Qué es la prueba de trabajo

Por más que lo escuchas, aún no tienes ni idea de lo que significa. No te preocupes, ¡para eso estamos! ¿Qué es la prueba de trabajo? Aquí te lo explicamos en términos sencillos.

La prueba de trabajo (PoW) es un algoritmo de consenso para redes de cadena de bloques y es el modelo de consenso subyacente de Bitcoin. Bitcoin es la criptodivisa pionera en el uso de la PoW.

A un alto nivel, la PoW depende de la conversión de energía eléctrica en “peso” digital en la cadena de bloques, lo que confiere un costo infalsificable a las cadenas de bloques de PoW como Bitcoin y, con ello, impulsa una estructura de incentivos que produce una red distribuida con tolerancia a fallas bizantinas (BFT).

El consenso de Nakamoto de Bitcoin

Lo mejor es entender la mecánica de la PoW desde la óptica del consenso de Nakamoto para Bitcoin, que es el ejemplo fundamental indiscutible de una implementación exitosa y sostenible de la PoW.

La PoW se basa en un problema matemático complejo que debe resolverse para un valor, por debajo de un umbral específico (nonce) que produce el siguiente bloque transmitido a la red. Los mineros de bloque, que producen el siguiente bloque, se seleccionan con un método tipo lotería que se corresponde directamente con la potencia de procesamiento (es decir, hash) que han aportado al proceso. En el white paper de Bitcoin, Satoshi Nakamoto explica lo siguiente:

“La prueba de trabajo también resuelve el problema de determinar la representación en la toma de decisiones por mayoría. Si la mayoría estuviera basada en un voto por dirección IP, cualquier persona capaz de asignar muchas IPs podría subvertirla. La prueba de trabajo está basada en un voto por CPU. La decisión de la mayoría está representada por la cadena más larga, en la que se ha invertido el mayor esfuerzo de prueba de trabajo. Si la mayoría de la potencia de cómputo está controlada por nodos honestos, la cadena honesta será la que crezca más rápido y superará a cualquier cadena que quiera competir”.

White paper de Satoshi Nakamoto

La cadena más larga presenta una mayor cantidad de trabajo, lo que significa una mayor cantidad de potencia (es decir, hashes), lo que permite identificarla fácilmente.

Hay dos participantes principales en el modelo de consenso de PoW: los mineros y los operadores de nodos completos.

Mineros

Los mineros conforman un mercado de participantes que compiten para resolver problemas con el objetivo de producir el siguiente bloque y transmitirlo a la red, lo que se produce cada 10 minutos. El minero ganador de cada ronda de 10 minutos recibe tanto la recompensa del bloque (actualmente 12,5 BTC) como las tarifas de transacción del bloque. Esto impulsa un sistema de incentivos para que los mineros propaguen los bloques con honestidad por dos razones principales.

En primer lugar, los mineros han invertido en costosos equipos de hardware para resolver el algoritmo de minado de Bitcoin tratando de aplicar la fuerza bruta a la solución en un cálculo constante, a expensas de un gran consumo energético.

Si los mineros intentasen subvertir malintencionadamente el proceso de minado y dañasen con ello la credibilidad de Bitcoin, su inversión en hardware sería aún más costosa, ya que el retorno de la inversión en BTC que reporta la recompensa del bloque valdría menos que antes, lo que nos lleva a la segunda razón.

Los mineros ganan sus recompensas de bloque directamente en BTC, no en efectivo. Por tanto, utilizan un recurso físico (la electricidad) para producir BTC, lo que promueve el costo infalsificable que sustenta todo el modelo de seguridad de Bitcoin. Además, la cadena de bloques adquiere una forma de valor en el mundo real, puesto que los mineros están dispuestos a convertir no solo una divisa fiduciaria (en forma de hardware), sino también un recurso real en la producción de BTC.

La emisión y la política monetaria de Bitcoin se vinculan posteriormente al proceso de minado, lo que hace que sea prácticamente imposible cambiarlas a medida que la potencia de hash de la red crece hasta las proporciones actuales. Los bitcoins de los mineros se distribuyen por el mercado al precio al contado de Bitcoin, puesto que los mineros tienen que vender parte de sus activos para obtener beneficios y pagar las facturas.

Operadores de nodos completos

La segunda entidad principal en la PoW son los operadores de nodos completos o los usuarios habituales que ejecutan nodos completos. Los nodos completos son clientes de software que ejecutan el software de Bitcoin y que validan y propagan automáticamente las transacciones y los bloques en la red.

Los operadores de nodos completos, que utilizan pruebas criptográficas y las reglas de consenso de Bitcoin, son el corazón de la red y los validadores definitivos del estado de la red. Los clientes de nodos completos también pueden ser clientes de minado. Los clientes rechazan bloques y transacciones no válidos en la red.

La PoW se ha criticado por tener un diseño que consume mucha energía y una baja capacidad de ejecución de transacciones on-chain, pero con algunas salvedades. Por ejemplo, la gran parte del minado de Bitcoin se lleva a cabo con fuentes de energía renovables y es complicado equilibrar los costos del consumo de energía con la generación de riqueza y el valor general de Bitcoin. En cualquier caso, la PoW es una significativa innovación en el diseño computacional y de teoría de juegos.

El modelo de PoW de Bitcoin es una medida de seguridad que es una confluencia de incentivos de la teoría de juegos, computación distribuida, consenso social, economía de mercado y pruebas criptográficas. Esta innovación permite que una cadena de bloques funcione con un consenso fiable, sostenible y distribuido, de lo cual la existencia desde hace más de una década del Bitcoin es prueba irrefutable.

El conocimiento es poder, así que, sigue aprendiendo. Si disfrutas familiarizándote con las cripto y la cadena de bloques, echa un vistazo a nuestro video de School of Block. Capa 2 de Ethereum.