¿Qué es la Prueba de trabajo (PoW)? ¿Cómo funciona PoW? (2022)

¿Qué es la Prueba de trabajo? ¿Qué tan segura es la Prueba de trabajo? ¿Por qué las criptomonedas necesitan Prueba de trabajo? ¡Aprenda más sobre PoW en este artículo!

En el mundo criptográfico actual, existen dos algoritmos de consenso principales: Prueba de trabajo y Prueba de participación. Es importante comprender las diferencias clave entre cada algoritmo antes de invertir en cualquier criptomoneda.

Por lo tanto, en este artículo, hablemos de los principios básicos de la Prueba de trabajo, así como de sus ventajas y desventajas.

¿Qué es la Prueba de trabajo (PoW)?

La prueba de trabajo (abreviado como PoW) es el primer algoritmo de consenso en una red de cadena de bloques y fue empleado inicialmente por Bitcoin . Este mecanismo se utiliza para validar y rastrear la creación de nuevas criptomonedas y transacciones de blockchain. El trabajo es resolver problemas matemáticos extremadamente difíciles, mientras que la demostración es la solución del problema.

¿Qué es la prueba de trabajo?

Los mineros virtuales compiten para ser los primeros en resolver un rompecabezas matemático complejo, que asegura y verifica las cadenas de bloques PoW. La minería es un término utilizado para describir el acto de competir entre sí. El ganador recibe una recompensa en el intercambio de criptomonedas por actualizar la cadena de bloques con las transacciones verificadas más recientes.

¿Cómo funciona la Prueba de trabajo?

Una cadena de bloques es un registro público dedicado a cada criptomoneda en la red criptográfica. Está compuesto por bloques de transacciones que se validan mediante Prueba de trabajo.

El proceso de confirmar las transacciones en el bloque que se agregará, colocar estas transacciones en orden cronológico y notificar a toda la red sobre el bloque recién minado consume muy poca energía y tiempo. El difícil problema matemático de vincular el nuevo bloque con el último bloque válido en la red de la cadena de bloques requiere la mayor cantidad de energía.

Se asigna un hash a cada transacción criptográfica. Para que la transacción sea legítima, el criptominero debe crear un hash objetivo que sea menor o igual que el hash del bloque de muestra.

Hash en prueba de trabajo

Los mineros utilizan máquinas de minería que generan cálculos rápidamente para crear este tipo de hash de destino. Cuando un minero finalmente encuentra la solución correcta y crea primero el hash de destino, el nodo lo transmite a toda la red al mismo tiempo, obteniendo la recompensa del protocolo PoW.

Como resultado, generar el hash deseado es una tarea desafiante. Sin embargo, la validación es simple, por lo que la Prueba de trabajo es popular en Bitcoin. Sin embargo, el método es lo suficientemente robusto como para evitar que se manipulen los registros de transacciones. Además, la validación se vuelve fácil al aplicar este proceso. 

Con más mineros, el tiempo que lleva minar el siguiente bloque inevitablemente se acortará. Esto implica que los nuevos bloques se descubren más rápidamente. Para encontrar constantemente 1 bloque cada 10 minutos, la red de Bitcoin cambia el nivel de dificultad de extraer un nuevo bloque de forma regular.

El mecanismo de prueba de trabajo

La importancia de que el Bloque n esté conectado al Bloque n-1 a través de su número hash es que este "número hash" vincula un nuevo bloque al bloque legítimo anterior en la red. Si, por otro lado, el número Hash del Bloque n en el Bloque n-1 difiere del Bloque n, este número no coincidiría y el Bloque n-1 no se verificaría. 

Características del sistema de Prueba de Trabajo:

Los siguientes son los factores principales que han llevado al éxito generalizado de este protocolo de consenso:

• El problema matemático es difícil de resolver.
• La precisión de la solución es fácil de verificar.

Las cadenas de bloques utilizan el consenso de prueba de trabajo

Bitcoin sigue siendo la moneda más popular que emplea el consenso PoW. Sin embargo, esta técnica es utilizada por una gran cantidad de otras monedas.

Entre las criptomonedas más populares se encuentran:

• Litecoin : Litecoin, similar a Bitcoin, tiene SegWit que permite aumentar el límite de tamaño de bloque al eliminar los datos de la red. Litecoin se distingue de Bitcoin al ofrecer velocidades de transacción ultrarrápidas a un costo sustancialmente más económico.
• DASH : Reclama transacciones criptográficas más rápidas y privadas. Las transacciones rápidas alientan a los mineros a invertir sus esfuerzos en DASH.
• Monero : otra altcoin destacada que emplea el consenso de PoW. Monero, una criptomoneda de código abierto, enfatiza la fungibilidad, la privacidad, la transparencia y la descentralización a través de un libro mayor público.
• Bitcoin Cash : una altcoin que surgió del hard fork de la red Bitcoin. A pesar de que emplea PoW, lo que parece ser un consenso sólido, Bitcoin Cash es una de las víctimas gravemente perjudicadas de los ataques del 51 % .
• ZCash : a diferencia de otras criptomonedas, ZCash se esfuerza por brindar privacidad a través del anonimato. La red Zcash emplea el mismo algoritmo hash de prueba de trabajo SHA-256.
• Ethereum clásico : a pesar de que Ethereum 2.0 se está alejando de PoS. Para salvaguardar su red, Ethereum Classic continúa utilizando el consenso PoW. Sin embargo, debido a que es solo una cadena menor, Ethereum Classic es más vulnerable a los ataques del 51 % y al doble gasto de divisas.

Pros y contras de la prueba de trabajo

ventajas

Existen numerosas ventajas importantes al emplear PoW sobre otras formas de tecnologías de cadena de bloques . Éstos incluyen:

• Ampliamente utilizado por las criptomonedas más destacadas : las monedas digitales más conocidas y más grandes, en particular Bitcoin y Ethereum, emplean el mecanismo de prueba de trabajo.
• Extremadamente seguro : debido a que alterar la cadena de bloques de una criptomoneda exige el control de más de la mitad de los recursos informáticos de la red criptográfica, los recursos informáticos sustanciales requeridos por el protocolo de Prueba de trabajo hacen que una red de criptomonedas sea segura.
• Recompensa a los mineros que permiten nuevas transacciones : los mineros que validan con éxito nuevos bloques de transacciones de Bitcoin pueden obtener ganancias.

Contras

El mecanismo de prueba de trabajo tiene los siguientes problemas:

• El riesgo de ataque del 51 % : si una entidad controladora posee el 51 % o más de los nodos de la red, la entidad puede dañar la cadena de bloques al obtener el control de la mayor parte de la red.

Cómo funciona el Ataque del 51%

• Consume mucho tiempo : los mineros deben examinar varios valores nonce para descubrir la respuesta correcta al rompecabezas que debe completarse para extraer el bloque. La confirmación de la transacción tarda entre 10 y 60 minutos. Como resultado, es una operación que requiere mucho tiempo.
• Consumo de recursos : los mineros requieren una cantidad significativa de poder computacional para resolver el difícil rompecabezas matemático. Da como resultado el despilfarro de recursos valiosos (dinero, energía, espacio, hardware). 
• Es posible que se requiera hardware costoso : la compra de hardware especializado y costoso puede ser esencial para tener éxito y generar ganancias.
• Los mineros individuales tienen dificultades : debido a los requisitos de capacidad computacional, las grandes organizaciones de criptominería y los pools de minería tienen más probabilidades de tener éxito en la criptominería y generar ingresos mineros que las personas que trabajan solas.

Comparación de prueba de participación y prueba de trabajo

Compare la prueba de participación con la prueba de trabajo

La Prueba de trabajo y la Prueba de participación son los dos métodos que se pueden usar para proteger una cadena de bloques. Difieren en varias formas importantes, incluidos los costos involucrados y el nivel de control que confieren a quienes validan las transacciones.

Echemos un vistazo más de cerca a cada uno para comprender mejor cómo funcionan y las ventajas y desventajas de cada enfoque.

Estructura de costo

La primera gran diferencia entre la Prueba de trabajo y la Prueba de participación es su estructura de costos.

En un sistema de Prueba de trabajo, los mineros deben gastar recursos significativos, tanto financieros como informáticos, para participar en el proceso de verificación de nuevas transacciones. Esto hace que sea costoso para una persona u organización intentar un ataque del 51 %, ya que tal esfuerzo requeriría que construyan y operen un centro de datos lleno de hardware especializado durante varios años.

Por el contrario, un sistema de prueba de participación puede ser costoso solo para aquellos que deseen participar como validadores. Esto significa que cualquier persona con suficiente criptomoneda para apostar podría intentar obtener el control de la red apostando una gran parte de la moneda y votando en contra de cualquier otra propuesta. Sin embargo, esto es poco probable porque requeriría que pusieran en riesgo toda su inversión para hacerlo.

Mecanismo de validación 

Además, la Prueba de trabajo brinda un control casi completo sobre qué transacciones se incluyen en nuevos bloques para aquellos que contribuyen con la mayor potencia de hash o capacidad computacional.

Por el contrario, la Prueba de participación permite a los participantes validar bloques bloqueando una cierta cantidad de criptomonedas como garantía. Por lo tanto, los validadores tienen un incentivo para actuar en el mejor interés de todos los que usan la red, ya que su “inversión” está en riesgo si no lo hacen.

Desperdicio de energía del hardware de minería

Finalmente, los sistemas de prueba de trabajo generalmente se basan en un mercado competitivo para la generación y mejora continua de nuevo hardware de minería. Esto puede dar lugar a gastos innecesarios en equipos redundantes o demasiado especializados, ya que los mineros se ven obligados a gastar dinero constantemente solo para mantenerse en el negocio.

Este tipo de carrera armamentista no se encuentra dentro de las redes de prueba de participación, lo que significa que los validadores no desperdiciarán tanta energía u otros recursos asegurando las transacciones.

En general, estas diferencias significan que cada sistema tiene sus propias ventajas y desventajas en comparación con el otro. Mucha gente cree que la Prueba de participación eventualmente reemplazará a la Prueba de trabajo como el medio principal para proteger una cadena de bloques, ya que es más eficiente y proporciona una mayor descentralización.

Sin embargo, ambos sistemas tienen sus propias fortalezas y debilidades, y sigue siendo incierto cuál finalmente saldrá victorioso.

Preguntas frecuentes sobre la prueba de trabajo

¿Qué tan segura es la Prueba de trabajo?

El método de prueba de trabajo es extremadamente seguro porque puede sobrevivir a la tolerancia a fallas bizantinas (BFT), un sistema que puede tolerar fallas causadas por el problema de los generales bizantinos. La forma en que funciona lo hace mucho más seguro.

Además, el hash de cada bloque contiene el hash del anterior, lo que aumenta la seguridad y evita cualquier violación de bloque en una cadena de bloques de prueba de trabajo.

Los mineros deben generar un nuevo bloque con el mismo antecedente para modificar un bloque. En tales casos, es necesario regenerar todos los sucesores y rehacer el trabajo que tienen. Como resultado, la cadena de bloques puede evitar la manipulación de la seguridad.

¿Por qué las criptomonedas necesitan Prueba de trabajo?

Debido a que las cadenas de bloques son descentralizadas y de igual a igual por naturaleza, requieren algún mecanismo para obtener consenso y seguridad. Una de esas medidas es la Prueba de trabajo, que hace que intentar saturar la red consuma muchos recursos.

Otros procesos de verificación, como la Prueba de participación (PoS) y la Prueba de quemado (PoB), necesitan menos recursos pero tienen inconvenientes o fallas. Si no existiera un mecanismo de prueba, la red y los datos almacenados en ella serían vulnerables a ataques o robos.

Además, el mecanismo de Prueba de trabajo evita que los usuarios acumulen monedas que no ganaron o que gasten dos veces. Si los usuarios pudieran usar sus monedas más de una vez, los activos esencialmente perderían su valor.

¿Quién inventó la prueba de trabajo?

Para hacer despegar Bitcoin, Satoshi Nakamoto inventó la Prueba de trabajo. Nadie sabe quién es Nakamoto o si su nombre es un alias.

¿Por qué más potencia minera significa más seguridad?

Cuanta más potencia de procesamiento se invierte en la seguridad de Bitcoin, más recursos debe reunir un atacante potencial para asaltar Bitcoin con éxito.

¿Cómo valida la prueba de trabajo una transacción?

El trabajo en sí es arbitrario. Para Bitcoin, implica iteraciones de algoritmos hash SHA-256. El ganador de una ronda de hashing, por otro lado, combina y registra transacciones del mempool en el siguiente bloque. Debido a que el ganador se elige al azar en proporción al esfuerzo realizado, incentiva a todos en la red a actuar con honestidad y registrar solo transacciones reales.

Conclusión

¡Este artículo ha proporcionado una descripción general completa de lo que es la Prueba de trabajo, así como información excelente sobre este tema! Si te resulta útil, ¡compártelo con tus amigos! 

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