En una red blockchain, las transacciones se agrupan en “bloques”. Una vez que un bloque se llena con suficientes transacciones, o cuando se alcanza el límite de tiempo del bloque, se propone para ser añadido a la cadena. En este punto, entra en juego el mecanismo de consenso. Este mecanismo está diseñado para permitir que todos los nodos de la red se pongan de acuerdo sobre la validez de las transacciones sin necesidad de una autoridad central.

El Problema de los Generales Bizantinos: una analogía para el consenso en blockchain

Una analogía útil para entender el mecanismo de consenso es el Problema de los Generales Bizantinos. Imagina que estás jugando con amigos donde todos deben estar de acuerdo con las reglas, pero algunos amigos podrían intentar hacer trampa. En el Problema de los Generales Bizantinos, un grupo de generales debe coordinar un ataque, pero no pueden confiar plenamente entre sí. Si no se ponen de acuerdo en el mismo plan al mismo tiempo, el ataque fracasará. El problema es que algunos generales pueden enviar mensajes contradictorios o actuar como traidores.

Los nodos de una blockchain enfrentan un dilema similar: ¿deben validar las transacciones o no? El mecanismo de consenso garantiza que todos los nodos puedan llegar a un acuerdo, resolviendo este problema de confianza.

Prueba de Trabajo (Proof of Work - PoW)

El mecanismo de consenso utilizado por Bitcoin se llama Prueba de Trabajo (Proof of Work - PoW). Resuelve el Problema de los Generales Bizantinos al exigir que los participantes (mineros) resuelvan un complejo desafío computacional. Cuando un minero resuelve el problema, el bloque se añade a la red y el minero recibe una recompensa. Este proceso consume mucha energía, ya que requiere una gran potencia de cálculo.

Una analogía útil es la minería de oro. Así como los mineros de oro gastan esfuerzo y usan herramientas para extraer metales preciosos, los mineros de Bitcoin usan ordenadores para “minar” nuevos bitcoins de la red. La recompensa por este trabajo incluye un número determinado de bitcoins recién creados, que disminuye con el tiempo (se reduce a la mitad cada cuatro años), y las comisiones de transacción pagadas por aquellos que desean que sus transacciones se incluyan en el bloque.

Prueba de Participación (Proof of Stake - PoS)

Por el contrario, la Prueba de Participación (Proof of Stake - PoS) selecciona a un validador (similar a un minero en PoW) en función de la cantidad de criptomonedas que “apuesta” o bloquea en la red. Por ejemplo, en la red Ethereum, un validador debe apostar 32 ETH. A diferencia de PoW, PoS no requiere resolver problemas computacionales complejos, lo que conlleva un ahorro de energía significativo.

Los validadores están incentivados a actuar con honestidad porque se arriesgan a perder su participación si realizan actividades maliciosas. En otras redes, como Cardano, la probabilidad de ser elegido como validador también puede depender del volumen de tokens apostados.

Prueba de Autoridad (Proof of Authority - PoA)

La Prueba de Autoridad (Proof of Authority - PoA) es otro algoritmo de consenso, donde la reputación o identidad del validador está en juego en lugar de la potencia computacional (PoW) o los tokens (PoS). Este modelo se utiliza comúnmente en blockchains privadas donde todos los participantes son conocidos y la confianza se basa en la reputación. En PoA, los validadores son entidades de confianza y su identidad está vinculada a sus acciones, lo que reduce el riesgo de comportamiento malicioso. Aunque existe cierta centralización, PoA permite una red más eficiente con un mayor rendimiento de transacciones en comparación con PoW.

Prueba de Capacidad (Proof of Capacity - PoC)

La Prueba de Capacidad (Proof of Capacity - PoC) se basa en la capacidad de almacenamiento del validador. En lugar de depender de la potencia de cálculo o de los tokens apostados, los validadores almacenan posibles soluciones a un rompecabezas en sus discos duros. Cuanto más almacenamiento dedica un validador a esta tarea, mayor es la probabilidad de que encuentre la solución y reciba una recompensa. PoC incentiva a los validadores con gran capacidad de almacenamiento, lo que la convierte en una alternativa menos intensiva en energía que PoW.