¿Cómo elegir el mejor algoritmo de consenso para blockchain?

Las cadenas de bloques tienen algunos componentes cruciales que generan diferencias significativas entre las distintas plataformas de cadenas de bloques. Estos componentes, como el tamaño de los bloques, los mecanismos de consenso y los validadores, otorgan propiedades únicas a sus respectivas cadenas de bloques, y cada una tiene sus fortalezas y debilidades. Tres de las principales plataformas de cadenas de bloques, Bitcoin, Ethereum y Neo, utilizan diferentes mecanismos de consenso para lograr un libro de contabilidad compartido. Exploremos los conceptos básicos de estos protocolos y veamos cuál debería utilizar.

¿Qué es un algoritmo de consenso?

Un mecanismo o algoritmo de consenso es uno de los aspectos clave de una cadena de bloques, ya que ayuda a lograr un libro de contabilidad compartido universal en tiempo real. Las cadenas de bloques públicas son libros de contabilidad compartidos que existen en millones de dispositivos en todo el mundo y se actualizan en tiempo real. Debido a la naturaleza descentralizada de una cadena de bloques, ninguna autoridad centralizada verifica y actualiza el libro de contabilidad con nuevas transacciones. Por lo tanto, los administradores de la red, los mineros, tienen que decidir entre ellos qué transacciones se agregarán a la cadena de bloques. Los mineros también tienen que asegurarse de que todos los demás mineros y usuarios también estén de acuerdo en agregar las transacciones en el mismo orden que ellos para tener un solo libro de contabilidad compartido. Esto da lugar al problema de lograr el consenso en una red descentralizada.

Un mecanismo de consenso es un protocolo que siguen todos los participantes de una red descentralizada para que todos puedan alcanzar un estado de registro compartido de manera justa. Por ejemplo, el mecanismo de consenso más utilizado, la Prueba de trabajo, ayuda a los mineros de Bitcoin a ponerse de acuerdo sobre un único registro empleando la potencia informática de los mineros. La Prueba de trabajo funciona con la regla de que una CPU equivale a un voto para los cambios administrativos en el protocolo de Bitcoin. La siguiente sección consta de un resumen de los principales mecanismos de consenso empleados por las distintas plataformas de blockchain.

Cómo elegir el mejor algoritmo de consenso

Como se mencionó anteriormente, el mejor algoritmo para lograr el consenso depende de algunos factores, como el caso de uso de una cadena de bloques en particular. En esta sección, resumimos los mecanismos de consenso más populares y sus fortalezas y debilidades.

• Prueba de trabajo : sin duda, el mecanismo de consenso más popular que emplean las cadenas de bloques como Bitcoin, Ethereum y Monero por su simplicidad y resistencia a una amplia variedad de ataques cibernéticos. La prueba de trabajo se basa en la potencia computacional de los mineros para resolver problemas criptográficos complejos para resolver los bloques que contienen datos transaccionales. Debido a su diseño simplista, es fácil de emplear y proporciona un alto grado de seguridad, ya que cualquier ataque exitoso a la red requeriría más del 50% de la tasa de hash de la red. Su mayor inconveniente sigue siendo el derroche de cálculos que provoca un gran consumo de electricidad en todo el mundo. Según algunas estimaciones, Bitcoin utiliza más de 32 TWh de electricidad al año, que es aproximadamente la misma cantidad de electricidad que utiliza todo el país de Dinamarca en un año. Cuando la cadena de bloques se congestiona, como sucedió en noviembre de 2017, una transacción promedio de Bitcoin puede utilizar hasta 250 kWh, que es suficiente electricidad para alimentar una casa promedio durante unos diez días.

• Casper o Proof of Stake : Proof of Stake es una alternativa mucho más ecológica al modelo Proof of Work, que consume mucha energía y por el que Ethereum apuesta fuerte. Proof of Stake se basa en un modelo probabilístico para seleccionar validadores, en el que la probabilidad de que un validador consiga resolver un bloque es directamente proporcional a la cantidad de Ether que ha puesto en stake para proteger la red. El Ether puesto en stake se conserva como garantía y puede ser confiscado si se detecta alguna irregularidad por parte del validador. El acertijo matemático subyacente es similar al empleado en Proof of Work. Sin embargo, la complejidad del problema se reduce significativamente. La plataforma Ethereum está trabajando activamente para cambiar su modelo actual de Proof of Work a un modelo híbrido de Proof of Stake, que se llama Casper.

• Tolerancia a fallos bizantinos delegados (dBFT) es un protocolo más específico empleado por Neo que ofrece una seguridad inigualable contra una división de la cadena. El dBFT ha evolucionado a partir de una solución a un antiguo problema matemático conocido como el problema de los generales bizantinos (BGP). En estos problemas, los generales tienen que atacar una ciudad de forma coordinada para que su asalto tenga éxito. Para tener éxito, deben acordar un momento para el ataque coordinado o la retirada. Sin embargo, algunos de los otros generales pueden ser traidores, por lo que tienen que planificar una rebelión de ese tipo. Es el mismo problema que se encuentra al intentar lograr un consenso en un libro de contabilidad distribuido. Este mecanismo de consenso es muy útil para aplicaciones en las que la cohesión de la cadena es de suma importancia, como en una plataforma de gestión de activos digitales que Neo está construyendo.