embargo, a medida que Ethereum cambia de PoW a PoS, el sistema Proof of Stake podría verse más favorecido por nuevos proyectos en el futuro.