Prueba de Trabajo
Prueba de Trabajo

Cómo funciona el algoritmo Prueba de Trabajo o Proof of Work en Blockchain

En este post te contamos cómo funciona el algoritmo Proof of Work o Prueba de Trabajo en Bitcoin. Blockchain ha irrumpido en el mundo de la tecnología como una de las innovaciones más disruptivas de los últimos tiempos. Esta tecnología permite la creación de registros digitales descentralizados seguros, transparentes y resistentes a la manipulación. En esencia, blockchain es una base de datos distribuida que utiliza criptografía para garantizar la integridad de los datos.

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Así, esta tecnología se ha convertido en una de las más importantes para la creación de sistemas descentralizados y la eliminación de intermediarios en diversas industrias. Las compañías que trabajan en la industria de las finanzas y las que lo hacen en el ámbito de la cadena de suministro exploran en la actualidad la manera en que blockchain puede ayudar a mejorar la eficiencia y la transparencia en sus procesos.

Sin embargo, su descentralización recae en la organización de su red y parte vital de esa organización está en el algoritmo que se encarga de producir y validar los bloques que formarán parte del historial de la blockchain. Con el nacimiento de Bitcoin, Satoshi Nakamoto decidió que el mejor algoritmo para este trabajo fundamental era el de Proof of Work. Desde entonces, ha sido la base fundamental del funcionamiento de Bitcoin y de muchas otras criptomonedas que han seguido sus pasos.

¿Qué es Prueba de Trabajo?

La prueba de trabajo (Proof of Work – PoW) es un algoritmo utilizado en la tecnología blockchain para validar transacciones y crear nuevos bloques en la cadena. Este algoritmo es esencial para garantizar la seguridad y la descentralización de la blockchain. Además de en Bitcoin, es usado en otras redes relevantes, como Monero, Dogecoin, Litecoin, Ravencoin, GRIN, Bitcoin Gold, Ethereum Classic y una enorme variedad de proyectos que siguen apostando por la minería.

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El funcionamiento de PoW se basa en la resolución de un problema matemático complejo que requiere una gran cantidad de poder de procesamiento. Los nodos de la red compiten para resolver este problema y el primero que lo resuelve obtiene una recompensa en forma de criptomoneda. Este proceso se conoce como minería y es necesario para que las transacciones de la red se incluyan en un bloque, para su posterior verificación y almacenamiento por parte del resto de elementos que conforman la red blockchain.

Los beneficios de seguridad de la Prueba de Trabajo

El hecho de que la Prueba de Trabajo requiera de enormes cantidades de procesamiento y de energía para lograrlo, generalmente es usado por los detractores para atacar este sistema. Sin embargo, más que un fallo, el uso de grandes cantidades de procesamiento y energía es una característica única de PoW para brindar seguridad a las redes utilizan este algoritmo.

¿Cuánto han evolucionado los computadores actuales con respectos a 2009? Mucho. Veamos la siguiente gráfica:

Poder de computo de la red Bitcoin comparado con el Top 500
Poder de computo de la red Bitcoin comparado con el Top 500

En ella podemos ver la evolución de la potencia computacional de Bitcoin respecto al Top 500, una lista de las 500 computadoras más poderosas del mundo. La gráfica muestra como hasta mediados de 2013, la red Bitcoin era vulnerable a los ataques que podrían prepararse utilizando este Top. El motivo se debía a que el poder computacional global de la red Bitcoin era menor. Sin embargo, en la actualidad dicho poder computacional ha llegado a duplicar casi a todo el Top 500, dejando ver que el poder computacional de Bitcoin es demasiado alto como para ser corrompido de forma fácil y económica.

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Una red blindada

Gracias a esta realidad, el nivel de seguridad de la red Bitcoin es enorme. En la actualidad, no existe ningún actor capaz de manipular la red, porque computacionalmente y económicamente es inviable. Sin duda, un alivio para quienes apoyan esta red y su criptomoneda. La seguridad es una de las principales preocupaciones cuando se trata de tecnología blockchain y la Prueba de Trabajo demuestra con hechos que es la forma más segura y resistente a la manipulación por parte de actores externos. Además, cada nuevo bloque en la cadena depende del anterior, lo que hace que la manipulación de la cadena sea  extremadamente difícil. Cualquier intento de manipular la cadena se notaría inmediatamente y se rechazaría por la red.

Prueba de Trabajo y la descentralización en blockchain

La Prueba de Trabajo también tiene una característica que otras pruebas no ofrecen: mayor descentralización. Asegurar la descentralización de una blockchain permite saber con certeza que no está controlada por una sola entidad o autoridad central, sino que es administrada por la red de nodos que la integran. Así, todos saben que las reglas son las mismas para todos y que no existen distinciones.

Esto es posible porque al requerir que los nodos de la red compitan para resolver un problema matemático complejo, la Prueba de Trabajo garantiza que ningún nodo tenga un control excesivo sobre la red. Todos los nodos reciben la misma información, el mismo problema y todos empiezan a resolverlo siguiendo las mismas reglas. El objetivo es conseguir que sea extremadamente difícil para un atacante malintencionado manipular la cadena. Dado que cada nuevo bloque en la cadena depende del bloque anterior, el atacante tendría que resolver cada problema matemático complejo en la cadena para manipular con éxito la cadena. Esto hace que la blockchain sea extremadamente segura y resistente a la manipulación.

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La resolución del problema matemático depende de dos cosas: del poder computacional del que dispones, ya que más potencia es igual a más posibilidades para resolver el problema. La otra cosa es la suerte. La importancia del factor suerte puede verse en los casos de las personas que practican el «mining» o minería en solitario. Un minero, muchas veces con potencia por debajo de los 100 TH/s, minando contra cientos de miles con igual o más potencia, es capaz de resolver el bloque. La mayoría de estos casos son visibles en exploradores y de la mano de grupos de minería como Solo CK.

Impacto de la minería en solitario dentro de Bitcoin por parte de Solo CK
Impacto de la minería en solitario dentro de Bitcoin de Solo CK

El debate sobre el consumo de energía

Uno de los principales debates en torno a la Prueba de Trabajo es el consumo de energía que se requiere para el proceso de minería. Dado que la minería requiere una gran cantidad de poder de procesamiento, también requiere una gran cantidad de energía.

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El consumo de energía de la minería de criptomonedas se ha convertido en un problema importante en todo el mundo por el impacto ambiental. Ello ha llevado a algunas empresas a buscar alternativas energéticas más eficientes. En la siguiente gráfica pueden verse algunos datos sobre el impacto energético de la minería en Bitcoin.

Consumo de energía proyectado de Bitcoin, sin atender a las variables locales de la misma
Consumo de energía proyectado de Bitcoin, sin atender a las variables locales de la misma

Una realidad mucho más compleja

Sin embargo, estos datos son solo aproximaciones. El 59,5 % de toda la energía de la red Bitcoin proviene de fuentes renovables y solo se usa el excedente energético. Un excedente que se perdería en la entropía al no poder almacenarse para su uso posterior.

Minería y su uso de energías renovables en todo el mundo
El uso de energías renovables en la minería en todo el mundo

Alternativas a la Prueba de Trabajo

La existencia de estos datos cuestiona los que se ofrecen en la primera imagen (ej.la emisión de carbón) No obstante, existen alternativas a la Prueba de Trabajo. Algunas de ellas muy exitosas en el ecosistema cripto, pese a renunciar a la seguridad y la descentralización de sus respectivas redes.

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Un ejemplo es Prueba de Participación (Proof of Stake – PoS). Una alternativa que utilizan criptomonedas para garantizar la seguridad de la cadena. En lugar de resolver un problema matemático complejo, los nodos en una red de prueba de participación deben tener una cantidad mínima de criptomonedas en su cuenta para poder participar en la validación de transacciones. Básicamente, es un algoritmo donde quien tiene mayor riqueza, también tiene mayores posibilidades de validar un bloque. Lo que le permite seguir acumulando riqueza y sumando posibilidades.

La Prueba de Autoridad (PoA) es otro ejemplo. En este caso, se emplea un grupo selecto de nodos de confianza para validar transacciones y crear nuevos bloques en la cadena. La prueba de autoridad es más rápida y eficiente en términos de energía que la prueba de trabajo, pero sacrifica parte de la descentralización y el seudoanonimato que hace que la blockchain sea tan segura. La razón es que para participar en PoA deben darte a conocer públicamente como parte de la red de nodos con el fin de recibir la autoridad necesaria para validar transacciones.

Conclusión

La Prueba de Trabajo es esencial para garantizar la seguridad y la descentralización en la tecnología blockchain. Aunque el consumo de energía requerido para la minería de criptomonedas es enorme, sus ventajas en cuanto a seguridad y descentralización merecen la pena. Por ello, sigue siendo la opción de la red más grande del mundo: la de Bitcoin.

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Si estás interesado en participar en la minería de criptomonedas utilizando la prueba de trabajo, es importante investigar cuidadosamente antes de comenzar. Asegúrate de comprender los riesgos y beneficios antes de invertir en un equipo y comenzar a minar.

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