Cómo funciona los consensos en blockchain

Dado que la blockchain es una red descentralizada, donde múltiples nodos participan en la validación y mantenimiento de la cadena de bloques, es esencial que haya un mecanismo que asegure que todos los nodos estén de acuerdo con la versión "verdadera" y actual de la cadena.

Básicamente, es una forma de que los miembros de una red lleguen a una resolución, aunque no guste a las minorías. De hecho, el consenso es una de las prioridades centrales de una blockchain porque, sin él, miles de nodos nunca podrán llegar a un acuerdo. Estos modelos existen para crear justicia e igualdad entre todos los participantes.

Sin embargo, no existe un único método para alcanzar el consenso dentro de un sistema. Más bien, existen numerosos algoritmos que utilizan diferentes plataformas blockchain. Obviamente, cada uno de ellos funciona de forma diferente y tiene sus propios defectos.

Conoce los diferentes algoritmos de consenso

Existen diferentes algoritmos de consenso utilizados en blockchain, cada uno con sus propias características y ventajas. Los más comunes son:

Prueba de trabajo

Este es uno de los primeros y más populares algoritmos de consenso introducidos en la Blockchain. Aquí, los nodos se llaman mineros que resuelven complejos problemas matemáticos utilizando la potencia de procesamiento de sus dispositivos para verificar los bloques.

Prueba de Trabajo (Proof of Work - PoW)

Este fue el algoritmo de consenso utilizado por la primera criptomoneda, Bitcoin. En PoW, los mineros compiten para resolver complejos problemas matemáticos para encontrar un valor nonce que cumpla con ciertos criterios de dificultad. El primer minero en encontrar el valor correcto puede agregar el siguiente bloque a la cadena y es recompensado por ello. La cadena más larga y con la mayor dificultad de trabajo se considera la versión válida y aceptada por la red.

Prueba de trabajo retardada

En este caso, algunos nodos notarios fusionan los datos de una plataforma blockchain a la otra y garantizan la solidez del hash. Las dos redes blockchain pueden utilizar PoS o PoW para alcanzar un consenso.

Proof-of-Stake. (Participar)

Proof of Stake le permite participar en el consenso en función de cuántas monedas apueste en la red. Si tienes más monedas, tus posibilidades de conseguir un bloque aumentan.

En lugar de utilizar el poder de cálculo para resolver problemas, PoS se basa en la idea de que los validadores (nodos) Cuanto más grande sea la apuesta, mayores serán las posibilidades de que un nodo sea seleccionado para forjar el siguiente bloque. La idea detrás de PoS es que aquellos que tienen una mayor participación en la criptomoneda tienen un mayor incentivo para proteger y asegurar la red.

Proof of Stake delegado

En este sistema, existe el concepto de delegados y testigos. Cada nodo es elegido por votación. Los testigos de la plataforma se encargan de validar las transacciones. Los delegados, por su parte, pueden cambiar la configuración del sistema. En cualquier caso, todos los nodos que participan en el consenso reciben un pago.

Proof of Stake alquilado

Con el Proof of Stake alquilado, los pequeños propietarios pueden participar en el consenso. En el antiguo Proof-of-Stake, al no tener la oportunidad de utilizar sus monedas en la red, se crea un entorno injusto. Por lo tanto, el LPoS ofrece condiciones más justas.

Prueba de Autoridad (Proof of Authority - PoA)

En PoA, solo un grupo limitado de nodos, generalmente considerados como autoridades de confianza, tiene el derecho exclusivo de crear nuevos bloques y validar transacciones. Estas autoridades son conocidas y se espera que actúen de manera honesta, ya que se pueden responsabilizar por sus acciones. PoA es más adecuado para blockchains privadas y consorcios donde se conoce la identidad de los validadores.

Prueba de Espacio (Proof of Space - PoSpace) y Prueba de Tiempo (Proof of Time - PoTime)

 Estos son algoritmos de consenso más nuevos que buscan mejorar la eficiencia energética en comparación con PoW. PoSpace se basa en la asignación de espacio de almacenamiento en el disco duro del nodo, mientras que PoTime mide el tiempo que el nodo ha estado activo en la red.

Velocidad del Proof of Stake

Proof of Stake Velocity proporciona un incentivo adicional para que los usuarios participen en la red. Pueden ganar más si mantienen una cartera activa. Esto significa que los usuarios que no son activos a menudo no reciben el pago adicional por validar un bloque.

Prueba del tiempo transcurrido

Todos los nodos deben esperar un tiempo determinado antes de poder participar en el consenso. El límite de tiempo se selecciona aleatoriamente. Por lo tanto, no se puede crear un bloque hasta que haya transcurrido el tiempo. No hay forma de evitar este problema, ya que el sistema comprueba si el nodo ha esperado o no.

Tolerancia práctica a fallos bizantinos

La tolerancia a fallos bizantina práctica elimina el problema del nodo comprometido. Así, antes de que un nodo pueda dañar la red, asume la posibilidad de fallo. En realidad, una vez que un nodo está comprometido, el sistema recibe información de otros nodos para excluirlo.

Tolerancia a fallos bizantina simplificada

Aquí, las transacciones se validan en un proceso por lotes. Para ello, el generador de bloques recopila todas las transacciones y las apila como corresponde, luego las combina en un bloque. 

Tolerancia a fallos bizantina delegada

En este caso, el líder de los nodos se denomina delegado y su poder es limitado. Si el líder intenta manipular la red, es sustituido por otro delegado. Además, otros nodos pueden estar en desacuerdo con el delegado y sustituir al líder en consecuencia.

Independientemente del algoritmo de consenso utilizado, el objetivo es garantizar que la mayoría de los nodos estén de acuerdo en la secuencia de bloques y que las transacciones sean válidas. Esto asegura la integridad y la inmutabilidad de la cadena de bloques, lo que es fundamental para la confianza y la seguridad de la red blockchain. Cada algoritmo tiene sus ventajas y desventajas, y la elección del algoritmo de consenso depende de los objetivos y requisitos específicos de la blockchain en cuestión.