- La prueba de trabajo (abreviada como PoW) es uno de los mecanismos de consenso para lograr un acuerdo en la red blockchain para confirmar las transacciones y producir nuevos bloques para la cadena.
- Con la Prueba de trabajo, los mineros compiten entre sí para validar las transacciones y obtener recompensas.
- La probabilidad de ser seleccionado para construir el siguiente bloque está vinculada a la potencia de cálculo.
La prueba de trabajo (PoW) es un algoritmo de consenso para redes blockchain que es el modelo de consenso subyacente de Bitcoin. Bitcoin es la criptomoneda que fue pionera en el uso de PoW.
En un nivel alto, PoW se basa en la conversión de energía eléctrica en «peso» digital de blockchain, lo que brinda un costo inolvidable para las cadenas de bloques PoW como Bitcoin y, en el proceso, impulsa una estructura de incentivos que produce una red distribuida bizantina con tolerancia a fallas (BFT) .
Consenso Nakamoto de Bitcoin
Es mejor entender la mecánica de PoW a través del prisma del Consenso Nakamoto de Bitcoin, que es el ejemplo cardinal sin cesar de una implementación PoW exitosa y sostenible.
PoW se basa en un acertijo matemático para resolver un valor por debajo de un umbral específico (nonce) que produce la transmisión del siguiente bloque a la red.
Los líderes de bloque, que producen el siguiente bloque, se seleccionan en un formato similar a una lotería que corresponde directamente a su poder de cómputo contribuido (es decir, hash) al proceso. Como Satoshi Nakamoto explicó en el documento técnico de Bitcoin:
Libro blanco de Satoshi Nakamoto
“La prueba de trabajo también resuelve el problema de determinar la representación en la toma de decisiones mayoritarias. Si la mayoría se basara en una dirección IP, un voto, cualquiera podría ser capaz de asignar muchas IP. La prueba de trabajo es esencialmente una CPU-un-voto. La decisión mayoritaria está representada por la cadena más larga, que tiene el mayor esfuerzo de prueba de trabajo invertido en ella. Si la mayoría de la potencia de la CPU está controlada por nodos honestos, la cadena honesta crecerá más rápido y superará a las cadenas competidoras ”.
La cadena más larga tiene más trabajo, lo que significa que la mayor potencia (es decir, hashes) contribuyó a ella, por lo que es fácil de identificar.
Hay dos participantes principales en el modelo de consenso PoW: mineros y operadores de nodo completo.
Mineros
Los mineros son un mercado de participantes que compiten por resolver y para producir el siguiente bloque y transmitirlo a la red, que se produce cada 10 minutos. El minero ganador por cada ronda de 10 minutos es recompensado tanto con la recompensa de bloque (actualmente 6.25 BTC tras el tercer halving) como con las tarifas de transacción en el bloque.
Esto impulsa un sistema de incentivos para que los mineros sean honestos en su propagación de bloques por dos razones principales.
Primero, los mineros han hundido los costos en costosos equipos de hardware que resuelven el algoritmo de minería de Bitcoin al intentar forzar a la solución bruta en la computación continua, a expensas de la energía eléctrica.
Si los mineros actúan maliciosamente e intentan subvertir el proceso de minería, dañando la credibilidad de Bitcoin en el proceso, su inversión en hardware se volvería más costosa ya que el ROI en BTC otorgado por la recompensa en bloque valdría menos que antes, lo que lleva a la segunda razón .
Los mineros obtienen sus recompensas en bloque directamente en BTC, no en efectivo. En consecuencia, están convirtiendo un recurso del mundo real (electricidad) en la producción de BTC, fomentando el tipo de costo inolvidable que subraya todo el modelo de seguridad de Bitcoin. Además, a blockchain se le otorga una forma de valor en el mundo real ya que los mineros están dispuestos a convertir no solo una moneda fiduciaria (en forma de hardware) sino un recurso real en la producción de BTC.
La emisión y la política monetaria de Bitcoin se vinculan posteriormente al proceso de minería, lo que hace que sea casi imposible cambiar a medida que el poder de hash de la red crece a las proporciones que existen hoy en día. Los bitcoins se distribuyen elegantemente de los mineros al mercado al precio spot de Bitcoin ya que los mineros necesitan vender algunas de sus tenencias para obtener ganancias y pagar facturas.
Operadores Full Node
La segunda entidad en PoW son los operadores de nodos completos o los usuarios cotidianos que ejecutan nodos completos.
Los nodos completos son clientes de software que ejecutan el software de Bitcoin que validan y propagan automáticamente transacciones y bloques en la red.
Utilizando pruebas criptográficas y las reglas de consenso de Bitcoin, los operadores de nodos completos son el corazón de la red y los validadores finales del estado de la red.
Los clientes de nodo completo también pueden ser clientes de minería, y los clientes rechazan bloques y transacciones no válidos en la red.
PoW ha sido criticado por su diseño intensivo en energía y su capacidad de bajo rendimiento para la ejecución de transacciones en cadena, pero con algunas advertencias.
Por ejemplo, la gran mayoría de la minería de Bitcoin se produce con energía renovable , y equilibrar los costos del gasto energético con el valor general y la generación de riqueza de Bitcoin es una tarea complicada.
En cualquier caso, PoW es una innovación significativa en el diseño de teoría de juegos y computacional.
El modelo PoW de Bitcoin es una medida de seguridad que es una confluencia de incentivos de teoría de juegos, computación distribuida, consenso social, economía de mercado y pruebas criptográficas. Es la innovación que permite que una cadena de bloques funcione con un consenso seguro, sostenible y distribuido, y la existencia de más de una década de Bitcoin es una prueba profunda de eso.
