Obtener una comprensión más profunda de un concepto popular, pero ampliamente incomprendido, en la tecnología blockchain: el algoritmo de consenso.
CryptoTech sigue el desarrollo de una nueva cadena de bloques desde el principio hasta la red principal y más allá a través de su serie Inside the Blockchain Developer’s Mind. En partes anteriores, Andrew Levine de Koinos Group discutido algunos de los desafíos el equipo ha estado trabajando desde que identificó los problemas clave que pretenden resolver y describió tres de las «crisis» que enfrenta la adopción de blockchain: actualizabilidad, escalabilidad en Junta. Esta serie se centra en el algoritmo de consenso: La parte 1 trata sobre la prueba de trabajo, La Parte 2 trata sobre la prueba de participación y la Parte 3 trata sobre la prueba de quemado.
Este artículo es el segundo de mi serie sobre algoritmos de consenso, en el que utilizo mi perspectiva única para ayudar al lector a obtener una comprensión más profunda de este concepto a menudo mal entendido. En el primer artículo de la serie, investigaré la prueba de trabajo (el algoritmo de consenso de OG) y en este artículo investigaré la prueba de participación.
Como expliqué en el último artículo, desde una perspectiva teórica del juego, las cadenas de bloques son un juego en el que los jugadores compiten para validar transacciones agrupándolas en bloques que coinciden con los bloques de transacciones realizadas por otros jugadores. La criptografía se usa para ocultar los datos con los que estas personas pueden hacer trampa, y luego se usa un proceso aleatorio para distribuir tokens digitales a las personas que siguen las reglas y producir bloques correspondiente a los bloques presentados por otras personas. Luego, estos bloques se encadenan para crear un registro verificable de todas las transacciones que se han realizado en la red.
Cuando las personas producen nuevos bloques con diferentes transacciones en ellos, lo llamamos una «bifurcación», porque la cadena ahora se mueve en dos direcciones diferentes, y lo que hace que todos actualicen su base de datos para estar de acuerdo es cómo serán castigados en caso contrario.
La verdadera innovación en Bitcoin (BTC) fue la creación de un sistema elegante para combinar la criptografía con la economía para usar monedas electrónicas (ahora llamadas «criptomonedas») para usar incentivos para resolver problemas que los algoritmos por sí solos no pueden resolver. Las personas se vieron obligadas a realizar trabajos sin sentido en los bloques de minas, pero la seguridad no proviene del desempeño del trabajo, sino del conocimiento de que este trabajo no podría lograrse sin el sacrificio de capital. Si este no fuera el caso, no habría ningún componente económico en el sistema.
El trabajo es controlable apoderado por capital sacrificado. Debido a que la red no tiene los medios para «entender» el dinero que está ahí fuera, se tuvo que implementar un sistema que convierta el estímulo externo (moneda fiduciaria) en lo que la red puede entender: hashes. Cuantos más hashes crea una cuenta, más capital debe haber sacrificado y más estimulado está para producir bloques en la bifurcación derecha.
Debido a que estas personas ya han gastado su dinero para obtener hardware y ejecutarlo para producir bloques, su penalización de incentivo es fácil porque ya están castigados. Han gastado su dinero, así que si quieren seguir produciendo bloques en la cadena equivocada, está bien. No obtendrán ninguna recompensa y no recuperarán su dinero. Ese dinero lo habrán sacrificado por nada. Sus bloques no son aceptados por la red. en no ganarán tokens.
Este sistema de prueba de trabajo asegura que la única forma en que cualquiera que no quiera seguir las reglas (también conocido como un actor malvado) sea obtener más hardware y ejecutarlo que cualquiera combinado (es decir, un ataque del 51%). Ésta es la elegancia detrás de la prueba de trabajo. El sistema no puede funcionar sin sacrificar cantidades de capital cada vez mayores. La prueba de participación, sin embargo, funciona de una manera fundamentalmente diferente que tiene importantes implicaciones teóricas del juego.
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Prueba de participación
Prueba de participación (PoS) fue la primera propuesto en 2011 por el miembro del foro de Bitcointalk QuantumMechanic como una alternativa menos costosa (para la menor) a la prueba de trabajo:
«Me pregunto si los bitcoins están muy extendidos, si puede ocurrir una transición de un sistema basado en una prueba de trabajo a una prueba de participación. Lo que quiero decir con prueba de participación es que, en lugar de su ‘voto’, se pesa en el historial de transacciones aceptado por la cantidad de recursos informáticos que trae a la red, está ponderada por la cantidad de bitcoins que puede demostrar que posee, utilizando sus claves privadas «.
En lugar de obligar a los fabricantes de bloques a sacrificar capital para obtener hardware y ejecutarlo con el fin de ganar la capacidad de ganar recompensas en bloque, los poseedores de tokens solo tienen que sacrificar la prueba de participación. liquidez de su capital para ganar recompensas en bloque. Las personas que ya poseen los tokens de una red pueden ganar aún más de ese token si renuncian al derecho de transferir esos tokens por un tiempo.
Esta es una oferta atractiva para las personas que están acostumbradas a sacrificar dinero para comprar hardware y ejecutarlo para ganar recompensas en bloque. La prueba de trabajo es excelente para comenzar una criptomoneda, pero una vez que termina esa fase, los tenedores de esta valiosa moneda se encuentran intercambiando los frutos de su trabajo, esa valiosa moneda, por una moneda externa (a menudo, la moneda fiduciaria con la que aparentemente compiten) para comprar equipo de capital y energía solo para mantener su sistema.
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La prueba de participación es excelente para permitir que estas personas aumenten sus márgenes de ganancia mientras mantienen el control sobre la red. El problema es que reduce la seguridad de la red porque el actor malicioso ya no tiene que sacrificar su dinero en una gran cantidad de hardware y ejecutarlo para lograr un ataque. El atacante solo necesita obtener el 51% de la moneda base de la plataforma y usarla para tomar el control de la red.
Para contrarrestar este ataque, los sistemas PoS necesitan implementar sistemas adicionales para «cortar» las recompensas de bloque de un validador de un validador que ha producido bloques irreversibles en una cadena «perdedora» («condiciones de corte»). La idea es que si alguien obtiene el 49% del suministro de tokens y usa ese interés para producir bloques en una bifurcación perdedora, perderá sus tokens apostados en la cadena principal.
Estos son sistemas complejos diseñados para «robar» recompensas de las cuentas de los usuarios, lo que contribuye a la sobrecarga computacional de la red al tiempo que genera preocupaciones éticas legítimas («¿Es mi dinero si se puede reducir?»). También solo funcionan si el atacante no logra obtener el 51% del suministro de tokens. Esto es especialmente problemático en un mundo con intercambios centralizados que tienen huelgas de custodia. Esto significa que es completamente posible que un intercambio controle más del 51% de una oferta de tokens determinada sin haber arriesgado, lo que reduce el costo de un ataque. de minimis. De hecho, esto ya ha sucedido en la historia reciente en una de las cadenas de bloques más utilizadas del mundo, en un momento valorada en casi $ 2 mil millones: Steem.
Se puede encontrar una excelente historia de ese evento. aquí mismo. Los detalles clave para nuestros propósitos, según esa cuenta, son que los fondos en poder de tres intercambios se utilizaron con éxito para obtener un control del 51% sobre una gran cadena de bloques. Al adoptar la perspectiva más benevolente de todos los participantes, a todas estas entidades les «costó» muy poco tomar el control de la cadena porque habían hecho grandes esfuerzos a muy bajo costo. De hecho, los intercambios centralizados son literales pagar para reunir un gran compromiso, ya que su objetivo es funcionar como guardianes centralizados de tokens.
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Implementar estas medidas de austeridad no es en absoluto trivial, razón por la cual tantos proyectos de prueba de participación como Solana, con sus propios permisos, se han lanzado con soluciones centralizadas implementadas y por qué tantos otros proyectos (como ETH 2.0) así que tome un mucho tiempo para implementar PoS. La solución típica es darle a una fundación una participación lo suficientemente grande como para que solo tenga el poder de determinar quién es un actor malvado y recortar sus recompensas.
En resumen, la prueba de trabajo es buena para impulsar la descentralización, pero no es eficiente. La prueba de participación es buena para reducir los costos operativos de una red descentralizada en relación con la prueba de trabajo, pero fortalece aún más a los mineros, requiere condiciones de austeridad complejas y éticamente dudosas y no previene los «ataques de intercambio».
Lo que discutiré en mi próximo artículo es la pregunta hipotética de si existe una solución de «lo mejor de ambos mundos» que proporcione la descentralización y seguridad de la evidencia de trabajo con la eficiencia de la evidencia de participación. ¡Así que estad atentos!
Los puntos de vista, las opiniones y las opiniones expresadas en este documento pertenecen únicamente al autor y no reflejan ni representan necesariamente los puntos de vista y las opiniones de CryptoTech.
