Una idea general sobre la Prueba de trabajo (PoW)

Prueba de trabajo (PoW), es un algoritmo utilizado por algunas criptomonedas para lograr un consenso distribuido. Este tipo de algoritmo es utilizado por criptomonedas como Bitcoin, Litecoin y Monero. 

La prueba de trabajo fue presentada por primera vez por por Cynthia Dwork y Moni Naor en 1993. Satoshi Nakamoto aplico esta idea en el Bitcoin en 2009. PoW también fue utilizado por Ethereum 1.0 antes de cambiar a la prueba de participación (PoS) para Ethereum 2.0 durante la fusión de septiembre del 2022.

 

Dentro de un PoW el creador de un nuevo bloque (minero) se elige en función de su capacidad para resolver un problema computacional difícil. Esto implica realizar una gran cantidad de cálculos, que requieren una cantidad significativa de energía para completarse. El minero que resuelve el problema primero es recompensado con una cierta cantidad de unidades de la criptomoneda, así como con las tarifas de transacción que se incluyen en el bloque.

El propósito de PoW es agregar nuevos bloques a la cadena de manera segura y confiable, esto se logra debido a que el cálculo realizado por el minero es tan difícil, que es improbable que un atacante pueda crear una nueva cadena de bloques más larga que la cadena legitima, incluso si controla una gran cantidad de poder de cómputo. Esto hace que los sistemas basados en PoW sean altamente resistentes a los ataques, como el doble gasto de criptomonedas.

Ventajas

1. Muy segura, debido a que se requiere un alto poder computacional para crear bloques, es difícil realizar un ataque que la afecte. Esto hace muy confiable y segura la transacción y registro en la cadena de bloques.
2. Descentralizada, cualquier persona con hardware y software puede convertirse en minero y competir para crear nuevos bloques, este poder se distribuye entre una gran cantidad de usuarios. Esto evita que una entidad pueda tomar el control de la red, evitando con esto la censura y garantiza que la red permanezca abierta y accesible para todos.

La prueba de trabajo tiene una buena propiedad que puede transmitir a través de intermediarios que no son de confianza. No tenemos que preocuparnos por la cadena de custodia de la comunicación. No importa quién te diga la cadena más larga, la prueba de trabajo habla por sí sola.

Satoshi Nakamoto, fundador de Bitcoin

Desventajas

1. Consume mucha energía, los mineros requieren una gran cantidad de energía para realizar los cálculos para el nuevo bloque, Esto puede hacerlos costosos e insostenibles a largo plazo.
2. Posible centralización, debido a los costos de consumo de energía y al aumento de la dificultad que aumenta también el costo del hardware que realiza el cálculo, este proceso termina siendo dominado por un grupo de mineros que acumulan mucho poder de computo. Volviendo a la red vulnerable a ataques, ya que un pequeño número de entidades controla la mayor parte del poder minero.

Una solución a la última problemática ha sido la creación de algoritmos alternativos como el de la prueba de participación (PoS) utilizada por Ethereum, consumen menos energía y son menos susceptibles a la centralización. Sin embargo, PoW sigue siendo el algoritmo más utilizado en el espacio de las criptomonedas y es probable que siga siendo utilizado por una gran cantidad de criptomonedas en el futuro.

Como trabaja el PoW

Cuando se realiza una transacción en la cadena de bloques, pasa por algunos puntos de control para verificar y validarla. Dentro de la cadena, cada bloque de la transacción contiene un hash específico. 

 

El algoritmo de la prueba de trabajo genera un hash para el bloque. El algoritmo que utiliza Bitcoin se conoce como Secure Hash Algorithm (SHA)-256. Contiene hashes únicos con 64 caracteres y se usa fácilmente para seguridad criptográfica.

Para que estas transacciones en bloque se confirmen y se agreguen a la cadena de bloques, los mineros deben generar un hash igual al generado por SHA-256. Luego, los mineros compiten entre sí para encontrar este hash y quien lo obtenga correctamente recibe una cierta cantidad de unidades de Bitcoin.

Con eso, también tienen la oportunidad de agregar un nuevo bloque a la cadena de bloques. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que no es fácil hacerlo: todo el proceso requiere mucho procesamiento y poder computacional. Además, encontrar el hash en sí mismo es difícil, pero es un mecanismo lo suficientemente efectivo como para evitar cualquier tipo de manipulación de las transacciones.

Así es como funciona la Prueba de participación frente a la Prueba de trabajo

Para abordar los problemas antes mencionados, algunas cadenas de bloques, en particular Ethereum, han cambiado al mecanismo de consenso de Prueba de Participación (POS) durante la Fusión.

PoW	PoS
Nodos participantes denominados mineros	Nodos participantes denominados validadores
El poder computacional determina la capacidad minera	La participación en la red determina la capacidad de validación
La minería forma monedas, los mineros obtienen recompensas en bloque	No se forman nuevas monedas, los validadores reciben tarifas de transacción
Más propenso a los ataques del 51 %	Cero posibilidades de 51% de ataques
Consumo de energía súper alto	Bajo consumo de energía

Ejemplos de criptomonedas que usan PoW

Bitcoin fue la primera criptomoneda en usar PoW, y sigue siendo la criptomoneda más utilizada y conocida en el mundo.

Litecoin es una bifurcación de Bitcoin que se creó en 2011 y utiliza una versión ligeramente modificada del algoritmo PoW.

Monero es una criptomoneda centrada en la privacidad que se lanzó en 2014 y utiliza un tipo diferente de algoritmo PoW que está diseñado para ser más resistente al hardware de minería ASIC.

 

Fuente:
metaschool.so - Proof of Work (PoW)