O protocolo de Proba de Traballo (PoW ): recompensas a cambio de resolver «retos criptográficos»
O protocolo de Proba de Traballo (PoW ) establece que, para incluír un novo bloque con transaccións nunha cadea de bloques (blockchain), débese resolver un reto criptográfico mediante un proceso de proba e erro.
Os mineiros que participan na validación de redes blockchain que operan cun mecanismo de consenso PoW son os responsables de atopar a solución dos retos criptográficos. Para atopar esta solución, necesitan un ou varios ordenadores interconectados, o que lles proporciona a capacidade computacional para realizar numerosas operacións matemáticas ata chegar ao resultado correcto. O primeiro mineiro en resolver o reto criptográfico é quen valida o bloque de transaccións e, polo tanto, recibe a recompensa correspondente.
Este reto criptográfico baséase en atopar un parámetro, coñecido como «nonce», de tal xeito que, ao incluírse nun bloque determinado, o cálculo da súa función hash produza o resultado desexado. Esta función converte calquera dato, independentemente do seu tamaño, nunha cadea de caracteres de lonxitude fixa (números e letras), o que fai imposible inferir a partir destes caracteres sobre que datos se calculou. Polo tanto, só se pode atopar mediante proba e erro. O contido do bloque (as transaccións rexistradas nel) é o input, á que se lle engade sucesivamente un «nonce» diferente e a función hash calcúlase ata que se obtén o output que cumpra co reto establecido.
Cando se resolve o desafío, créase un bloque e engádese á blockchain, confirmando así as transaccións incluídas nel e xerando novas recompensas para os mineiros en forma de criptoactivos.
Deste xeito, o proceso funciona do seguinte xeito:
As transaccións transmítense a través dos diferentes nodos e almacénanse nunha memoria («mempool»).
- Cada mineiro agrupa varias destas transaccións nun bloque e comeza a calcular funcións hash neste bloque, cambiando o «nonce» ata que o resultado cumpra o desafío. O desafío é que o resultado conteña un certo número de ceros á esquerda, é dicir, que sexa menor que un número determinado.
- Os mineiros «compiten entre si» para resolver este desafío criptográfico no bloque que propuxeron e, polo tanto, validar o bloque.
- Cando un mineiro consiga resolver o desafío, compartirá esta solución co resto da rede para que os outros nodos a poidan validar, comprobando que cumpre os requisitos esixidos.
- Se o desafío criptográfico se resolve con éxito, verificando a validez das transaccións do bloque, o nodo recibe unha recompensa en forma de criptoactivo vinculado á cadea de bloques (blockchain) na que estea a traballar. Ademais, o mineiro tamén recibe comisións por transacción pagadas polos nodos que propoñen rexistrar transaccións na rede.
Vantaxes e desvantaxes do Protocolo de Proba de Traballo (Proof of Work ou PoW)
No lado das vantaxes, podemos atopar:
Descentralización: permite que calquera persoa participe na creación e validación de bloques na rede.
- Seguridade: é máis seguro debido á enorme cantidade de potencia computacional que se necesitaría para hackear a cadea de bloques (blockchain) e realizar un dobre gasto ou alterar a información contida nas transaccións. Cantos máis nodos validadores haxa nunha rede, máis segura será.
Por outra banda, presenta as seguintes desvantaxes:
Consumo de enerxía: como se detallou anteriormente, os mineiros deben «competir entre si» para resolver o reto criptográfico e así validar e crear novos bloques para obter recompensas. Para iso, os nodos funcionan continuamente, consumindo grandes cantidades de electricidade, o que se converteu nun problema ambiental e de sustentabilidade. Estímase que o consumo de enerxía anual asociado á rede Bitcoin é similar ao consumo de enerxía dun país como a Arxentina.
- Ataques do 51 %: os ataques do 51 % prodúcense cando un grupo de mineiros obtén o control do 51 % ou máis da capacidade de cálculo dunha rede. Isto podería darlles o poder de manipular a cadea de bloques (blockchain). Aínda que os ataques do 51 % son difíciles e custosos de levar a cabo, especialmente a medida que a rede se descentraliza ao engadir novos nodos, a posibilidade de que ocorran é unha preocupación importante.
- Lentitude nas transaccións: debido ao funcionamento do consenso, a creación e validación de bloques pode ser un proceso lento, o que pode atrasar a validación das transaccións nunha cadea de bloques (blockchain). Por exemplo, a rede Bitcoin valida un novo bloque aproximadamente cada 10 minutos (e, polo tanto, as transaccións non se validan nin se confirman durante ese intervalo), o que é significativamente máis lento que algúns sistemas de pago tradicionais coma as tarxetas de crédito ou as transferencias instantáneas.