Proof of Work (PoW) es un algoritmo de consenso ampliamente utilizado que está diseñado para evitar el doble gasto, que se produce cuando alguien gasta los mismos fondos más de una vez. Proof of Work (PoW) ha dado forma a gran parte del panorama actual de blockchain, habiendo sido presentado al mundo por Satoshi Nakamoto en 2008.
Sin embargo, sus semillas se plantaron mucho antes; la idea apareció por primera vez en HashCash de Adam Back, una de las primeras herramientas antispam. Diseñada específicamente para proteger las bandejas de entrada de los destinatarios de actores maliciosos exigiendo a los remitentes que dedicaran tiempo a calcular y asignar recursos antes de enviar un correo electrónico, era una medida preventiva que no costaba esencialmente nada a los usuarios legítimos, pero la inflación llegó rápidamente con las campañas de envío masivo.
Esta tecnología puede considerarse una de las primeras iteraciones del PoW tal y como lo conocemos hoy, un concepto que ha revolucionado los sistemas distribuidos a escala mundial. Esta entrada del blog explorará cómo funciona PoW, así como sus ventajas y desventajas.
El protocolo Proof of Work es una capa de seguridad esencial para mantener la integridad de una red. Al tener toda la red consenso sobre el trabajo solicitado y luego verificar su exactitud, los actores maliciosos son incapaces de manipular los datos dentro de ella.
El protocolo introducido funciona solicitando un trabajo al cliente, que posteriormente es verificado por la red. Generalmente, estos trabajos conllevan procesos computacionales intensos. Verificar si estas operaciones se han completado y se han completado correctamente impide que los clientes maliciosos sobreutilicen los recursos de que disponen a costa de los usuarios legítimos.
Un ejemplo sencillo es el de los verificadores captcha, que suelen exigir al visitante que se registre en un sitio web para resolver este desafío antes de poder acceder a los servicios ofrecidos. De este modo, PoW se ha hecho famoso por su eficiente despliegue en el mantenimiento de redes y sus recursos, incluso bajo fuertes ataques de agentes maliciosos.
Cómo funciona PoW
El algoritmo Proof of Work es un elemento central de la tecnología blockchain, que se utiliza para descentralizar los procesos de sincronización de datos dentro de la red. Este proceso puede desglosarse en cuatro etapas principales:
Primera etapa
Establecer una conexión con la red es un primer paso crucial para los nodos o clientes que deseen participar en el proceso. Sin embargo, no basta con conectarse: también deben completar una tarea de alto coste computacional para recibir un incentivo económico.
Esta tarea está diseñada para evitar que participen en el proceso agentes malintencionados; al completarla, se puede identificar a los participantes legítimos y separarlos de los que tienen motivos sospechosos. Alcanzar este objetivo a gran escala requiere una cantidad apreciable de potencia de procesamiento, lo que convierte estas tareas en pruebas críticas de las capacidades de cualquier nodo participante.
Segunda etapa
La minería es un proceso esencial en la resolución de acertijos. Implica la utilización de una gran cantidad de recursos computacionales para descifrar la cuestión dada, ya que los ordenadores se utilizan para descomponer algoritmos intrincados y ordenar los datos para descubrir el resultado deseado.
El proceso es a veces tedioso, pero garantiza que las soluciones sean fiables y válidas. Para saber cuál es la solución correcta es necesario dominar los conocimientos técnicos informáticos necesarios para resolver problemas de forma sistemática, lo que convierte la minería de éxito en un logro con muchas aplicaciones prácticas.
Tercera etapa
Las tareas informáticas que requieren verificación por parte de la red se rastrean en una base de datos distribuida. Mediante este sistema de comprobaciones y balances, el acceso a determinados recursos sólo se concede cuando la tarea proporcionada cumple unos requisitos predefinidos.
También evita cualquier fraude -como el doble gasto- al impedir que cualquier tarea que ya haya sido asignada y verificada por la red pueda repetirse o presentarse más de una vez. Este mecanismo de protección garantiza el funcionamiento óptimo de la red al tiempo que la protege contra fraudes y otras actividades malintencionadas.
Cuarta etapa
Tras la confirmación de que la tarea solicitada se ha completado, el cliente puede acceder a los recursos de la red y beneficiarse del trabajo computacional realizado. Esto le garantiza un flujo de beneficios constante, salvaguardando la eficiencia en curso y permitiendo al mismo tiempo flexibilidad en la gestión de sus recursos. Al satisfacer sus demandas y adoptar un enfoque responsable de las tareas asignadas, el cliente espera un éxito continuado.
Estas cuatro etapas son fundamentales para permitir el buen funcionamiento de Proof of Work. La sencillez de este sistema lo hace apto para su integración con una amplia gama de software, proporcionando una utilidad incomparable. Esto se aprecia especialmente en la tecnología blockchain, que aprovecha la baja complejidad y la alta seguridad del sistema para garantizar que millones de usuarios puedan participar en la red de forma segura al mismo tiempo.
Mediante una combinación de fiabilidad y escalabilidad, el modelo Proof of Work proporciona una plataforma esencial sobre la que puede establecerse una confianza significativa.
Doble gasto, un riesgo para la economía digital
El doble gasto es un problema serio que debe tenerse en cuenta cuando se trata de dinero digital, ya que presenta un desafío único para los responsables de proteger y salvaguardar el valor. A diferencia del efectivo físico, el dinero digital no tiene una escasez inherente que impida a la gente copiar y gastar las mismas unidades en diferentes lugares. Si esto ocurriera, causaría una gran perturbación en la economía digital, lo que presumiblemente llevaría a su rápido colapso.
Desde la aparición del dinero digital se han desarrollado muchos protocolos para combatir el doble gasto, como la tecnología blockchain utilizada por Bitcoin y otras criptomonedas. Al verificar las transacciones y generar un sistema de registro público compartido denominado “blockchain”, las monedas digitales permanecen seguras frente a los intentos de doble gasto.
Características de PoW
Es un protocolo muy seguro.
El Proof of Work es un protocolo altamente seguro, lo que refleja su escalabilidad y resistencia. Con miles de mineros manteniendo la red, garantiza unos niveles de seguridad extraordinarios que pueden soportar la formación de redes distribuidas masivas. Cuanto mayor es el número de mineros que participan en la red, más sólida es su seguridad, por lo que resulta ideal para aplicaciones ambiciosas que requieren un apalancamiento y una resistencia considerables.
Es sencillo y muy fácil de implementar algorítmicamente.
La implementación del algoritmo Proof-of-Work (PoW) es simple y directa. Esta característica de PoW proporciona una ventaja al permitir un fácil mantenimiento de cualquier software que haga uso de él. Además, las auditorías son mucho más sencillas cuando el algoritmo se implementa fácilmente, lo que aumenta la seguridad en las redes que lo utilizan. Así, la simplicidad y facilidad de implementación de PoW contribuyen significativamente tanto al mantenimiento como a la integridad de un sistema.
Fácilmente adaptable a las necesidades de hardware.
La adaptabilidad del protocolo a las necesidades de hardware y a la tecnología es una enorme ventaja, ya que garantiza que su dificultad de minado siga siendo relevante, independientemente del tipo de hardware que se utilice: ASIC, GPU, FPGA o CPU. Goza de la capacidad de ajustar la dificultad de forma rentable, de manera que permite a los mineros adelantarse a la evolución del hardware. A su vez, esto evita que los mineros de criptomonedas más potentes tengan una ventaja injusta sobre los menos potentes y centralicen toda la estructura de la minería.
Excelente capacidad de resistencia a ataques de Denegación de Servicios.
Los protocolos PoW proporcionan una excelente resistencia contra los ataques de denegación de servicio (DoS), lo que los hace extremadamente valiosos para los esquemas de protocolos actuales. Dichos protocolos se crearon para evitar ataques DoS específicos, y cumplen con creces su propósito. La robusta capa de seguridad contra este tipo de comportamientos maliciosos garantiza que la ciberdelincuencia tenga menos probabilidades de producirse. En general, los protocolos PoW han aportado mejoras sustanciales a los esquemas de protocolo actuales y han sido eficaces a la hora de detener todo tipo de ataques DoS.
El sistema consume una gran cantidad de energía eléctrica.
La cantidad de energía eléctrica consumida por el sistema es considerable y sigue creciendo a un ritmo preocupante. Esto se debe al proceso de PoW, que requiere un esfuerzo computacional intensivo que utiliza la asombrosa cantidad de 24 teravatios de energía al año. Como se necesita más energía para llevar a cabo esta tarea, cabe esperar que su consumo actual aumente aún más a menos que se introduzcan métodos más eficientes desde el punto de vista energético. Está claro que hay que tomar medidas pronto para frenar esta tendencia, ya que un crecimiento descontrolado podría acarrear problemas en el futuro.
Por qué Proof of Work es tan importante
La creación de Bitcoin en 2008 por Satoshi Nakamoto supuso un importante paso adelante en el uso de las monedas digitales descentralizadas. El whitepaper de Nakamoto proponía una solución a uno de los principales problemas que afectaban a las criptomonedas: el problema del doble gasto.
El problema del doble gasto se refiere al riesgo de que las unidades de criptodivisas puedan gastarse dos veces; para remediarlo, los protocolos de prueba de trabajo de Bitcoin permitieron transacciones seguras entre pares y resolvieron el problema del doble gasto verificando cada transacción antes de que pasara a formar parte de su libro de contabilidad público, impidiendo que los usuarios aplicaran dos veces los pagos recibidos. De este modo, Nakamoto introdujo una forma segura y fiable de realizar pagos digitales sin implicar a terceras entidades y así evitar una caída en la economía digital.
Proof of Work vs Proof of Stake
Proof of Stake ganó popularidad en 2012 con el lanzamiento de Peercoin, que utiliza este mecanismo de consenso para determinar la validez de las transacciones. Es una solución más eficiente que Proof of Work, ya que no requiere grandes cantidades de potencia de cálculo y es altamente escalable. Además, las transacciones procesadas por mecanismos de prueba de participación tienden a ser más rápidas y baratas, consumiendo poca energía.
Esto hace que las criptomonedas que implementan la PoS sean más sostenibles, ya que pueden reducir su huella medioambiental. De igual manera, a diferencia de la Proof of work, en la que es necesario obtener hardware especializado antes de poder empezar a minar, para apostar criptomonedas sólo es necesario tener la propia moneda o token. Así, los usuarios tienen una forma más sencilla de involucrarse en el mundo de las criptodivisas.
Si quieres conocer mayor información sobre Proof of Stake no dudes en leer nuestro blog acerca de ello.
Conclusiones
Proof of Work ha demostrado ser una solución fiable para el problema del doble gasto, proporcionando seguridad y confianza en las transacciones entre pares. Aunque es un método eficaz, su elevado consumo de energía es motivo de preocupación. Independientemente del algoritmo de consenso que elijas utilizar en tu proyecto o modelo de negocio, recuerda que la investigación es clave a la hora de tomar decisiones sobre criptodivisas. Puedes contactárnos para obtener un asesoramiento sobre el tema.
