Lista de diferentes consensos en criptomonedas y en blockchains

Tiempo de lectura: 13 minutos Consensos en Blockchain y criptos

¿Qué es un consenso?

Un algoritmo de consenso o mecanismo de consenso, a veces abreviado simplemente como consenso, es un proceso por el cual los nodos de una red peer-to-peer acuerdan un conjunto de información. En el contexto de las criptomonedas, dicho algoritmo permite a los nodos estar en consenso sobre el libro mayor de transacciones, la famosa blockchain.

El más famoso de estos, que es la base de Bitcoin, es el algoritmo de consenso de prueba de trabajo de Nakamoto. Esto se basa en un principio simple: cada bloque se agrega a la cadena a través de un gasto de energía (prueba de trabajo) y la blockchain más larga (la que tiene la mayor prueba de trabajo) es la cadena que la red considera válida.

Sin embargo, este algoritmo está lejos de ser el único. Además, la prueba de trabajo, que es la base para la selección de bloques y, por lo tanto, de quienes los validan, tampoco es el único método.

En este artículo intentaremos presentar las principales bases sobre las que se basan las criptomonedas para tener un libro mayor coherente. Los modelos de consenso son, de hecho, muy diversos y no se pueden enumerar exhaustivamente. Nos detendremos en las diferentes alternativas a la prueba de trabajo, antes de discutir algoritmos de consenso que no sean el algoritmo de Nakamoto.

Pruebas externas

Las «pruebas de» son medios para seleccionar validadores o, más formalmente, mecanismos de resistencia a los ataques Sybil. La primera categoría de estos es la clase de pruebas externas, de la cual la prueba de trabajo es una parte.

Prueba de trabajo o Proof of Work (PoW)

El sistema de validación de prueba de trabajo fue el primer consenso existente en el mundo de las criptomonedas, y por una buena razón: es la base de Bitcoin. La mayoría de los primeros criptoactivos utilizan este método porque era un sistema revolucionario cuando Satoshi Nakamoto introdujo este concepto en 2008 y lo aplicó a Bitcoin. Para resumir de manera bastante simple, las recompensas se distribuyen a las personas que más han contribuido a la validación de las transacciones.

👉 Si desea más información sobre la prueba de trabajo, le aconsejamos que lea nuestra guía completa sobre el tema: ¿Qué es la prueba de trabajo (PoW)?

Ventajas

  • Dado que la participación es abierta, este modelo es muy robusto.
  • Es muy costoso anular la seguridad de este sistema cuando la red está suficientemente desarrollada.
  • Todo el registro es objetivamente verificable.

Desventajas

  • El sistema de verificación de transacciones es lento.
  • Es un proceso que consume mucha energía, lo cual es un problema económico y ecológico.
  • Los canales menos desarrollados son muy sensibles a los ataques del 51%.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Work (PoW):

Bitcoin

Bitcoin

$20,140.17

BTC 1.26%

Litecoin

Litecoin

$54.38

LTC -0.40%

Bitcoin Cash

Bitcoin Cash

$121.02

BCH 0.89%

Ethereum Classic

Ethereum Classic

$27.62

ETC -0.07%

Monero

Monero

$145.84

XMR 1.11%

ZCash

ZCash

$57.72

ZEC 1.76%

Prueba de capacidad Proof of Capacity (PoC)

La prueba de capacidad, también llamada prueba de espacio (proof of space) o prueba de almacenamiento (proof of storage), es una alternativa a la prueba de trabajo que no se basa en el gasto de energía de las máquinas de validación, sino en su capacidad para almacenar datos en la memoria.

Esto no es ni más ni menos que otra forma de trabajo, en el sentido de que, en tal sistema, los validadores gastan recursos para obtener una recompensa.

Ventajas

  • La prueba de habilidad teóricamente tiene los mismos beneficios que la prueba de trabajo.
  • Según sus promotores, esta forma de selección sería menos intensiva en energía que la prueba de trabajo.

Desventajas

  • Al igual que la prueba de trabajo, la prueba de capacidad no puede escapar a los ataques del 51% en caso de baja participación en la red.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Work (PoW):

Signa

Signa

$0.0026

SIGNA 1.26%

Tenga en cuenta que algunos algoritmos combinan estos dos aspectos del gasto de energía eléctrica y el almacenamiento de memoria, como Scrypt (integrado en Litecoin) o Cryptonight (Monero).

Pruebas internas

La segunda categoría de evidencia es la clase de pruebas internas.

Prueba de participación Proof of Stake (PoS)

La prueba de participación o Proof of Stake (PoS) es el segundo método para seleccionar a las personas que participan en el consenso después de la prueba de trabajo. El objetivo es reducir significativamente los costos de energía en comparación con la prueba de trabajo, al tiempo que se garantiza una seguridad aceptable.

La prueba de participación es a menudo equivalente en el lenguaje cotidiano a la prueba de posesión, es decir, la posesión del token nativo de la cadena de bloques en consideración. Sin embargo, hay múltiples variantes que se discutirán a continuación.

Sin embargo, el sistema PoS tiene una vulnerabilidad importante: el problema de «nada en juego». De hecho, en un sistema PoW, la validación de transacciones requiere un gasto de energía (y por lo tanto de dinero). Sin embargo, el sistema de apuesta de prueba de participación le cuesta a una persona prácticamente nada validar las transacciones. Como resultado, en un sistema ingenuo que utiliza la prueba de participación, cuando varias cadenas de bloques competidoras están compitiendo (en caso de fork), las personas a cargo de aprobar las transacciones pueden continuar validándolas en estas dos cadenas sin afectar significativamente sus finanzas. Esto da como resultado la posibilidad de que dos cadenas de bloques paralelas puedan coexistir y parasitarse entre sí.

Esto podría permitir, entre otras cosas, a un herrero crear una cadena paralela en la que asigna fichas, y asegurarse de que esta cadena sobreviva, ya que los otros falsificadores también trabajarían en su cadena por el simple hecho de maximizar las ganancias.

Este problema de «nada en juego» agrega complejidad a los algoritmos que usan prueba de participación. Es por esta razón que Ethereum aún no ha pasado a la prueba de participación (programada para noviembre de 2020).

👉 Para obtener más información sobre la prueba de participación, visite nuestro artículo dedicado: ¿Qué es la prueba de participación o proof-of-stake (PoS)?

Ventajas

  • El consumo de energía está controlado, lo que asegura la buena salud económica de la criptomoneda (menos costos o menos inflación).
  • Más respetuoso con el medio ambiente en comparación con la prueba de trabajo.
  • Fuerte resistencia a los ataques por parte del 51%.

Desventajas

  • El problema de «nada en juego», que hace que los algoritmos PoS sean más complejos.
  • La subjetividad de la cadena.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan proof-of-stake (PoS):

Nxt

Nxt

$0.0030

NXT 1.26%

Algorand

Algorand

$0.35

ALGO 0.74%

Prueba de retención o Proof of Hold (PoH)

La prueba de retención o Proof of Hold (PoH) es una variante de la prueba de participación que se basa en la cantidad de tokens que posee una persona multiplicada por el tiempo que esos tokens no se han movido. Esta métrica se llama edad de la moneda).

El protocolo Peercoin (anteriormente PPCoin) implementa este método de manera híbrida, combinándolo con la prueba de trabajo.

Ventajas

  • Permite una implementación simple de la prueba de participación.
  • Fomenta la conservación.

Desventajas

  • Puede crear un vector de ataque relacionado con monedas que no se han movido desde el lanzamiento de la criptomoneda.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Hold (PoH):

PeerCoin

PeerCoin

$0.53

PPC -2.73%

Prueba de servicio o Proof of Service (PoSe)

La prueba de servicio es un modelo de prueba de participación que, además de la propiedad de tokens, requiere que el nodo de red interesado proporcione un servicio definido por el protocolo, como mezclar tokens o mantener infraestructura adicional. Los nodos que realizan este servicio se denominan masternodes.

Este método suele ir unido a otro método básico: por ejemplo, Dash funciona a través de la minería (prueba de trabajo), pero los masternodes intervienen para garantizar transacciones instantáneas (InstantSend) y para prevenir ataques del 51% (ChainLocks).

Ventajas

  • Este modelo agrega una capa de seguridad al método básico utilizado.
  • Se pueden brindar servicios muy útiles a los usuarios de criptomonedas.
  • Se puede agregar un sistema de gobierno interno a cualquier cadena a través de este método.

Desventajas

  • La prueba de servicio puede eventualmente crear puntos atacables (masternodes), lo que afecta la robustez de la red.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Service (PoSe):

Dash

Dash

$41.87

DASH -0.10%

Horizen

Horizen

$13.91

ZEN -1.83%

Private Instant Verified Transaction

Private Instant Verified Transaction

$0.27

PIVX -3.94%

SmartCash

SmartCash

$0.0005

SMART -2.14%

Prueba de participación delegada o Delegated Proof of Stake (DPoS)

En un consenso por Prueba de Participación Delegada, los titulares de tokens pueden elegir delegados que validarán las transacciones en su nombre. Como resultado, solo un pequeño número de personas validan las transacciones, lo que hace que el sistema sea más rápido.

Cuando se quiere elegir a un delegado, él puede dar incentivos a sus votantes. El incentivo más común es donar una parte de los ingresos obtenidos a través de las tarifas de transacción. Cuanto mayor sea el porcentaje devuelto a los votantes, más probabilidades tendrán de obtener votos. Sin embargo, si un delegado no hace su trabajo correctamente, no validará las transacciones de manera efectiva. Como resultado, los votantes retirarán sus votos y votarán por otra persona que potencialmente les hará ganar más dinero.

La prueba delegada de participación puede ser problemática cuando el número total de delegados es pequeño, ya que puede permitir que algunos individuos tomen el control del consenso al confabularse entre sí.

Para encontrar un compromiso aceptable, el número total de delegados debe ser lo suficientemente grande como para evitar la creación de un cártel, al tiempo que tiene un número suficientemente pequeño de delegados para garantizar la velocidad de validación de las transacciones.

Ventajas

  • Eficiencia energética.
  • Velocidad gracias al reducido número de nodos validadores.

Desventajas

  • Riesgo de centralización excesiva.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Delegated Proof of Stake (DPoS):

EOS

EOS

$1.18

EOS -1.34%

Binance Coin

Binance Coin

$292.77

BNB 0.92%

TRON

TRON

$0.06

TRX 1.70%

NEO

NEO

$8.77

NEO -0.18%

Prueba líquida de participación o Liquid Proof of Stake (LPoS)

La prueba líquida de participación es una variante de la prueba de participación delegada que permite a los usuarios que delegan sus tokens recibir una recompensa proporcional a la cantidad en juego.

Este sistema está descentralizado y se realiza a través de la cadena de bloques. El usuario registra su cuenta para delegar sus tokens automáticamente a un falsificador de su elección. No necesita configurar un nodo, ni siquiera estar conectado a Internet. A cambio de este servicio, el herrero cobra una tarifa en cada pago.

Ventajas

  • Alienta la delegación.
  • Permite tener una fuerte creación de dinero sin pérdida de poder adquisitivo para quienes delegan sus tokens.

Desventajas

  • Riesgo de concentración con falsificadores que ofrecen tarifas muy bajas (como las plataformas de intercambio) para apostar de manera custodial.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Liquid Proof of Stake (LPoS):

Tezos

Tezos

$1.43

XTZ -0.49%

Cardano

Cardano

$0.43

ADA -0.30%

Prueba de importancia o Proof of Importance (PoI)

El consenso de la evidencia de importancia es una versión muy modificada de la prueba de participación, con diferentes mecanismos que tienen en cuenta diferentes criterios. De hecho, el principio es el mismo: la capacidad de validar bloques depende de la cantidad de tokens que posea. Pero hay una especificidad: en lugar de simplemente contar los presentes en la dirección, el mecanismo de la prueba de importancia solo tiene en cuenta los tokens que han estado presentes en la dirección durante un cierto tiempo.

De hecho, todos los días se hace una cuenta de los tokens. Y de todos estos tokens, que se consideran «no adquiridos», el 10% se considerarán «adquiridos». Al día siguiente, se rehace la cuenta de los tokens adquiridos y no adquiridos. Y de los tokens no adquiridos, el 10% se mueven a la categoría de adquiridos.

Para explicar todo esto en números, digamos por ejemplo que tienes un monedero con 20.000 tokens. Al final del primer día, hay 20.000 tokens no adquiridos. Por lo tanto, la red afirma que el 10% de estos 20.000 deben darse por sentados. Por lo tanto, al comienzo del segundo día, la billetera contiene 18.000 tokens no adquiridos y 2.000 tokens adquiridos. Al final del segundo día, la cuenta se rehace: no se adquieren 18.000 tokens. Por lo tanto, el sistema establece que el 10% de esta suma tendrá que ser adquirida para el día siguiente, es decir, 1.800 tokens. Por lo tanto, al comienzo del segundo día, la billetera contendrá 16.200 tokens no ganados y 3.800 tokens adquiridos.

Este mecanismo es muy importante, porque solo las billeteras con 10.000 tokens adquiridos pueden validar las transacciones.

Una vez que la billetera tiene suficientes tokens adquiridos, las posibilidades de que sea seleccionada como validadora dependen de varios factores:

  1. La «notoriedad» que se obtiene a través de una fórmula matemática específica, dependiendo en particular de la frecuencia y el tamaño de las transacciones previamente validadas.
  2. El número de tokens que posee el individuo.
  3. La variedad de orígenes de las transacciones validadas por la cartera. Cuantas más transacciones validadas provengan de diferentes personas, más confiable se considera la billetera.

Estos tres parámetros permiten calcular el componente de importancia del sistema PoI. Esto da una imagen más global de cuán útil es una persona en la prueba de consenso de importancia. Cuanto más activa sea una persona y ayude a que la red funcione, más recompensada será.

Debido a este importante sistema, también es muy difícil manipular las cosas. Tomará tiempo para que una nueva persona gane notoriedad y valide un cierto número de transacciones. Del mismo modo, una persona considerada importante en el pasado y que ya no es lo suficientemente efectiva tomará tiempo antes de perder notoriedad.

Ventajas

  • Mejor que el sistema de prueba de posesión para evaluar la participación.
  • Consenso difícil de manipular.

Desventajas

  • Tiempo requerido para un nuevo usuario antes de poder validar regularmente los bloques, el tiempo que su importancia crece.
  • Tiempo necesario para que un individuo que ya no es eficiente en la validación de transacciones deje su lugar a otros.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Importance (PoI):

NEM

NEM

$0.04

XEM 1.46%

Prueba de autoridad o Proof of Authority (PoA)

En un consenso basado en la prueba de autoridad, los bloques y las transacciones son validados por cuentas aprobadas de antemano. El proceso es automático y aparte de comprobar que el ordenador no está comprometido, no hay nada más que hacer.

Para convertirse en un validador en el consenso mediante prueba de autoridad, su identidad debe verificarse formalmente y mostrarse en la cadena de bloques. Porque es su identidad y reputación lo que está en juego, en lugar de su poder de cómputo o riqueza.

Por lo tanto, hay tres pilares en los que se basa este consenso:

  1. Una forma de certificar sin ninguna duda posible la identidad de una persona.
  2. Un proceso lo suficientemente difícil de completar para convertirse en un validador, por lo que la pérdida de este título representa un problema importante para el validador caído.
  3. Un proceso de selección estandarizado para todos los validadores, para que cada uno de los validadores pueda confiar en los demás.

Al crear un sistema de reputación vinculado a la identidad, se alienta a los validadores a continuar validando las transacciones de la manera más eficiente, honesta y transparente posible. Si no lo hacen, entonces su identidad podría estar asociada con una reputación negativa, lo que los haría perder su papel duramente ganado como validadores.

Sin embargo, este sistema tiene desventajas algo extremas, la más importante de las cuales es su centralización. De hecho, si hay que elegir a los validadores, es porque una autoridad central controla la red indirectamente. Por lo tanto, este sistema de consenso es bastante adecuado para las cadenas de bloques establecidas por las administraciones.

Pero cuidado: no es en absoluto adecuado que los criptoactivos se utilicen como moneda, para lo cual la descentralización es de suma importancia. De hecho, es imposible que una criptomoneda verdaderamente descentralizada sufra los mismos problemas que el sistema bancario y monetario global. Es por esta misma razón que la noción de descentralización estaba en el corazón del trabajo de Satoshi Nakamoto.

Ventajas

  • Eficiencia energética.
  • Velocidad extrema de las transacciones.

Desventajas

  • Sistema altamente centralizado.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan Proof of Authority (PoA):

Stellar

Stellar

$0.12

XLM 0.60%

XRP

XRP

$0.48

XRP 3.88%

Diferentes tipos de consenso

Se examinaron los principales métodos de selección de los individuos que participan en el consenso. Así que ahora veamos los diferentes tipos de consenso que existen. De hecho, el algoritmo inventado por Satoshi Nakamoto (basado en la cadena más larga) no es el único algoritmo que permite llegar a un acuerdo dentro de una red distribuida.

Consenso tradicional (BFT)

Esta familia de algoritmos se desarrolló en la década de 1980, mucho antes de Bitcoin. Estos algoritmos son reconocibles por el hecho de que a menudo se enfatiza su tolerancia a fallas bizantinas, porque resuelven el problema de los generales bizantinos (dentro de un marco restringido).

Estos algoritmos funcionan gracias a un conjunto determinado de participantes cuyo número no puede superar un cierto límite. La selección de estos participantes se realiza ya sea por demostración de autoridad (preseleccionada) o por prueba de participación (delegado).

Los algoritmos tradicionales existentes incluyen:

  • PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance), una variante de la cual se utiliza en NEO utilizando la prueba de participación delegada (dBFT).
  • FBA (Federated Byzantine Agreement), que es la base de los algoritmos de consenso de Ripple (RPCA) y Stellar (SCP), que se utilizan como prueba de autoridad.
  • LibraBFT, derivado de HotStuff, que se supone que es el protocolo de consenso del sistema Libra desarrollado por Facebook.
    Plenum, derivado de RBFT, que es un algoritmo utilizado dentro del marco Hyperledger Indy.

Ventajas

  • Capacidad transaccional muy alta.
  • Propósito de las transacciones logrado muy rápidamente.

Desventajas

  • Todos los nodos necesitan conocerse entre sí, lo que limita el número de nodos desplegables en la red.
  • Falta de robustez del sistema resultante de su centralización.

Consenso de Nakamoto y sus variantes

El algoritmo de consenso de prueba de trabajo de Nakamoto se reveló al mundo en 2008 con la publicación del documento técnico de Bitcoin. Esto ha sido copiado y modificado por varios protocolos.

Entre los algoritmos más conocidos basados ​​en principios similares, encontramos:

  • Ethash (anteriormente llamado Dagger-Hashimoto), que no se basa en la cadena más larga, sino en la cadena más pesada (teniendo en cuenta los bloques tío). Esto se usa actualmente en Ethereum y Ethereum Classic, como un algoritmo de validación de prueba de trabajo.
  • Emmy +, el algoritmo en el que se basa Tezos (XTZ). Es una versión modificada del algoritmo de Nakamoto que se adapta a la prueba de participación.

Ventajas

  • Robustez y descentralización.
  • Finalidad de las transacciones alcanzado muy rápidamente.

Desventajas

  • Muy poco escalable por naturaleza: una capacidad transaccional demasiado alta comprometería la seguridad del sistema.
  • Seguridad probabilística de las transacciones.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan este tipo de consenso:

Ethereum Classic

Ethereum Classic

$27.62

ETC -0.07%

Tezos

Tezos

$1.43

XTZ -0.49%

Gráficos acíclicos dirigidos o Directed Acyclic Graphs (DAG)

El consenso basado en gráficos orientados acíclicos representa una categoría relativamente nueva, basada en una tecnología diferente de la cadena de bloques.

Esto se debe a que las cadenas de bloques operan en una estructura lineal que agrega bloques uno por uno en una cadena. Para poder agregar un bloque a la cadena, debe colocarse después de un bloque ya creado, no podemos agregar dos bloques al mismo tiempo.

En la estructura de los DAG, las transacciones se pueden agregar en paralelo, y cada transacción confirma una serie de bloques anteriores.

Por lo tanto, dado que las cuestiones de consenso son fundamentalmente diferentes, los DAG tienen sus propios sistemas de consenso, distintos de los mencionados anteriormente. Algunos incluso están tratando de diseñar sistemas en los que no es necesario un consenso global.

En resumen, los DAG deben abordar, entre otros, las siguientes 3 cuestiones:

  1. ¿Cómo decido si una transacción es válida?
  2. ¿Cómo difundir información?
  3. ¿Cómo clasifico las transacciones una vez que se completan?

Dado que sus métodos de consenso son generalmente únicos, tiene relativamente poco sentido analizarlos uno por uno. Solo sepa que cada DAG tendrá un método de consenso propio, y que será necesario prestarle especial atención antes de invertir. De hecho, algunos están más centralizados que otros…

👉 Obtenga más información sobre los gráficos orientados acíclicos.

Ventajas

  • Extremadamente rápido, sin importar el tamaño de la red.
  • Muy eficiente desde el punto de vista energético.
  • Se puede descentralizar si el consenso está bien diseñado.

Desventajas

  • El diseño es muy arriesgado y experimental: la red IOTA, por ejemplo, sufrió una interrupción de un mes en febrero de 2020.
  • Debido a la naturaleza de los contratos inteligentes, la mayoría de los DAG no les permiten operar. Sin embargo, se han encontrado soluciones, especialmente por
  • Obyte, el primer DAG que permite el uso de estos contratos inteligentes.

Las criptomonedas más conocidas que utilizan este tipo de consenso:

Xeno Token

Xeno Token

$0.02

XNO 3.89%

IOTA

IOTA

$0.28

MIOTA -1.14%

Obyte

Obyte

$15.72

GBYTE 1.64%

Avalanche

Avalanche es un nuevo protocolo de consenso propuesto en 2018 por un equipo anónimo que se hace llamar Team Rocket. Se basa en la toma de decisiones metaestables (en equilibrio precario) obtenidas a través de un proceso de susurro entre los diferentes nodos de la red.

Según su principal promotor, Emin Gün Sirer, reuniría las cualidades específicas de los algoritmos tradicionales (escalabilidad) y el algoritmo de Nakamoto (robustez).

Una implementación de este algoritmo debe tener lugar en el proyecto desarrollado por Avalabs (también llamado Avalanche) que se basa en la prueba de participación y cuyo token nativo es AVAX.

👉 Obtén más información sobre Avalanche.

Conclusión

Por lo tanto, hay formas muy diferentes de llegar a un consenso sobre una red distribuida, ya sea en términos del método de selección de validadores o del tipo de consenso en sí.

En este artículo, hemos citado los principales, pero las posibilidades son casi infinitas. Es posible que surjan algoritmos de consenso innovadores en los próximos años, como lo ilustra el desarrollo de los DAG y la aparición de Avalanche.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que cuanto más estos nuevos modelos son muy experimentales y pueden fallar. Por lo tanto, cuando seleccione un criptoactivo para usarlo, tenga cuidado de evaluar su consenso: los sistemas de criptomonedas como Bitcoin siguen siendo hoy los más seguros del ecosistema, a pesar de los avances en la investigación.

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Sobre la autora: Fátima Ruiz

Fátima Ruiz
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