Qué es la prueba de trabajo

PoW (Prueba de trabajo) es uno de los mecanismos de consenso más básicos en el espacio blockchain. Los primeros proyectos de blockchain como Bitcoin, Ethereum y Litecoin utilizaron PoW para garantizar la consistencia y la naturaleza resistente a la manipulación de la blockchain.

Una explicación simple de PoW es que todos los nodos de la red se apresuran a responder la misma pregunta matemática. Quien lo descubra primero podrá registrar transacciones y obtener el pago correspondiente (nueva criptomoneda emitida por la cadena de bloques).

En 1993, dos pioneras de la criptografía, Cynthia Dwork y Moni Naor, propusieron por primera vez el PoW en un artículo. En 2008, Satoshi Nakamoto seleccionó PoW como mecanismo de consenso para Bitcoin. A medida que el precio de Bitcoin se disparó, el mundo vio gradualmente el poder de PoW. Hoy, PoW se ha convertido en uno de los principales mecanismos de consenso.

El 7 de agosto de 2010, Satoshi Nakamoto publicó en el foro de Bitcoin Talk que "La prueba de trabajo tiene la buena propiedad de que puede transmitirse a través de intermediarios que no son de confianza". La prueba de trabajo requiere mucha energía, lo que a su vez le da a la cadena de bloques una gran capacidad para resistir ataques. Por lo tanto, es extremadamente costoso alterar las cadenas de bloques bajo PoW.

¿Cómo funciona PoW?

Para llegar a un consenso sobre las transacciones dentro de un cierto período de tiempo, PoW requiere que los nodos participen en una carrera por la contabilidad. En la prueba de trabajo, el llamado "trabajo" es en realidad un cálculo matemático, en el que la potencia de cálculo (tasa de hash) juega un papel decisivo.

La única forma de resolver el problema en PoW es acumular poder de cómputo, intentando una y otra vez encontrar finalmente la única respuesta correcta. Una vez que se alcanza el resultado correcto, todos los nodos pueden verificarlo fácilmente a través de la transmisión. Luego, las transacciones en este bloque serán verificadas por toda la red. Finalmente, la red pasa a la siguiente ronda de competencia. Todo este proceso se llama “minería”.

Aunque solo un nodo puede obtener las recompensas en cada ronda de competencia, cada ronda es independiente entre sí, por lo que la batalla por el registro de transacciones es en realidad una guerra por el poder de cómputo. Cuanto mayor sea la tasa de hash controlada por un nodo, más recompensas recibirá. Cuanto mayor sea el número de nodos y más energía consuma toda la red, más segura será la cadena de bloques.

PoW está claramente diseñado y Bitcoin que usa PoW es teóricamente la criptomoneda más descentralizada. Sin él, una red de Bitcoin sin confianza nunca funcionaría.

Ventajas de PoW:

1. Simple, confiable y fácil de implementar.
2. Altamente descentralizado. No se requiere autoridad central. Los nodos pueden entrar y salir libremente de la cadena de bloques.
3. El costo teórico del ataque es muy alto, lo que hace que una cadena de bloques PoW sea segura y confiable. Un atacante en un plan para manipular la información en la cadena de bloques tiene que controlar más de la mitad de la potencia informática de toda la red (51% de la tasa de hash).

Contras de Pow:

1. Energía intensiva.

Confiar simplemente en la competencia informática hace que PoW sea intensivo en energía.

A medida que crece la tasa de hash de la red Bitcoin, el consumo de energía de la minería se ha convertido en una preocupación mundial. El Centro de Finanzas Alternativas de Cambridge estima que, a partir del 10 de mayo de 2021, el consumo de energía anual mundial para la minería de bitcoin alcanzó los 149,37 TWh. Al comparar este número con los países, Bitcoin consume más energía que 100 países como Malasia y Ucrania, y es casi lo mismo que Vietnam, que ocupa el puesto 25.

Además, una gran parte de la energía consumida por Bitcoin proviene de fuentes de energía no renovables como el carbón, lo que ha generado preocupación ambiental. Como resultado, varios países, incluida China, han prohibido por completo la minería de bitcoins.

1. Ineficiente

Con PoW, las transacciones en la cadena de bloques de Bitcoin tardan mucho tiempo en confirmarse y el rendimiento en la red es muy bajo.

Debido a la dificultad establecida por PoW, el tiempo de bloque de bitcoin es de alrededor de 10 minutos, lo que significa que se tarda hasta una hora (después de unos 6 bloques) para que se confirme una transacción. El TPS de la red Bitcoin es de aproximadamente 7, lo que significa que solo se pueden procesar 7 transacciones por segundo.

1. Requerimiento de equipos y centralización

Si bien las CPU personales eran el equipo de minería más común en los primeros días de Bitcoin, a medida que aumentaban los precios de Bitcoin, se intensificó la competencia por el poder de cómputo. Las tarjetas gráficas de alto rendimiento e incluso los mineros ASIC dedicados se convirtieron en la corriente principal de la minería. A medida que aumenta el umbral del equipo para la minería, los grupos de minería profesionales controlaban la mayor parte de la tasa de hash, lo que iba en contra de la intención original de descentralización.

Otras cadenas de bloques que usan PoW

Bitcoin y Litecoin

Bitcoin es la primera criptomoneda en la historia humana y el lugar de nacimiento del mecanismo PoW; a su vez, el mecanismo PoW que consume energía se ha convertido en la etiqueta única de Bitcoin. En el futuro previsible, Bitcoin seguirá funcionando con el mecanismo de consenso PoW.

Además de Bitcoin, muchas de las primeras monedas tomaron prestadas de Bitcoin y adoptaron el mecanismo PoW, como Litecoin (LTC). Además, varias bifurcaciones de Bitcoin también adoptaron el mecanismo PoW, como Bitcoin Classic (BGH), Bitcoin Cash (BCH), etc.

Ethereum

Ethereum, nacido en 2014, también utiliza el mecanismo de consenso PoW. Sin embargo, considerando varias deficiencias del mecanismo PoW, Ethereum está a punto de cambiar al mecanismo de consenso PoS (Prueba de participación), que consume menos energía y es más eficiente, y este proceso es exactamente lo que ellos llaman ETH 2.0.
A fines de 2020, Ethereum ya se puso en marcha con una cadena de balizas que utiliza el mecanismo de consenso PoS, y se espera que la cadena principal de Ethereum se fusione con la cadena de balizas durante 2022, transformándose así por completo en el mecanismo de consenso PoS.
Además de Ethereum, también se está considerando la conversión al mecanismo PoS de varias criptomonedas que anteriormente usaban el mecanismo de consenso PoW, como Dogecoin (DOGE).

Conclusión

Como el primer mecanismo de consenso de blockchain, el PoW fue ampliamente utilizado y ha inspirado todos los proyectos de blockchain posteriores. El mecanismo PoW tiene ventajas insustituibles y desventajas significativas. A medida que la industria de la cadena de bloques creció y el número de usuarios aumentó, también surgió el problema del desperdicio de energía y la falta de eficiencia de los mecanismos PoW.
En la actualidad, han surgido varias cadenas públicas nuevas bajo el lema de ser más descentralizadas, energéticamente eficientes y eficientes, cosechando una cantidad de nuevos usuarios, pero al final, es difícil sacudir el estado de Bitcoin, que todavía usa el PoW. mecanismo. En el futuro, ¿habrá un “consenso perfecto” que resuelva los problemas del mecanismo PoW, manteniendo la seguridad y la descentralización? Vale la pena echarle un ojo.

Autor: Ashley Traductor:Ashley
Revisor(es) : Hugo , Eduardo
Descargo de responsabilidad:

• Este artículo representa solo las opiniones de los observadores y no constituye ninguna sugerencia de inversión.
  *Gate.io se reserva todos los derechos sobre este artículo. Se permitirá volver a publicar el artículo siempre que se haga referencia a Gate.io. En todos los demás casos, se emprenderán acciones legales por infracción de derechos de autor.