Prueba de trabajo vs prueba de participación: ¿Cuál es mejor?
Últimas actualizaciones:
27 feb 2023
Las criptomonedas y las redes de cadenas de bloques están aseguradas por dos mecanismos de consenso diferentes: la prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS). En el sector de las criptomonedas existen muchos tipos diferentes de proyectos de prueba de participación que utilizan diversas formas del mecanismo de consenso, pero en este artículo sólo nos centraremos en la comparación de estos dos tipos de pruebas.
Durante años ha habido un intenso debate en la industria de las criptomonedas sobre qué mecanismo de consenso es mejor y, de hecho, ambos tienen sus puntos fuertes y débiles, muchos de los cuales analizaremos en este artículo.
En este artículo compararemos la prueba de trabajo (PoW) frente a la prueba de participación (PoS), exploraremos los pros y los contras de cada mecanismo de consenso para que puedas decidir cuál tiene más sentido para tu proyecto, o para darte una idea de a qué bando perteneces, si es que quieres pertenecer a alguno.
Como referencia, puede ser útil enumerar algunas de las principales cadenas de bloques que utilizan la prueba de trabajo:
Bitcoin (BTC)
Litecoin (LTC)
Bitcoin Cash (BCH)
Monero (XMR)
Zcash (ZEC)
Dogecoin (DOGE)
Curiosamente, Ethereum también utilizó la prueba de trabajo hasta que completó su fusión en 2022.
Éstas son algunas de las principales criptomonedas que utilizan alguna forma de prueba de participación:
Ethereum 2.0 (ETH)
Cardano (ADA)
Polkadot (DOT)
Binance Coin (BNB)
Solana (SOL)
Avalanche (AVAX)
Tezos (XTZ)
Cosmos (ATOM)
Algorand (ALGO)
VeChain (VET)
Si te interesa la opinión de Guy, del canal de Coin Bureau en inglés, aquí podrás encontrar su análisis sobre este tema.
Introducción a la prueba de trabajo (proof of work)
La prueba de trabajo es un mecanismo de consenso empleado habitualmente en la tecnología de cadena de bloques. Fue el primer mecanismo de consenso del sector y, según la mayoría de las opiniones, es el más seguro y descentralizado. La prueba de trabajo requiere el análisis o la resolución de complejos problemas matemáticos utilizando potencia de cálculo cuando se envía una transacción a una red en línea.Este gasto informático necesario para enviar una transacción pretende hacer que los costes de un fraude sean mayores que las posibles recompensas por estas acciones deshonestas, asegurando así la red.
¿Qué es la prueba de trabajo?
La prueba de trabajo es la forma tradicional de asegurar una cadena de bloques. En este sistema, los mineros compiten entre sí para resolver complejos problemas matemáticos. Por ejemplo, un minero podría tener que encontrar una ecuación con un número concreto al final, que se utilizaría como identificador del bloque y que luego se añadiría a la cadena. El primer minero en resolver la ecuación obtendría la recompensa del bloque (normalmente en Bitcoin u otra criptomoneda).
La PoW consume mucha energía (hablaremos en detalle sobre este tema más adelante) y ha sido criticada por su elevada huella de carbono, ya que requiere altos niveles de potencia de cálculo. No obstante, también ofrece muchas ventajas.
Ventajas de la PoW
Tiene un elevado nivel de seguridad porque dificulta enormemente la manipulación, a menos que controles más del 51% de toda la potencia de hash.
Suele ofrecer una mayor descentralización que los sistemas PoS, ya que cualquiera puede convertirse en minero si dispone de suficientes recursos hardware.
Es más transparente, ya que cualquiera puede ver qué transacciones se añaden a la cadena de bloques.
Es más fiable, ya que los mineros compiten entre sí por las recompensas de los bloques, creando así un sistema de controles y equilibrios que impide que una sola persona adquiera demasiado poder sobre la red.
La PoW es un proceso computacional que se utiliza para confirmar transacciones en una red descentralizada, lo que garantiza la integridad de la red y evita el fraude.
Al requerir una cantidad considerable de energía computacional para resolver un problema matemático, proceso conocido como minería, se acuñan nuevas criptomonedas al tiempo que se validan las transacciones en la red.
Aunque la PoW ha conseguido brindar seguridad a muchas criptomonedas, no está exenta de inconvenientes, que analizaremos en una sección posterior.
Breve historia de la prueba de trabajo
El concepto de PoW tiene sus orígenes a principios de los años 90, cuando fue propuesto en un artículo científico titulado On Memory-Bound Functions For Fighting Spam, como forma para evitar los correos electrónicos basura. La idea consistía en exigir a los remitentes de correos electrónicos resolver un problema matemático para poder enviar el correo, con lo que se requería gastar una pequeña cantidad de potencia de cálculo. Aunque esta idea nunca se adoptó de forma generalizada para los correos electrónicos, lo que es estupendo para los que somos malos en matemáticas, este concepto se adaptaría más tarde para su uso en el ámbito de las criptomonedas.
En 2008, Satoshi Nakamoto publicó el documento técnico de Bitcoin, la primera criptomoneda descentralizada del mundo que tuvo éxito. En este documento, Nakamoto introdujo el concepto de PoW como una forma para asegurar la cadena de bloques de Bitcoin, razón por la cual el mecanismo de consenso PoW a veces se denomina Consenso de Nakamoto.
El consenso de prueba de trabajo de Nakamoto. Imagen vía etherplan.com
El documento técnico de Satoshi explica los distintos pasos para que funcione la red:
Las nuevas transacciones se difunden a todos los nodos.
Cada nodo agrupa las nuevas transacciones en un bloque.
Cada nodo trabaja para encontrar una prueba de trabajo para su bloque.
Cuando un nodo encuentra una prueba de trabajo difunde el bloque al resto de nodos los nodos.
Los nodos aceptan el bloque sólo si todas las transacciones que contiene son válidas y no se han gastado ya.
Los nodos expresan su aceptación del bloque trabajando en la creación del siguiente bloque de la cadena, utilizando el hash del bloque aceptado como hash anterior.
La cadena más larga es la que gana. Cuando se encuentra una nueva solución a una prueba de trabajo, y esa cadena se hace más larga, todos los demás nodos convergen en los bloques más bajos.
Desde la introducción de Bitcoin, la PoW ha sido adaptada y modificada por muchas otras criptomonedas, como Ethereum (antes de la fusión), Litecoin y Dogecoin.
¿Cómo funciona la prueba de trabajo?
Sin entrar en detalles técnicos, en esencia, la PoW funciona al exigir una cantidad significativa de potencia de cálculo para resolver un problema matemático. Este problema está diseñado para que sea difícil de resolver, pero fácil de verificar una vez que se ha encontrado la solución.Si quieres profundizar más en los detalles de la PoW, te recomendamos este artículo sobre seguridad de la PoW de Etherplan.com que lo explica de forma precisa.En el caso de Bitcoin, el problema consiste en encontrar un hash, o una cadena aleatoria de letras y números, que sea menor que un valor objetivo predeterminado. Para ello, los mineros deben utilizar su potencia de cálculo para realizar millones de cálculos por segundo hasta encontrar un hash que cumpla los criterios.
Imagen vía Etherplan
Una vez que un minero ha encontrado una solución válida la transmite a la red donde es verificada por otros nodos. Si la solución es válida, el minero es recompensado con criptomonedas. El bloque contiene una lista de transacciones verificadas y se añade a la cadena de bloques, que actúa como registro distribuido de todas las transacciones de la red.
Introducción a la prueba de participación (proof of stake)
La prueba de participación es un método alternativo para asegurar redes y validar las transacciones que requiere emplear menos potencia de cálculo. Los usuarios pueden convertirse en validadores de una red al bloquear sus tokens, para luego ser elegidos aleatoriamente y así realizar una verificación de los datos de las transacciones y de los datos de los bloques. Para ser validadores, los titulares de criptomonedas tienen que "poner en staking" sus criptomonedas como incentivo económico.
Imagen vía Ledger
Ésta es una explicación sencilla de la PoS en su forma más básica. Las distintas redes de cadenas de bloques pueden utilizar multitud de variaciones de la PoS, algunas de las principales las trata Chica Cripto en este video.
¿Qué es la prueba de participación?
La prueba de participación es un concepto que está ganando rápidamente popularidad en la industria de las cadenas de bloques en comparación con la prueba de trabajo. A diferencia de la prueba de trabajo, que requiere una cantidad significativa de potencia de cálculo para verificar las transacciones y obtener recompensas, la PoS funciona exigiendo a los usuarios que holdeen (tengan en staking) una cierta cantidad de criptomonedas para participar en la red.
En un sistema de PoS, los validadores son elegidos para crear y validar nuevos bloques en la cadena de bloques en función de la cantidad de criptomonedas que han puesto en staking o que han holdeado como garantía. Cuantas más criptomonedas ponga en staking un validador, mayor será la probabilidad de que sea seleccionado para crear el siguiente bloque y obtener la recompensa del bloque.
Imagen vía Ledger
En la mayoría de los mecanismos de consenso de PoS, los validadores deben poner en staking una determinada cantidad de criptomonedas, que sirve como garantía de su participación en la red. Esta acción actúa como garantía de que el validador actuará honestamente y en el mejor interés de la red, ya que los validadores que se comportan deshonestamente corren el riesgo de perder sus criptomonedas mediante una penalización.
Garrick Hileman, jefe de investigación de Blockchain.com, quizás lo explique mejor:
Agrega además:
Ventajas de la prueba de participación:
Menos intensidad de uso de energía: incluso algunos proyectos son "ecológicos".
Rentable: los validadores sólo tienen que holdear una cierta cantidad de criptomonedas para participar en la red, por lo que suele ser más accesible que tener que utilizar equipos de minería de PoW.
Muchos proyectos soportan la delegación, lo que significa que la gente normal puede participar poniendo en staking cantidades pequeñas y generar beneficios.
Seguridad: se incentiva a los validadores para que actúen con integridad, ya que corren el riesgo de perder sus criptomonedas si incurren en un comportamiento malicioso.
Descentralización: algunos proyectos están muy descentralizados, ya que los nodos validadores pueden estar ampliamente distribuidos y dispersos por todo el mundo.
Flexibilidad: la PoS permite una mayor flexibilidad en la gobernanza y la toma de decisiones de la red. Se puede otorgar a los validadores el poder de votar sobre propuestas o cambios en la red en interés de la comunidad.
No obstante, hay algunas advertencias con respecto a los puntos fuertes anteriores, ten en cuenta que la seguridad, la descentralización y la flexibilidad "PUEDEN" ser ventajas para algunas redes, pero no todas las criptomonedas PoS son automáticamente descentralizadas sólo porque tengan la capacidad de serlo. Binance Coin y Solana son dos ejemplos de ello. Aunque son criptomonedas de PoS, cuentan con pocos validadores capaces de asegurar la red, lo que las hace bastante centralizadas. En general, los proyectos de PoW están más descentralizados que la mayoría de las criptomonedas de PoS. Puedes obtener más información sobre todo esto en este artículo sobre la PoS de Ledger.
La flexibilidad también puede considerarse una debilidad. Uno de los puntos fuertes de Bitcoin es que no es flexible, ni debería serlo. Su punto fuerte es que es inalterable y nadie puede adaptarlo a su gusto. Muchas criptomonedas de PoS pueden ver modificadas sus cualidades, cosas como el suministro, la seguridad y la gobernanza, de forma similar a nuestro sistema financiero moderno, y todos sabemos los problemas que eso puede crear.
Breve historia de la prueba de participación
El concepto de PoS se remonta a 2011, cuando se debatió por primera vez en el foro Bitcointalk, pero se puso en práctica oficialmente en 2012, cuando fue presentado por primera vez por Sunny King y Scott Nadal en el documento técnico de Peercoin. En aquel momento, la PoW era el método dominante para asegurar las criptomonedas, pero King y Nadal vieron el potencial de un enfoque diferente que dependía de que los usuarios holdearan una cierta cantidad de criptomonedas para validar las transacciones sin utilizar tanta energía.
Un vistazo al documento técnico original de Peercoin sobre la prueba de participación. Imagen vía peercoin.net
Desde la introducción de Peercoin, la PoS ha sido adoptada y modificada por muchas redes de criptomonedas centralizadas y descentralizadas, incluyendo Cardano, Polkadot, Ethereum 2.0 y muchas de las criptomonedas de capa uno más importantes.
¿Cómo funciona la PoS?
De nuevo, sin entrar en detalles técnicos, la PoS funciona al exigir a los usuarios holdear una cierta cantidad de criptomonedas para poder participar en la red. Esta cantidad se conoce como stake, y los usuarios deben poner en staking sus criptomonedas para validar las transacciones y obtener recompensas.
Para validar las transacciones de criptomonedas, el algoritmo de PoS utiliza un proceso de selección pseudoaleatorio para seleccionar validadores de un grupo de nodos. El sistema puede utilizar una combinación de criterios, como la antigüedad del staking, la aleatoriedad y el número de fondos puestos en staking en el nodo. La cantidad de criptomonedas puestas en staking determina las posibilidades de que un nodo sea seleccionado como próximo validador, lo que a menudo es criticado, ya que centraliza el proceso de selección en función de la riqueza.
Por este motivo, a menudo se emplean métodos únicos adicionales, siendo los más comunes la selección por antigüedad de la criptomoneda y la sección de bloques aleatorios. Algorand consiguió algo bastante eficaz al crear un proceso de aleatorización justo, del que puedes obtener más información en nuestro análisis de Algorand.
Este es un diagrama de Coinmonks que muestra la estructura básica del PoS:
Imagen vía medium/coinmonks
Una vez que un usuario ha sido seleccionado para crear un bloque, debe verificar las transacciones y crear un hash, o un identificador único para el bloque. Este hash se transmite a la red, donde es verificado por otros nodos. Si el hash es válido, el usuario es recompensado con criptomonedas.
Prueba de trabajo vs prueba de participación: las principales diferencias
El tema más importante a tratar es uno de los más controvertidos entre la comunidad de las criptomonedas y entre los ecologistas, y gira en torno al uso de la energía. Para comenzar esta sección, nos gustaría mencionar que ha habido una gran cantidad de negligencia, desinformación malintencionada, rumores y FUD en relación con la energía y la minería de Bitcoin.
Para decirlo sin rodeos, los efectos negativos de la minería de Bitcoin se han exagerado en los medios de comunicación, ya sea con mala intención o por ignorancia. No entraremos en detalles en este artículo, ya que hemos publicado otro artículo en profundidad sobre la minería de Bitcoin que destaca sus verdaderos efectos, propósitos y aspectos positivos.
Guy, del canal en inglés, también ha tratado este tema en su vídeo sobre la minería de Bitcoin, y el último recurso para acabar con la narrativa de que "la minería de Bitcoin es mala" es este fantástico vídeo de nuestros amigos de Altcoin Daily sobre el por qué la minería de Bitcoin es BUENA para el medio ambiente.
No obstante... De acuerdo, sí, al comparar los dos mecanismos de consenso, la PoW utiliza sustancialmente más energía, y debemos señalar esto para bien o para mal.
Otra diferencia significativa entre la PoW y la PoS, es que la PoW está bastante limitada en la cantidad de transacciones que puede gestionar, ya que Bitcoin sólo puede gestionar entre 5 y 7 transacciones por segundo, y tarda unos 10 minutos en liquidar una transacción. Por supuesto, si no tenemos en cuenta a la Lightning Network.
Compáralo con la PoS en el protocolo NEAR, que puede manejar teóricamente 100.000 TPS con un tiempo de finalización de unos dos segundos. La PoS es como un Ferrari, mientras que la PoW es similar a un coche de caballos desde el punto de vista de la eficacia de las transacciones.
Ambas redes son susceptibles de sufrir ataques del 51%, donde la PoS es más vulnerable. En un ataque del 51% a una PoS, una única entidad necesita controlar la mayoría de la potencia de cálculo de la red, lo que le permitiría manipular la cadena de bloques. Esto es básicamente imposible en Bitcoin debido a la dificultad de la minería y al tamaño de la red.
Un ataque del 51% a una red PoS puede ser llevado a cabo por alguien que compre más de la mitad del suministro de criptomonedas y se convierta en validador, siendo especialmente vulnerables las redes PoS de pequeña capitalización.
También ha habido críticas contra la PoW en forma de minería altamente centralizada, como hemos visto con el auge de los "monopolios mineros", lo que inherentemente disminuye la descentralización de la red de Bitcoin. Otros proyectos de PoW, como Ravencoin, Firo, Epic Cash entre otros han evitado esto creando redes en las que la minería puede realizarse en simples dispositivos informáticos domésticos, con tecnología resistente a los ASICs para evitar granjas de minería, como vemos con Bitcoin.
Vale, basta de machacar la PoW, vamos a darle la vuelta a la tortilla hablando de la PoS.
Sabemos que algunas de las principales diferencias son que la PoS es más rentable y requiere menos consumo de energía, al tiempo que es muy flexible. Como hemos comentado antes, la flexibilidad de los sistemas PoS es un arma de doble filo, ya que no hay certeza sobre los tokenómics a futuro. Sabemos que Bitcoin tiene un suministro fijo, lo cual es un punto fuerte, pero luego vemos que Ethereum está constantemente realizando actualizaciones y está cambiando, por lo que el Ethereum en el que confiamos hoy, puede no ser un Ethereum en el que confiemos en el futuro si el protocolo llegase a ser cambiado.
En tecnología, existe algo conocido como el efecto Lindy, o ley de Lindy. Se trata de un fenómeno teórico según el cual cuanto más tiempo sobreviva algo, mayor será la probabilidad de que siga existiendo en el futuro. En el sector tecnológico, el límite se sitúa en torno a la marca de los 10 años, si una tecnología puede sobrevivir una década, es probable que tenga poder de permanencia. Debido a los constantes cambios de protocolo de Ethereum, ya no puede considerarse de igual manera a cuando funcionaba por PoW, por lo que Bitcoin y Litecoin son los dos principales activos digitales que han alcanzado este hito.
Bitcoin, Oro y el efecto Lindy. magen vía coinzodiac.com
La centralización es una crítica clave que muchos defensores de la PoW hacen al mecanismo de consenso por medio de la PoS. La PoS se diseñó para ser capaz de descentralizar, pero muchos proyectos han demostrado que es propensa a la centralización. Esto se debe a que los validadores con grandes cantidades de criptomonedas tienen más posibilidades de ser seleccionados para crear nuevos bloques y validar las transiciones, lo que les da más influencia sobre la red.
También se ha demostrado que los validadores más grandes tienen capacidad para influir en los votos de las propuestas de muchos proyectos. Esto no es muy descentralizado si sólo hacen falta uno o dos validadores para influir en el voto de un proyecto. Hace poco vimos cómo ocurría esto con la votación de la comunidad de Uniswap sobre si lanzar o no Uniswap dentro de la cadena de Binance. La empresa de capital riesgo A16z pudo influir mucho en el resultado de la votación en lo que debería ser un sistema de gobernanza descentralizado.
Imagen vía fintechs.fi
Los riesgos de seguridad son otra preocupación de la PoS. Riesgos como el problema del "nothing-at-stake", en el que los validadores pueden votar por múltiples bloques conflictivos sin ninguna penalización, pueden provocar inestabilidad en la red. También existe la preocupación del "long-range attack", en el que los atacantes pueden utilizar sus antiguas participaciones para reorganizar la cadena de bloques y ejecutar transacciones fraudulentas.
Una barrera de entrada elevada también puede provocar problemas de centralización, ya que algunas redes exigen que los usuarios posean grandes cantidades de criptomonedas para convertirse en validadores, y algunos proyectos exigen que los validadores holdeen criptomonedas por un valor de seis cifras.
También hay problemas de gobernanza con la PoS, consecuencia de los conflictos de intereses, la falta de transparencia y responsabilidad, todo ello observado en los proyectos de criptomonedas de PoS cuando se producen disputas sobre cómo debe organizarse el protocolo.
La idea de que la seguridad en los sistemas PoS se ve reforzada principalmente porque los actores tienen un valor en la red no es suficiente para que algunos críticos confíen en este mecanismo, ya que el dinero no siempre es un motivador lo suficientemente bueno. ¿Cuánto crees que una empresa como Google estaría dispuesta a quemar para eliminar a un gran competidor? Sólo es algo a tener en cuenta.
¿Por qué las criptomonedas necesitan pruebas?
Las criptomonedas utilizan un sistema denominado "prueba de trabajo" o "prueba de participación" como mecanismo de consenso para evitar fraudes y garantizar la integridad y seguridad de la red. Esto requiere que los usuarios demuestren que han puesto algún tipo de esfuerzo o participación en la red, lo que dificulta que los actores maliciosos manipulen el sistema. Por tanto, la prueba es necesaria para mantener la seguridad y la fiabilidad de la red de criptomonedas.
Adopción de la PoW vs adopción de la PoS
La prueba de participación fue el primer algoritmo de consenso utilizado en las redes de cadenas de bloques y sigue siendo ampliamente adoptado, ya que muchas de las redes de cadenas de bloques más grandes y populares utilizan la prueba de participación para validar sus transacciones.
No obstante, el algoritmo de prueba de participación ha ido ganando popularidad en los últimos años, y cada vez más redes de cadenas de bloques han adoptado este algoritmo de consenso. La mayoría de los proyectos más recientes están optando por construir utilizando la PoS en lugar de la PoW, y algunas de las redes de PoS más destacadas son Cardano, Polkadot, Solana, Avalanche, NEAR y Binance Smart Chain.
Una de las razones de la creciente adopción de la PoS es el hecho de que ofrece varias ventajas sobre la PoW, tales como un menor consumo de energía, mayor escalabilidad y menores costes de hardware. Además, las redes de PoS pueden actualizarse más fácilmente, ya que los cambios en el mecanismo de consenso pueden implementarse mediante actualizaciones software, en lugar de requerir una bifurcación dura.
Aunque muchos defensores de la PoW argumentan que no merece la pena sacrificar la seguridad y la descentralización por las ventajas de la PoS. La PoW está considerablemente más verificada, ya que se ha utilizado en la primera y más importante red de cadenas de bloques, Bitcoin, durante más de una década. PoW también es más resistente a las amenazas de seguridad y tiene menos vectores de ataque que PoS.
Conclusión: ¿Cuál es mejor, la prueba de trabajo o la prueba de participación?
Como puedes ver, ambos mecanismos tienen sus puntos fuertes y débiles, esto es parecido a preguntar: "¿Qué es mejor, un coche o un avión?". Todo depende del caso de uso, no es buena idea usar un coche para viajar a través del océano, imagínate si todos tuviéramos que volar en avión hasta las tiendas para hacer nuestras compras.
Imagen vía Shutterstock
Aunque la prueba de participación suele ofrecer mayor seguridad y descentralización, también tiene algunas desventajas, principalmente su potencia de cálculo y su falta de escalabilidad, ya que las transacciones son menos eficientes.
Mientras que la prueba de participación puede ser mucho más eficiente en términos de escalabilidad y comisiones de transacción, los sistemas de PoS sufren mayores riesgos de centralización y no se ha verificado que el algoritmo sea tan seguro como la PoW.
Quizá el aspecto más preocupante de la PoS sea el número de transacciones censuradas que hemos visto, ya que hasta el 73% de las transacciones de Ethereum han sido censuradas por no cumplir los requisitos de la OFAC. La censura y la centralización son las antítesis de aquello para lo que se crearon las criptomonedas, y muchas de las criptomonedas de PoS caen bajo este paraguas.
"El problema de la censura de Ethereum". Imagen vía Coindesk
Todavía no está claro qué mecanismo es mejor, aunque ambos mecanismos siguen evolucionando y avanzando, como ocurre siempre con la tecnología. Es probable que ambos mecanismos sigan existiendo durante mucho tiempo, a medida que se adopten y avancen las soluciones de capa dos y las nuevas variantes de la PoS, como la prueba de participación delegada y la prueba de historia entre otras. A medida que se desarrolla la nueva tecnología, también lo hará la forma en que la utilizamos.
A continuación resumimos las ventajas e inconvenientes de cada una y podrás decidir por ti mismo si es mejor la prueba de participación o la prueba de trabajo.
Aviso: Estas son las opiniones del autor y no deben considerarse consejos de inversión. Los lectores deben realizar su propia investigación.
El artículo Proof-of-Work vs Proof-of-Stake: Which is Best? fue publicado por primera vez en Coin Bureau.
