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En la mente del desarrollador de blockchain: consenso de blockchain de prueba de participación

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Cointelegraph está siguiendo el desarrollo de una cadena de bloques completamente nueva desde los inicios hasta la red principal y más allá a través de su serie Inside the Blockchain Developer’s Mind. En partes anteriores, Andrew Levine del Grupo Koinos algunos de los desafíos El equipo al que se ha enfrentado el equipo desde que identificó los principales problemas que quiere resolver y describe tres de las «crisis» que están frenando la adopción de blockchain: Capacidad de actualización, Escalabilidad y guía. Esta serie se centra en el algoritmo de consenso: La parte 1 trata sobre la prueba de trabajoLa parte 2 trata sobre la prueba de participación y la parte 3 trata sobre la prueba de quemado.

Este artículo es el segundo de mi serie sobre algoritmos de consenso en el que utilizo mi perspectiva única para ayudar al lector a obtener una comprensión más profunda de este concepto, a menudo mal entendido. En el primer artículo de la serie, examiné la prueba de trabajo (el algoritmo de consenso de OG) y en este artículo examinaré la prueba de participación.

Como expliqué en el último artículo, desde el punto de vista de la teoría de juegos, las blockchains son un juego en el que los jugadores compiten entre sí. confirmar Transacciones agrupándolas en bloques correspondientes a los bloques de transacciones creados por otros jugadores. La criptografía se usa para ocultar los datos que permitirían a estas personas hacer trampa y luego se usa un proceso aleatorio para distribuir tokens digitales a las personas que obedecen las reglas y Producir bloques que coinciden con los bloques enviados por otras personas. Luego, estos bloques se encadenan para crear un registro auditable de todas las transacciones que se hayan producido en la red.

Cuando las personas producen nuevos bloques con diferentes transacciones, lo llamamos una «bifurcación» porque la cadena ahora se ramifica en dos direcciones diferentes y lo que garantiza que todos actualicen su base de datos para que coincidan es la forma en que penaliza si no lo hacen.

La verdadera innovación en Bitcoin (BTC) fue la creación de un elegante sistema de combinación de criptografía con economía para usar monedas electrónicas (ahora llamadas «criptomonedas») para usar incentivos para resolver problemas que los algoritmos por sí solos no pueden resolver. La gente se ha visto obligada a realizar trabajos inútiles en los bloques de minas, pero la seguridad no proviene de hacer un trabajo, sino de saber que ese trabajo no se podría haber hecho sin sacrificar capital. Si este no fuera el caso, no habría ningún componente económico del sistema.

El trabajo es comprobable Diputado por capital sacrificado. Dado que la red no tiene forma de «entender» el dinero fuera de ella, se tuvo que implementar un sistema que convierta el incentivo externo (moneda fiduciaria) en algo que la red pueda entender: hashes. Cuantos más hashes genera una cuenta, más capital debe haber sacrificado y más incentivos hay para producir bloques en la bifurcación correcta.

Dado que estas personas ya han gastado su dinero comprando hardware y ejecutándolo para producir bloques, su castigo es simple porque ¡ya han sido castigados! Han gastado su dinero, así que si quieren seguir produciendo bloques en la cadena equivocada, está bien. No obtendrán recompensas y no recuperarán su dinero. Habrá sacrificado ese dinero por nada. Tus bloqueos no serán aceptados por la red y no ganarán tokens.

Este sistema de prueba de trabajo asegura que alguien que desobedezca las reglas (también conocido como un actor malintencionado) obtenga y opere más hardware que todos los demás combinados (es decir, realice un ataque del 51%). Esa es la elegancia detrás de la prueba de trabajo. El sistema no puede funcionar sin sacrificar cada vez más capital. Sin embargo, la prueba de participación funciona de una manera fundamentalmente diferente que tiene importantes ramificaciones en la teoría de juegos.

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Prueba de participación

La prueba de participación (PoS) fue propuesta por primera vez en 2011 por QuantumMechanic, miembro del foro de Bitcointalk, como una alternativa más rentable (para el minero) a la prueba de trabajo:

“Me pregunto si, a medida que los Bitcoins se generalicen, podría haber una transición de un sistema basado en prueba de trabajo a una prueba de participación. Lo que quiero decir con Prueba de participación es que su «voto» sobre el historial de transacciones aceptadas no se pondera según el porcentaje de recursos informáticos que trae a la red, sino según la cantidad de bitcoins que puede probar con su clave privada. «

En lugar de obligar a los productores de bloques a sacrificar capital para comprar y operar hardware con el fin de tener la oportunidad de ganar recompensas en bloque, la prueba de participación solo requiere que los poseedores de tokens el liquidez de su capital para ganar recompensas en bloque. Las personas que ya tienen un token de red pueden ganar aún más con ese token si renuncian al derecho de transferir esos tokens durante algún tiempo.

Esta es una propuesta atractiva para las personas que están acostumbradas a sacrificar dinero comprando y ejecutando hardware para ganar recompensas en bloque. La prueba de trabajo es excelente para iniciar una criptomoneda, pero una vez que termina esa etapa, los propietarios de esa valiosa moneda tendrán que aprovechar los frutos de su trabajo, esa valiosa moneda, contra una moneda externa (a menudo, la moneda fiduciaria). se supone que utilizan competir) para comprar bienes de capital y energía solo para mantener su sistema.

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La prueba de participación es excelente para permitir que estas personas aumenten sus márgenes de ganancia mientras mantienen el control de la red. El problema es que degrada la seguridad de la red porque el actor malintencionado ya no tiene que sacrificar su dinero y ejecutar una gran cantidad de hardware para lanzar un ataque. El atacante solo necesita comprar el 51% de la moneda base de la plataforma y usarla para tomar el control de la red.

Para frustrar este ataque, los sistemas PoS deben implementar sistemas adicionales para «cortar» las recompensas de bloque de un validador que ha creado bloques irreversibles en una cadena «perdedora» («condiciones de corte»). La idea es que si alguien compra el 49% de la oferta de tokens y usa esa participación para producir bloques en una bifurcación perdedora, perderá sus tokens apostados en la cadena principal.

Estos son sistemas complejos diseñados para «reclamar» las recompensas en bloque de las cuentas de los usuarios, lo que aumenta la carga computacional de la red y al mismo tiempo genera preocupaciones éticas legítimas («¿Es mi dinero si se puede recortar?»). También solo funcionan si el atacante no recibe el 51% del suministro de tokens. Esto es particularmente problemático en un mundo con intercambios centralizados que tienen custodia. Esto significa que es completamente posible que un intercambio controle más del 51% de una oferta de tokens determinada sin correr ningún riesgo, lo que aumenta el costo de un ataque. de minimis. De hecho, esto ya ha sucedido en la historia reciente en una de las cadenas de bloques más utilizadas en el mundo, una vez valorada en casi $ 2 mil millones: Steem.

Puede encontrar una excelente historia de este evento aquí. Los detalles importantes para nuestros propósitos de acuerdo con este informe son que los fondos en poder de tres intercambios se utilizaron con éxito para obtener el control del 51% de una gran cadena de bloques. Desde la más caritativa de todas las partes involucradas, simplemente «costó» muy poco tomar el control de la cadena para todas estas empresas porque adquirieron grandes acciones a muy bajo costo. De hecho, los intercambios centralizados son literalmente pagado acumulando grandes apuestas porque su propósito es actuar como el custodio central de los tokens.

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La implementación de estos requisitos de reducción no es en absoluto trivial, razón por la cual se lanzaron tantos proyectos de prueba de participación como Solana con soluciones centralizadas y tantos otros proyectos (como ETH 2.0) tardaron tanto en implementar PoS. La solución típica es darle a una fundación una apuesta lo suficientemente alta como para que sea la única que tenga el poder de determinar quién es un actor malintencionado y reducir sus recompensas.

En resumen, una prueba de trabajo es buena para impulsar la descentralización, pero es ineficiente. La prueba de participación es buena para reducir los costos operativos de una red descentralizada en comparación con la prueba de trabajo, pero solidifica aún más a los mineros, requiere términos de cancelación complejos y éticamente cuestionables y no evita los «ataques de reemplazo».

Lo que discutiré en mi próximo artículo es la pregunta hipotética de si existe una solución de “lo mejor de dos mundos” que ofrece la descentralización y la seguridad de la prueba de trabajo con la eficiencia de la prueba de participación. ¡Así que estad atentos!

Los puntos de vista, pensamientos y opiniones expresados ​​en este documento pertenecen únicamente al autor y no reflejan necesariamente los puntos de vista y opiniones de Cointelegraph.

Andrew Levine es CEO de Koinos Group, un equipo de veteranos de la industria que están acelerando la descentralización a través de la tecnología blockchain accesible. Su producto básico es Koinos, una cadena de bloques libre de regalías e infinitamente expandible con soporte de idioma universal.