Bitcoin i Ether, les dues criptomonedes més famoses, utilitzen actualment l’algorisme de consens de prova de treball (PoW). No obstant això, Ethereum té un pla de transició a l’algorisme de la prova d’aposta (PoS). Aquest serà un canvi significatiu i la comunitat de criptografia està debatent amb entusiasme POW vs. POS, per exemple, que proporciona una major seguretat i que serà millor a la llarga.

“Per què és important l’algorisme de consens?”

Abans d’immergir-vos en el debat POW vs. PoS, és important entendre per què és important un algorisme de consens a la cadena de blocs. Les dues premisses centrals de blockchain són la descentralització i els registres immutables, i el mecanisme de consens els preveu.

La cadena de blocs és una xarxa descentralitzada, on els ordinadors de la xarxa, anomenats “nodes”, mantenen una base de dades distribuïda de manera compartida. Qualsevol persona pot unir-se a una cadena de blocs sense permisos i cada node té el registre complet de totes les transaccions d’una cadena de blocs. Efectivament, cada node és un llibre major de totes les transaccions, per tant, blockchain també s’anomena ‘tecnologia de llibre major distribuïda’ (DLT).

Les transaccions s’agrupen en registres de blocs, que també s’anomenen “blocs”. Els blocs s’enllacen mitjançant un programa de protocol predeterminat. L’única manera d’actualitzar una cadena de blocs és afegir un bloc nou, ja que no es pot modificar ni suprimir cap bloc existent. Qualsevol node pot afegir un bloc nou, sense la intervenció de cap autoritat centralitzada.

Com que cada node pot afegir un bloc nou, mantenir un ordre correcte de transaccions és important per a la integritat de les dades. Si un node pot afegir un bloc amb transaccions amb les quals la resta de la comunitat no està d’acord, la majoria no considerarà que el nou bloc sigui vàlid. Si el node que va afegir el nou bloc persisteix, creant blocs més nous a la part superior, mentre es continua ignorant els estàndards de la comunitat, la resta de la comunitat es veurà obligada a dividir la xarxa, de manera que puguin prendre l’estat de la xarxa abans de la disputa i continueu treballant amb això. Això requereix una “forquilla dura” i les ocurrències freqüents d’aquesta divisió no són bones per a l’estabilitat de la cadena de blocs. Cal prevenir un mecanisme de consens.

A més, un node maliciós pot superar la xarxa amb atacs de “denegació de servei distribuïda” (DDoS) i crear transaccions falses, per exemple ‘Doble despesa’. és a dir, gastar el mateix testimoni criptogràfic dues vegades. Cal un mecanisme de consens per validar cada transacció.

Tot i que hi ha diversos algorismes de consens, POW és el més comú i utilitzat per la majoria de cadenes de blocs públiques. Comparativament, PoS és nou.

“Què és l’algorisme POW?”

El concepte de l’algorisme POW va ser publicat per primera vegada per Cynthia Dwork i Moni Naor en un article de 1993, i el terme va ser encunyat per Markus Jakobsson el 1999. La xarxa Bitcoin, inventada per Satoshi Nakamoto, és la implementació més famosa de POW, i nosaltres ‘ En faré servir exemples per elaborar POW.

A la cadena de blocs de Bitcoin, les transaccions s’agrupen en un grup de memòria, anomenat ‘mempool’, i es crea un bloc cada 10 minuts. Per incloure’s al bloc següent, totes les transaccions del mempool han de ser verificades pels “miners”, és a dir, usuaris que verificen la transacció i utilitzen programari especialment dissenyat i maquinari per a usos especials per al seu treball..

El procés de verificació de transaccions, també anomenat “mineria”, requereix que els miners resolguin un trencaclosques criptogràfics. És un procés competitiu, ja que el miner amb èxit obté una fracció de la criptomoneda generada com a part de la transacció.

L’usuari de Bitcoin que va sol·licitar la transacció proporciona les dades de la transacció al miner, i aquesta és la part més fàcil. Tot i això, el miner també ha de conèixer el hash criptogràfic de l’últim bloc registrat. El hash de l’últim bloc registrat és la referència a aquest bloc i s’ha de fer referència quan es crea el nou bloc, per mantenir la santedat de la cadena. Aquesta és la part difícil.

Els miners no coneixen l’hash criptogràfic de l’últim bloc registrat i han de provar un número rere l’altre a gran velocitat per esbrinar-ho. No hi ha cap habilitat implicada en això, només cal una força bruta d’alta potència de càlcul. El miner que trenca aquest enorme trencaclosques matemàtics ho anuncia a la xarxa. La resta de miners poden veure l’evidència de l’enfonsament massiu del nombre, que és l’arrel del nom ‘prova de treball’. El miner amb èxit crea el nou bloc, on ara es registren les transaccions del mempool.

El trencaclosques criptogràfics és asimètric, és a dir, és moderadament difícil per als miners, però és molt fàcil veure l’evidència a la xarxa. Amb el pas del temps, el trencaclosques es torna una mica massa fàcil i el temps de generació de blocs tendeix a reduir-se a menys de 10 minuts. Per tant, el trencaclosques s’actualitza cada 14 dies i es fa més difícil. D’aquesta manera, el trencaclosques continua sent més complex i la potència de càlcul necessària per resoldre’l ha d’augmentar.

Organitzar un atac DDoS per capturar la majoria, és a dir, el 51% de la potència informàtica en una xarxa d’aquest tipus és prohibitiva. És probable que el pirata informàtic potencial gasti més diners dels que podria guanyar piratejant, com ara una xarxa. POW fa que la xarxa blockchain sigui molt segura.

Una seguretat tan elevada té un cost elevat, però. Per exemple:

Els requeriments energètics de la mineria de Bitcoin són tan alts que, quan acabi l’any 2018, tindran les operacions de mineria de Bitcoin a Islàndia consumit més energia que tot el consum energètic domèstic del país! La tensió ambiental resultant està donant una publicitat adversa a Bitcoin. Aquesta factura energètica tan elevada es paga amb moneda fiduciària, que tindrà un efecte dòmino d’incrementar el preu de Bitcoin
L’actualització contínua de subministraments energètics i de potència informàtica no és fàcil per als miners individuals i la mineria de Bitcoin es centralitza cada cop més amb operadors organitzats que funcionen amb plataformes mineres gegants, per obtenir una millor economia d’escala. Aquesta centralització indirecta va en contra de la premissa bàsica de la descentralització a la cadena de blocs.
El “criptojacking”, és a dir, els atacants cibernètics segrestant ordinadors d’usuaris que no confien en la mineria de criptografia, és esdevenir cada vegada més freqüent perquè els miners sense escrúpols utilitzen mitjans poc ètics per millorar les seves possibilitats d’èxit en un entorn de ‘retorn de la inversió’ (RoI) disminuït. El programari de parches i el sistema operatiu (SO) regularment poden ajudar a protegir-se contra el criptojacking.

“En què és diferent PoS?”

Una xarxa blockchain amb algorisme PoS té nodes específics amb responsabilitat de validació de transaccions. Aquests nodes aposten per les seves fitxes criptogràfiques i s’anomenen ‘jugadors’. Això implica “skin in the game”, a diferència de la xarxa Bitcoin, on els miners poden ni tan sols ser propietaris de Bitcoin, i molt menys apostar pels seus bitcoins per validar les transaccions.

Com més gran sigui l’import en joc i més llarga sigui la durada de l’aposta, més gran serà la probabilitat que un apòstol tingui més possibilitats de validació de la transacció. Totes les fitxes criptogràfiques ja s’han creat anteriorment, no hi ha cap moneda nova per a l’encunyació i la recompensa per a l’interès és la comissió de transacció. Com més gran sigui la reputació, més és el potencial d’ingressos per a l’aposta.

Com que no hi ha un puzle criptogràfic complex per resoldre, l’algorisme PoS requereix menys energia. El procés de validació de transaccions s’anomena ‘forja’ i, com que no cal que tots els nodes estiguin involucrats en el procés de validació, la xarxa té una major escalabilitat.

Eliminar la participació de tota la xarxa en el procés de validació de transaccions permet implementar una altra solució d’escala anomenada ‘sharding’. És un concepte extret de la gestió de bases de dades, on les parts horitzontals de la base de dades s’emmagatzemen en instàncies de servidor separades, millorant així l’eficiència. A blockchain, un grup de nodes mantindrà una part horitzontal de la cadena de blocs, tindrà el seu propi staker i donarà una millor escalabilitat a la xarxa.

Hi ha trampes de PoS i els experts formulen solucions. Per exemple:

Un jugador maliciós pot adquirir un nombre molt elevat de fitxes criptogràfiques, convertir-se en un apostador i dominar la resta de jugadors. Tanmateix, l’economia de mercat es protegeix d’aquests moviments, perquè aquesta gran compra sobtada augmentarà significativament el preu de la moneda, de manera que el pirata informàtic serà dissuadit.
Un staker pot fer-se canalla i validar les transaccions malicioses. L’equip del projecte Ethereum està treballant en el seu nou protocol ‘Casper’ com a part del seu pla de transició a PoS, i el nou protocol garantirà que aquestes apostes perdin les seves monedes i se’ls prohibeixi apostar en el futur..

POW vs. PoS: quin serà el propietari del futur?

Tot i que certament POW proporciona una seguretat millor descentralitzada a la xarxa de cadenes de blocs i s’ha provat àmpliament en molts projectes de criptomonedes, el cost energètic massiu i la tensió ambiental derivada de la mineria de monedes digitals que no estan avalades per cap actiu material atreuen una important cobertura negativa als mitjans. L’efecte d’aquesta preocupació ja és visible, per exemple, Xina ho és oficialment prohibició Mineria de Bitcoin.

Tot i que PoS és relativament nou, l’adopció ha començat a reprendre’s, per exemple, la coneguda criptocurrencyDASH ja l’utilitza. Si els votants de PoS poden assegurar a la comunitat criptogràfica més àmplia la capacitat de l’algorisme de protegir adequadament la xarxa, això pot inclinar l’escala al seu favor. Si el prestigiós projecte Ethereum demostra una transició amb èxit a PoS, això suposarà un gran impuls per a l’algorisme. Els propers mesos es dirà quin algorisme es convertirà en el portador de la norma.