Bitcoin en la mira: ¿cómo es su polémico núcleo que gestiona las transacciones?
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La característica más notable de Bitcoin es su descentralización. Esta criptomoneda opera de forma segura sin la participación de una autoridad central.
Una red distribuida de usuarios almacena y actualiza el libro mayor digital que registra las transacciones, llamado blockchain, en su propio hardware informático.
Sin embargo, esto plantea una pregunta importante: sin una autoridad central que actúe como árbitro final, ¿cómo garantiza Bitcoin que nadie manipule la cadena de bloques para sus propios fines?
La respuesta es la prueba de trabajo ("proof of work", en inglés), un mecanismo de consenso utilizado para confirmar que los participantes de la red, llamados mineros, calculan códigos alfanuméricos válidos, llamados hashes, para verificar las transacciones de Bitcoin y agregar el siguiente bloque a la cadena de bloques.
Lo hace obligando a que otros participantes en la red verifiquen que el minero al que se atribuye el cálculo del hash válido haya utilizado la cantidad requerida de potencia informática.
Cuantos más mineros trabajen para verificar las transacciones (y más rápido puedan generar hashes), mayor será la tasa de hash de una red.
¿Qué papel juega la prueba de trabajo en las criptomonedas?
La prueba de trabajo trata de crear un incentivo positivo para que las personas inviertan en los recursos necesarios para agregar bloques válidos a la cadena de bloques de una criptomoneda.
El desafío en una cadena de bloques como Bitcoin es mantener un registro de transacciones acordado sin tener una autoridad central.
La pregunta clave es cómo un grupo de pares de estatus similar puede acordar cuál de ellos debería estar autorizado para agregar al registro de transacciones común.
El proceso de cálculo de un hash se hace muy difícil desde el punto de vista computacional. Al obligar a los participantes a invertir cantidades significativas de dinero en recursos informáticos, el mecanismo de prueba de trabajo crea un desincentivo para intentar socavar la integridad de la cadena de bloques.
También reduce la posibilidad de que un solo Bitcoin se gaste simultáneamente más de una vez, lo que se conoce como doble gasto, lo que destruiría la confianza en la criptomoneda.
La prueba de trabajo es cómo los mineros (editores de bloques) demuestran al mundo que han realizado el trabajo necesario para crear un bloque de transacciones bien formado para agregar a la cadena de bloques.
Una prueba de trabajo competitiva por Bitcoin
Desde la perspectiva de los mineros, están convirtiendo la energía que ponen en la búsqueda de bloques válidos (para los que normalmente compran hardware especial de alto rendimiento) en dinero (en forma de recompensas que obtienen de las recompensas y las tarifas de transacción).
La minería de Bitcoin es esencialmente una competencia en la que los mineros compiten para ser los primeros en resolver acertijos criptográficos extremadamente complejos, lo que les permite agregar el siguiente bloque a la cadena de bloques y recibir el pago en forma de nuevos Bitcoins.
El minero ganador recibe la recompensa solo después de que los otros sistemas en la red, a través del protocolo de prueba de trabajo, verifiquen que la solución es correcta y válida.
Esto implica una gran cantidad de cálculos numéricos, ya que el equipo utilizado por los mineros tiene que pasar por muchas pruebas y errores antes de encontrar el hash correcto.
La prueba de trabajo utiliza un mecanismo de lotería: los mineros crean bloques de transacciones candidatos (incluida una recompensa para ellos mismos) que deben cumplir varias condiciones estrictas.
Luego prueban para ver si se cumplen estas condiciones. Casi todo el tiempo no se cumplen y el minero tiene que volver e intentarlo de nuevo.
La dificultad de la prueba de trabajo de Bitcoin
Debido a que la mayoría de los bloques candidatos no incluyen el hash correcto, se requiere tanto trabajo para verificar las transacciones de Bitcoin.
Y, de hecho, la dificultad de este proceso puede aumentar o disminuir, para garantizar que se produzcan nuevos bloques a intervalos regulares.
La dificultad de la lotería se ajusta periódicamente de modo que, si los bloques se producen demasiado rápido, se vuelve más difícil satisfacer las condiciones necesarias para producir un bloque válido y si los bloques se producen demasiado lentamente, se vuelve más fácil.
Las partes involucradas en la actualización de Bitcoin tienen un fuerte incentivo para agregar a su cadena de bloques porque la publicación de un bloque válido gana una recompensa de 6,25 Bitcoins, así como las tarifas asociadas con cualquiera de las transacciones incluidas en el bloque.
¿De dónde vino la prueba de trabajo?
Si bien la prueba de trabajo se asocia más con Bitcoin, sus fuentes se remontan a 2008, cuando una persona con el seudónimo Satoshi Nakamoto publicó el libro blanco de Bitcoin.
El concepto ha existido en el mundo de la informática desde al menos principios de la década de 1990, y se cree que el término "prueba de trabajo" apareció por primera vez en un artículo de los científicos informáticos Ari Juels y Markus Jakobsson en 1999.
En particular, Nakamoto imaginó la prueba de trabajo como un medio para garantizar que se vuelva exponencialmente difícil atacar el blockchain de Bitcoin a medida que se le agregan más bloques.
El concepto de utilizar el trabajo informático para disuadir los ataques se describió por primera vez en un artículo de 1993 escrito por Cynthia Dwork y Moni Naor, quienes buscaban un medio para desalentar el spam y las vulnerabilidades de denegación de servicio.
¿Qué criptomonedas usan prueba de trabajo?
Aparte de Bitcoin, casi todas las criptomonedas basadas en él o bifurcadas también usan prueba de trabajo. Éstos incluyen:
- Bitcoin Cash
- Litecoin
- Dogecoin
También hay una amplia variedad de otras criptomonedas que no se basan en Bitcoin y que actualmente usan prueba de trabajo, que incluyen:
- Monero
- Zcash
- Ravencoin
- DigiByte
Prueba de participación
Si bien la prueba de trabajo es popular, también se usa ampliamente otro mecanismo de consenso conocido como prueba de participación.
En lugar de verificar la cantidad de trabajo computacional realizado, la prueba de participación utiliza la cantidad de bloques de criptomonedas que los editores están dispuestos a depositar como seguro contra su mala conducta.
Conceptualmente, esto es bastante atractivo porque acorta el paso de tener que invertir en hardware de minería de alto rendimiento y también la energía relacionada con el uso de ese hardware.
Sin embargo, los defensores de la prueba de trabajo argumentan que la prueba de participación y otros mecanismos de consenso se prestan inevitablemente a alguna forma de centralización, precisamente lo que se diseñó para evitar la prueba de trabajo.
La prueba de participación está fundamentalmente centralizada.
No hay forma de saber cuál elegir en caso de conflicto.
Ventajas y desventajas de la prueba de trabajo
Esto lleva a considerar las ventajas y desventajas relativas de la prueba de trabajo en comparación con otros mecanismos, como la prueba de participación.
Lo que es más importante, la prueba de trabajo podría decirse que proporciona un mayor nivel de seguridad que otros medios de consenso, ya que Bitcoin ahora funciona durante más de una década sin interrupciones o compromisos significativos.
En cuanto a la seguridad, se ha demostrado que la prueba de trabajo funciona muy bien durante más de 10 años.
La prueba de trabajo brinda un nivel óptimo de seguridad y descentralización, pero tiene un costo sustancial: consume mucha energía.
Según algunas estimaciones, la prueba de trabajo lleva a que la cadena de bloques de Bitcoin use energía cada año equivalente al consumo de una nación del tamaño de Tailandia.
También produce una gran cantidad de desechos electrónicos en forma de unidades mineras que se descartan para modelos cada vez más potentes.
Para cualquiera que valore Bitcoin y crea que es una contribución importante a la evolución del dinero, tal consumo y desperdicio de energía es un precio justificable para pagar por el único mecanismo de consenso que realmente ha demostrado ser sólido a escala.
Por el contrario, para cualquiera que se mantenga escéptico con respecto a las criptomonedas, es básicamente un escándalo.