¿Qué significa Proof-of-Stake (PoS) en criptografía?

Tabla de contenido

• ¿Qué es el Proof-of-Stake en Blockchain?
• ¿Cómo funciona el Proof-of-Stake?
• ¿En qué se diferencia Proof-of-Stake de Proof-of-Work?
• Objetivos principales del Proof-of-Stake
• Prueba de Seguridad
• Beneficios del PoS
• Inconvenientes de las pruebas
• ¿Qué criptomonedas utilizan Proof of Stake?
• Palabras finales sobre el Proof-of-Stake (PoS)
• Preguntas sobre Proof-of-stake (PoS)

Proof-of-stake (PoS) es un mecanismo de consenso utilizado en redes blockchain para lograr un acuerdo sobre el estado de la blockchain. A diferencia de Proof-of-Work (PoW), que requiere que los mineros resuelvan complejos rompecabezas matemáticos para validar las transacciones y crear nuevos bloques, PoS selecciona a los validadores para crear y validar nuevos bloques en función de la cantidad de criptomoneda que poseen y están dispuestos a «apostar» como garantía.

Aquí hay algunos puntos clave sobre PoS:

• Más eficiente energéticamente: Al no depender de la potencia bruta de cálculo, PoS consume mucha menos energía que PoW.
• Tiempos de transacción más rápidos: Debido a su proceso de validación simplificado, las blockchains PoS a menudo pueden procesar transacciones más rápido que las cadenas PoW.
• Aumento de la accesibilidad: Cualquier persona con suficiente criptodivisa puede participar en el staking, a diferencia del PoW, que requiere hardware especializado.
• Cualquier persona con suficiente criptodivisa puede participar en el staking.
• Preocupaciones en materia de seguridad: Algunos argumentan que los sistemas PoS son menos seguros que PoW, ya que los grandes interesados podrían manipular la red.

Aquí hay un desglose:

• Estaca: En un sistema PoS, los participantes, a menudo llamados validadores, deben «estacar» una cierta cantidad de la criptomoneda nativa de la blockchain. Esta apuesta sirve como garantía y se mantiene en una cartera designada o contrato inteligente. La cantidad de criptodivisa apostada puede variar dependiendo del protocolo blockchain específico.

• Creación y Validación de Bloques: Los validadores son elegidos para crear nuevos bloques y validar transacciones en base a un algoritmo de selección. La probabilidad de ser elegido como validador suele ser proporcional a la cantidad de criptomoneda apostada-aquellos que apuestan más tienen una mayor probabilidad de ser seleccionados.

• Propuesta de bloque: Los validadores seleccionados para crear un nuevo bloque proponen un nuevo bloque con un conjunto de transacciones. Este bloque propuesto incluye un hash criptográfico del bloque anterior, formando una cadena de bloques: la blockchain.

• Votaciones: Otros validadores de la red evalúan entonces la validez del bloque propuesto. Pueden votar si creen que el bloque propuesto es válido o no. Los validadores pueden tener la opción de votar directamente, o su participación puede votar automáticamente en su nombre.

• Consenso: El consenso se alcanza cuando una supermayoría de validadores (a menudo una mayoría de dos tercios o más) están de acuerdo en la validez del bloque propuesto. Una vez que se alcanza el consenso, el bloque se añade a la blockchain, y el proceso comienza de nuevo para el siguiente bloque.

• Distribución de recompensas: Los validadores que participan en la creación y validación de bloques son recompensados con comisiones por transacción y, en ocasiones, con monedas recién acuñadas. Las recompensas se distribuyen entre los validadores en función de su apuesta y participación en la red.

• Sanciones: Los validadores que actúen de forma maliciosa o intenten validar transacciones fraudulentas pueden enfrentarse a sanciones, entre las que se incluyen la reducción de una parte de sus monedas apostadas o la pérdida de sus derechos de apuesta de forma temporal o permanente.

• Seguridad: Los sistemas PoS suelen incorporar mecanismos para garantizar la seguridad de la red y evitar la centralización. Esto puede incluir la selección aleatoria de validadores, penalizaciones por comportamientos deshonestos y mecanismos para evitar que una única entidad controle una parte significativa de la red.

En general, PoS ofrece una alternativa energéticamente eficiente a los mecanismos de consenso PoW e incentiva a los validadores a actuar honestamente para asegurar la red.

Proof-of-Stake (PoS) y Proof-of-Work (PoW) son dos mecanismos de consenso fundamentales utilizados en blockchains para validar transacciones y asegurar la red. Aunque ambos logran el mismo objetivo, sus enfoques difieren significativamente, lo que lleva a distintas ventajas y desventajas.

Aquí tiene un desglose de las principales diferencias:

Características	Prueba de compra (PoS)	Prueba de trabajo (PoW)
Proceso de validación	Estacar criptomonedas	Resolución de enigmas complejos con potencia de cálculo
Consumo de energía	Muy bajo	Muy alto
Accesibilidad	Cualquiera con suficiente criptomoneda puede apostar	Requiere hardware especializado
Seguridad	En evolución, posibles problemas con los grandes interesados	Establecida, pero vulnerable a los ataques de grupos de minería
Velocidad de transacción	Generalmente más rápida	Generalmente más lenta
Descentralización	Puede ser menos descentralizada debido a la concentración de grupos de minería	Puede estar muy descentralizada
Impacto medioambiental	Bajo	Alto
Coste de entrada	Bajo	Más alto
Recompensas	Por validar bloques	Por minar bloques
Madurez	Tecnología más reciente	Tecnología consolidada

• PoW: La minería asegura las redes blockchain resolviendo complejos rompecabezas matemáticos, validando transacciones y creando nuevos bloques, incentivando a los mineros con recompensas por sus esfuerzos computacionales.
• PoS: Los usuarios «apuestan» sus tenencias de criptodivisas, bloqueándolas durante un tiempo. La cantidad apostada determina su probabilidad de ser seleccionado al azar como validador para el siguiente bloque. Los validadores verifican las transacciones y añaden nuevos bloques a la cadena, obteniendo recompensas por su trabajo.

• PoW: Debido al competitivo proceso de minería, las blockchains PoW como Bitcoin consumen ingentes cantidades de energía, lo que plantea problemas medioambientales.
• PoS: Al eliminar la necesidad de un potente hardware de minería, las blockchains PoS son significativamente más eficientes energéticamente, reduciendo su impacto medioambiental.

• PoW: Participar en la minería PoW a menudo requiere hardware especializado caro, por lo que es menos accesible para las personas con recursos limitados.

• PoS: Cualquiera con suficiente criptodivisa puede participar en el staking, haciéndolo más accesible y democrático.

• PoW: La naturaleza distribuida de la minería con muchos participantes hace que las blockchains PoW sean generalmente resistentes a los ataques. Sin embargo, la posibilidad de que grandes pools de minería se hagan con el control plantea problemas de seguridad.

• PoS: Mientras que PoS ofrece una seguridad decente, algunos argumentan que las grandes partes interesadas con cantidades significativas de cripto apostado potencialmente podrían manipular la red. Este es un tema de debate y de investigación en curso.

• PoW: El complejo proceso de validación en PoW puede llevar a tiempos de transacción más lentos, especialmente durante periodos de alta actividad en la red.
• PoS: El proceso de validación más simple en PoS a menudo resulta en velocidades de transacción más rápidas en comparación con PoW.

La elección entre PoW y PoS depende de las prioridades específicas del proyecto blockchain. Mientras que PoW ofrece una seguridad probada, su consumo de energía es un gran inconveniente. PoS presenta una alternativa más ecológica e inclusiva, pero aún está en fase de desarrollo, y se están evaluando sus implicaciones de seguridad a largo plazo.

• Red segura y descentralizada: Al igual que PoW, PoS tiene como objetivo principal asegurar la red blockchain y mantener su descentralización. Esto significa garantizar la exactitud e inmutabilidad de los datos de las transacciones, al tiempo que se mantiene resistente a la manipulación o el control por parte de una sola entidad.
• Eficiencia mejorada: PoS busca lograr la seguridad y la descentralización de manera más eficiente que PoW. Elimina la necesidad de minería que consume mucha energía, lo que lleva a un procesamiento de transacciones más rápido y un menor impacto medioambiental.
• Accesibilidad mejorada: PoS pretende hacer más accesible la participación en blockchain eliminando las barreras de hardware asociadas a la minería PoW. Cualquier persona con suficiente cryptocurrency puede participar en staking, promoviendo una participación más amplia de la red.
• Crecimiento sostenible: PoS se esfuerza por garantizar el crecimiento sostenible del ecosistema blockchain abordando las preocupaciones de alto consumo de energía de PoW. Esto permite una adopción más amplia y un potencial de aplicación en el mundo real.
• Incentivos dinámicos: PoS fomenta la participación ofreciendo recompensas dinámicas por validar transacciones y asegurar la red. Esto fomenta el comportamiento honesto y desalienta las actividades incorrectas.

Si bien la seguridad sigue siendo el objetivo central, PoS pretende lograrla de una manera más eficiente, accesible y sostenible, allanando el camino para una adopción y evolución más amplias de la tecnología blockchain.

PoS security gira en torno a dos principios fundamentales: incentivos económicos y validación aleatoria. Ambos trabajan juntos para crear un sistema en el que el comportamiento honesto es recompensado y la actividad maliciosa es penalizada.

• Apuestas: Los usuarios «estacan» su propia criptomoneda, esencialmente bloqueándola durante un periodo. Esto actúa como garantía, de forma similar a un depósito de seguridad.
• Slashing: Si un validador se comporta de forma deshonesta, pierde una parte de su criptodivisa apostada, creando un fuerte impulso para hacer trampas.
• Recompensas: Los validadores honestos que ayudan a asegurar la red obtienen recompensas, lo que les motiva aún más a actuar honestamente.

• Validadores: No todo el mundo puede validar transacciones. En su lugar, los validadores se eligen aleatoriamente en función del tamaño de su apuesta y otros factores.
• Difícil de Atacar: Esta aleatoriedad dificulta que una sola entidad controle la red o manipule las transacciones, ya que no sabría de antemano quiénes son los validadores.
• Tolerancia bizantina a fallos (BFT): Algunos sistemas PoS utilizan BFT, lo que permite que la red funcione incluso si un pequeño número de validadores son maliciosos o no están disponibles.

• Concentración de apuestas: Si un pequeño grupo controla una gran parte de las monedas apostadas, podrían potencialmente manipular la red. Esta es una preocupación importante y un área activa de investigación.
• Nueva tecnología: PoS es más reciente que PoW, y sus implicaciones para la seguridad a largo plazo aún están siendo estudiadas y debatidas.
• Ingeniería social: Los ataques dirigidos podrían engañar a los validadores para que actúen mal.
• Vulnerabilidades de los contratos inteligentes: Las vulnerabilidades en los contratos inteligentes desplegados en la blockchain pueden ser explotadas, independientemente del mecanismo de consenso.
• Las vulnerabilidades en los contratos inteligentes desplegados en la blockchain pueden ser explotadas, independientemente del mecanismo de consenso.

PoS ofrece un enfoque prometedor para la seguridad de blockchain, pero no es perfecto. La seguridad es un proceso continuo, que requiere un seguimiento constante, actualizaciones e investigación para hacer frente a las amenazas en evolución. La elección entre PoS y PoW depende de las necesidades específicas y las prioridades de seguridad del proyecto blockchain.

• Eficiencia Energética: PoS elimina la necesidad de hardware de minería de alto consumo energético, reduciendo significativamente el impacto ambiental de la tecnología blockchain. Esto se alinea con las crecientes preocupaciones acerca de la sostenibilidad de los sistemas PoW como Bitcoin.
• Transacciones más rápidas: PoS generalmente ofrece tiempos de procesamiento de transacciones más rápidos en comparación con PoW. Esto se debe al proceso de validación simplificado, en el que los validadores se eligen aleatoriamente en lugar de competir a través de cálculos complejos.
• Aumento de la accesibilidad: Cualquier persona con suficiente criptomoneda puede participar en el staking, lo que hace que PoS sea más accesible que PoW, que requiere hardware especializado. Esta participación más amplia refuerza la descentralización y la seguridad de la red.
• Tarifas de transacción más bajas: Debido al menor consumo de energía y al proceso de validación simplificado, las blockchains PoS suelen tener tarifas de transacción más bajas en comparación con las blockchains PoW. Esto puede ser especialmente beneficioso para las microtransacciones y los casos de uso cotidiano.

• Concentración de tomas: Si un pequeño grupo de individuos o entidades poseen una porción significativa de las monedas apostadas, podrían potencialmente manipular la red o influir en la toma de decisiones. 
• Delegación y agrupación: Los validadores pueden delegar su poder de apuesta en terceros, creando agrupaciones de apuestas. Si bien esto aumenta la accesibilidad, también podría conducir a la centralización si los grandes grupos ganan demasiada influencia.
• Tecnología más reciente: En comparación con PoW, PoS es una tecnología relativamente nueva, y sus implicaciones de seguridad a largo plazo aún se están investigando y debatiendo activamente.
• Ataques de ingeniería social: Los ataques de ingeniería social dirigidos podrían potencialmente engañar a los validadores para que actúen mal.
• Vulnerabilidades de los contratos inteligentes: Las vulnerabilidades de los contratos inteligentes desplegados en la blockchain pueden ser explotadas, independientemente del mecanismo de consenso.
• Distribución de la moneda inicial: Dependiendo de cómo se distribuyó la criptomoneda inicial, podría haber preocupaciones sobre la equidad y la centralización potencial si una gran parte se concentra en las manos de unos pocos.
• Ataques a la nada: Algunas implementaciones PoS podrían ser vulnerables a ataques «nothing-at-stake», en los que los validadores pueden validar tanto bloques válidos como inválidos sin penalización.
• Incertidumbre regulatoria: Las regulaciones que rodean a las criptodivisas y los sistemas PoS aún están en desarrollo, lo que crea incertidumbre para los usuarios.

Varias criptomonedas prominentes utilizan mecanismos de consenso Proof-of-Stake (PoS), incluyendo Ethereum (ETH), Cardano (ADA), Binance Coin (BNB), Polkadot (DOT), Solana (SOL), Tezos (XTZ), Cosmos (ATOM), y Algorand (ALGO).

• Ethereum (ETH): Actualmente en transición de PoW a PoS a través de su actualización Ethereum 2.0, con el objetivo de aumentar la escalabilidad y la eficiencia.
• Cardano (ADA): Una de las primeras blockchains PoS ampliamente adoptada, conocida por su enfoque basado en la investigación y centrado en los contratos inteligentes.
• Binance Coin (BNB): Token nativo del intercambio Binance, implementó un sistema híbrido PoS y Proof-of-Authority (PoA) para transacciones más rápidas.
• Polkadot (DOT): Red multicadena con una arquitectura de fragmentación única, utilizando PoS para su cadena principal y permitiendo flexibilidad para diferentes mecanismos de consenso en parachains individuales.
• Solana (SOL): Blockchain de alto rendimiento conocida por sus rápidas velocidades de transacción y sus bajas comisiones, utiliza un mecanismo PoS híbrido único con nodos validadores y proof-of-history.
• Tezos (XTZ): Plataforma de gobernanza en cadena conocida por su proceso de verificación formal y enmiendas, opera con un sistema PoS delegado.
• Cosmos (ATOM): Hub blockchain que conecta blockchains independientes, utiliza un sistema PoS basado en Byzantine Fault Tolerance (BFT) para su cadena principal.
• Algorand (ALGO): Pure PoS blockchain conocida por su eficiente y seguro mecanismo de consenso, diseñada para ser rápida y escalable.

PoS ofrece una alternativa prometedora a PoW, abordando sus principales limitaciones. Sin embargo, es esencial ser consciente de sus desafíos y de los esfuerzos de desarrollo en curso para garantizar un futuro seguro y descentralizado.