Por Uriel Herrera

Componentes de la criptoeconomía.


Vamos a continuar con el análisis de los que muchos denominan los principales componentes de la joven área de la criptoeconomía. Para ello, tocaremos hoy el algoritmo de consenso conocido como «prueba de participación» o ProofofStake((PoS)).

Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake (PoS) fue presentado por primera vez en un documento tipo paper por Sunny King y Scott Nadal en 2012. Con este documento pretendían plantear una solución al problema del alto consumo de energía de la minería Bitcoin. Como dijimos en la edición pasada de esta revista, hablando con respecto al Proof of Work, el consenso de las redes de prueba de trabajo viene asociado a la cantidad de energía que esté dispuesto a gastar un minero con el fin de encontrar un hash válido que le permita agregar un bloque a la cadena. De esta manera, a pesar de que muchos puedan tratar de agregar información a la cadena de bloques, solo quien encuentre un hash que cumpla con los parámetros establecidos en el protocolo tendrá derecho a agregarlo. Proof of Stake lo que busca es eliminar este concepto de minero, y hacer que el
hecho de agregar un nuevo bloque a la cadena dependa de la cantidad de monedas que se hayan dispuesto o depositado en un cartera para defender la red. Esto podría verse, según explica Vitalik Buterin, de la siguiente manera:

SHA256(prevhash + address + timestamp) <= 2^256 * balance / diff

Donde prevhash es el hash del bloque anterior, address es la dirección donde están almacenadas las monedas o stakeminer, timestamp es el tiempo, balance es el saldo de la cartera y diff es un parámetro de dificultad ajustable. De esta forma, si una cuenta satisface esta ecuación en un momento dado, tendrá acceso a producir un bloque y agregarlo a la cadena, obteniendo por ello la respectiva recompensa en monedas.

Una variable de esta fórmula podría verse al utilizar no solo la cantidad de monedas, sino asociar a ellas la antigüedad de creación, generando un producto de «saldo x antigüedad» y de esta manera determinar cuáles son las carteras que llevan más tiempo apostando poder económico para la defensa e integridad de la red. Se han propuesto además otras variables o posibles soluciones para validar quién agrega el bloque, como excelencia en el comportamiento, ancho de banda utilizado, almacenamiento e identidad; pero valga decir que ninguna es particularmente conveniente como algoritmo de consenso. Más bien, todos estos sistemas tienen muchas de las mismas propiedades que PoS y, por lo tanto, se implementan mejor de manera indirecta al convertirlos puramente en mecanismos para la distribución de divisas y luego usar la prueba de participación en esas monedas distribuidas para el consenso real.

Como el lector ya puede haber observado, el Proof of Stake busca que el interesado apueste poder económico para velar por sus intereses. Esto ha despertado múltiples críticas y temores debido a que, como ocurre hoy en día en el mundo real, la mayoría del capital está reunido en unas pocas manos. Por ende, quienes tendrían más poder dentro de la red serían los grandes tenedores de monedas o bien de capital. Si bien es cierto que algunas de estas grandes cuentas estarán asociadas a personas que apostaron por la tecnología en etapas tempranas sin buscar más que el conocimiento y la libertad, muchos otros pueden haber ganado monedas a base de especulación o por intereses no congruentes con los movimientos descentralizados. Esto tendería hacia una centralización de la creación de bloques y con ello provocaría potenciales manipulaciones de la información contenida en la cadena.

En general, PoS tiene cuatro problemas principales, que se enumeran a continuación:

1. Distribución.
Dado que las recompensas de bloque van a los stakers, ¿cómo se distribuyen las monedas inicialmente? Algunos sugieren que con un airdrop o sorteo, empero, ¿cómo garantizas que quien las tenga estará verdaderamente comprometido con el proyecto y su integridad?

2. Monopolización o centralización.
Aquellos con una cantidad significativa de monedas
obtienen la mayoría de las monedas futuras. Esto se debe a que, como ya se indicó anteriormente, tienen mayor probabilidad de ser seleccionados para la creación de los nuevos bloques.

3. Ataque del 51%.
Al igual que en PoW hay que tener cuidado ante un posible ataque del 51% por parte de un minero, también PoS tiene que ser cauteloso con un staker que tenga al menos un 51% de peso en la participación. Esto podría articularse a su vez mediante un conjunto de grandes tenedores de capital que vean en la red una amenaza para sus intereses como individuos o comunidad y decidan destinar dinero para eliminarla.

4. Nothing at Stake (NoS).
PoS agrega un bloque cuando un nodo cumple un conjunto de condiciones, que incluyen el peso de participación. Sin embargo, la moneda se bifurca cuando dos nodos cumplen estas condiciones al mismo tiempo. Esta horquilla o fork se resuelve luego por parte de otros nodos, que firman una de las dos transacciones. El problema hipotético de NoS surge cuando el 99% de todos los nodos firman ambas cadenas porque no hay ningún costo (nada en juego) para verificar estas transacciones. Por lo tanto, un competidor del 1% podría «gastar doblemente» pagando con monedas en una cadena pero luego verificando la otra.

Claro está, no todo son malas noticias para el PoS. Si se logra implementar de manera correcta, este algoritmo de consenso puede aportarnos:

1. Ahorro energético.
No desperdicia una cantidad significativa de electricidad. Por supuesto, existe la necesidad de que las partes interesadas sigan tratando de producir bloques, pero nadie obtiene ningún beneficio por realizar más de un intento por cuenta por segundo. Por lo tanto, el gasto de electricidad es comparable a cualquier otro protocolo de Internet convencional.

2. Mayor nivel de seguridad.
Puede decirse que proporciona un nivel de seguridad mucho más alto. En prueba de trabajo, asumiendo un mercado líquido para la potencia informática, el costo de lanzar un ataque del 51% es igual al costo de la potencia informática de la red en el transcurso de dos horas, una cantidad que, según los principios
económicos estándar, es aproximadamente igual a la suma total de las recompensas en bloque y las tarifas de transacción proporcionadas en dos horas. En prueba de participación, el umbral es teóricamente mucho más alto: el 51% de toda la oferta de la moneda.

3. Mayor velocidad.
Dependiendo del algoritmo preciso en cuestión, puede permitir potencialmente cadenas de bloques mucho más rápidas.

En sí, el PoS promete generar cadenas más rápidas, mejorando la escalabilidad de las blockchains y obteniendo con ello un mayor impacto tanto económico como social, así como un ahorro energético, con sus implicaciones ambientales, y hasta cierto punto un mayor grado de seguridad. Queda por ver cómo se siguen desarrollando los acontecimientos, comprobando cómo adapta este algoritmo una de las blockchains más grandes e importantes del mercado. Nos referimos a Ethereum y su sistema Casper, que promete ser la primera transición de PoW a PoS, detalle que se escapa de los alcances de esta columna pero que recomiendo al lector investigar y darle seguimiento, tanto a la implementación sugerida por Vlad Zamfir como a la propuesta de Vitalik Buterin.