¿Qué es la prueba de trabajo? ¿Cómo funciona PoW?

El sistema Prueba de Trabajo, conocido como la columna vertebral del ecosistema de las criptomonedas, es una de las piedras angulares para garantizar la seguridad en el mundo digital. Entonces, ¿qué es la Prueba de Trabajo, este mecanismo complejo pero eficaz, y cómo funciona? ¿La prueba de trabajo, utilizada en una amplia gama de aplicaciones, desde minería hasta verificación de blockchain, es solo una capa de seguridad o mucho más? En este artículo nos sumergimos en las profundidades de este sistema que cambia la dinámica del mundo de las criptomonedas.

¿Qué significa prueba de trabajo?

Prueba de trabajo es un algoritmo de consenso utilizado en redes blockchain. Su objetivo principal es garantizar que las transacciones se realicen de forma segura y verificada y confirmar la precisión de los nuevos bloques agregados a la cadena de bloques. Entonces, ¿qué es PoW ? Al observar lo que significa PoW, esta pregunta se puede responder como Prueba de trabajo.

Este método, que ganó popularidad con Bitcoin , utiliza la potencia informática para garantizar la seguridad de las redes descentralizadas. Por otro lado, este algoritmo se remonta a mucho antes. Aunque este artículo es específico de blockchain, también abordaremos la historia de la prueba de trabajo en un momento.

Según cómo funciona la Prueba de trabajo, los participantes (mineros) de la red verifican un bloque resolviendo problemas matemáticos complejos . Este proceso se denomina » prueba de trabajo » porque requiere una intensa potencia computacional. Algunos también pueden llamar a esto «prueba de trabajo». Cuando los mineros completan con éxito esta transacción, la nueva cadena de bloques que contiene las transacciones se agrega a la cadena y obtienen una cierta cantidad de criptomonedas como recompensa. Quienes quieran obtener más información sobre este tema pueden echar un vistazo a nuestro artículo titulado «Qué es la minería de Bitcoin«.

Este sistema dificulta que los actores maliciosos ataquen la red porque se necesitan grandes cantidades de potencia y energía informática para que los ataques tengan éxito. Por lo tanto, PoW garantiza la seguridad y al mismo tiempo preserva la estructura descentralizada y transparente de la red. Sin embargo, también tiene desventajas como un alto consumo de energía y tiempo de procesamiento. Por este motivo, algunos proyectos están recurriendo a alternativas más respetuosas con el medio ambiente. Después de esta parte donde analizamos lo que significa PoW, veamos también el uso de este algoritmo antes de Bitcoin.

Prueba de trabajo antes de Bitcoin

La prueba de trabajo (PoW) era un concepto que existía antes de Bitcoin y se usaba específicamente para la seguridad de la red y la protección contra ataques de spam . Este sistema, introducido por primera vez a principios de la década de 1990 por los expertos en criptografía Cynthia Dwork y Moni Naor, fue diseñado para brindar soluciones a algunos problemas en los campos digitales.

Antes de Bitcoin, la Prueba de Trabajo se utilizaba como método de bloqueo de spam en los sistemas de correo electrónico . Este era su método de uso más conocido. En 1997, el algoritmo Hashcash desarrollado por Adam Back pasó a primer plano para este propósito. Hashcash requería que la computadora resolviera un problema matemático específico antes de enviar un correo electrónico. De esta manera, pretendía reducir los ataques de spam haciendo difícil y costoso el envío de grandes cantidades de correo electrónico.

Durante este período, el sistema Prueba de Trabajo se utilizó principalmente para disuadir comportamientos maliciosos . Su objetivo era aumentar el costo para los atacantes al requerir una cierta cantidad de potencia de procesamiento y tiempo para realizar una transacción. Sin embargo, con Bitcoin, este mecanismo encontró un área de uso mucho más amplia y se convirtió en un elemento básico que garantiza la seguridad de las transacciones financieras.

¿Cómo funciona la prueba de trabajo?

Prueba de trabajo (PoW) es un algoritmo que garantiza transacciones seguras y autenticadas en redes blockchain. El principio de funcionamiento de Prueba de trabajo se basa en ciertos fundamentos. En este sistema, los mineros de la red crean nuevos bloques resolviendo problemas matemáticos complejos . Se requiere una gran capacidad de procesamiento y tiempo para que los mineros resuelvan estos problemas, pero una vez que se encuentra la solución, la verificación se puede realizar fácilmente. El primer minero que encuentre la solución correcta gana una recompensa al agregar el bloque a la cadena de bloques. Por lo tanto, cada nuevo bloque queda interconectado, lo que hace casi imposible realizar cambios retroactivos dentro de la cadena.

El algoritmo PoW está diseñado para garantizar la seguridad en una estructura de red descentralizada. Este sistema, que requiere una gran potencia informática , dificulta que personas malintencionadas ataquen la red y hace que sea muy costoso tomar el control de la red. Sin embargo, la mayor crítica a este sistema es que provoca un gran consumo energético. Aún así, se utiliza como estructura de seguridad subyacente de muchas criptomonedas como Bitcoin y garantiza que las redes sean transparentes y confiables.

¿Cuál es la diferencia entre Prueba de Trabajo y Prueba de Participación?

La prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) son dos algoritmos diferentes que se utilizan para lograr consenso en las redes blockchain. Ambos tienen como objetivo garantizar la seguridad de la red y la precisión de las transacciones, pero sus principios de funcionamiento son bastante diferentes.

PoW requiere que los mineros resuelvan problemas matemáticos utilizando una intensa potencia informática para verificar las transacciones. Este proceso tiene un alto consumo y coste de energía. Por otro lado, en PoS, para verificar las transacciones se tiene en cuenta la cantidad de criptomonedas que tiene el usuario y el tiempo que lleva apostar estas criptomonedas, más que la potencia de cálculo. Esto hace que PoS sea más ventajoso en términos de eficiencia energética.

La siguiente tabla describe la diferencia entre Prueba de trabajo y Prueba de participación.

Si bien PoW se usa ampliamente en proyectos como Bitcoin, PoS ha comenzado a ser preferido en proyectos como Ethereum 2.0 porque es más eficiente energéticamente. La naturaleza respetuosa con el medio ambiente de PoS y su potencial para aumentar la velocidad de las transacciones lo convierten en un método que más proyectos utilizarán en el futuro.

Ejemplos de criptomonedas que trabajan con el algoritmo de prueba de trabajo

Algunas de las 10 principales criptomonedas basadas en la mayor capitalización de mercado que funcionan con el algoritmo PoW son las siguientes:

• Bitcoin (BTC): Bitcoin, la primera y más conocida criptomoneda basada en PoW, garantiza su seguridad mediante el algoritmo PoW. Al resolver problemas matemáticos complejos, los mineros agregan nuevos bloques a la cadena de bloques de Bitcoin y ganan Bitcoin como recompensa. El algoritmo PoW de Bitcoin es el factor clave que garantiza que la cadena de bloques sea confiable y resistente a los ataques.
• Dogecoin (DOGE): Es una criptomoneda que se creó como una broma en 2013 pero que ha ganado un gran apoyo de la comunidad y popularidad con el tiempo. Utilizando la infraestructura de Litecoin, Dogecoin trabaja con el algoritmo PoW y se destaca por sus transacciones rápidas y de bajo costo. Gracias a su cultura de Internet y al apoyo de las redes sociales, es uno de los proyectos más conocidos en la categoría de «monedas meme».
• Bitcoin Cash (BCH): Bitcoin Cash, que se creó bifurcando Bitcoin, también utiliza el algoritmo PoW. Si bien Bitcoin Cash tiene como objetivo resolver los problemas de escalabilidad de Bitcoin con bloques de mayor tamaño, garantiza su seguridad con el algoritmo PoW.
• Litecoin (LTC): Visto como una versión más rápida y liviana de Bitcoin, Litecoin funciona utilizando el algoritmo PoW. La minería de Litecoin proporciona una producción de bloques más rápida y ofrece tarifas de transacción más bajas que Bitcoin. Litecoin se destaca como otra implementación exitosa de PoW.
• Kaspa (KAS): Kaspa es una innovadora criptomoneda basada en PoW que tiene como objetivo acelerar el proceso de verificación de bloques en el mundo blockchain. La diferencia de Kaspa es que utiliza una estructura llamada blockDAG en lugar de blockchain. Esta estructura permite operaciones más rápidas y escalables. Al trabajar con el algoritmo PoW, Kaspa proporciona seguridad con la potencia informática de los mineros y ayuda a que la red permanezca descentralizada.
• Monero (XMR): Monero utiliza el algoritmo PoW como una criptomoneda centrada en la privacidad. Lo que hace a Monero diferente es que tiene métodos de cifrado avanzados que mantienen privados los detalles de las transacciones y las identidades de los usuarios. Los mineros obtienen recompensas utilizando PoW para verificar transacciones en la cadena de bloques Monero. Monero está diseñado para ser resistente a los equipos de minería ASIC, lo que permite a los mineros individuales participar en la red.
• Ethereum Classic (ETC): Ethereum Classic surgió como resultado de que Ethereum se dividió en dos con una bifurcación dura en 2016 y continúa usando el algoritmo PoW. Ethereum Classic se considera una preservación de la cadena de bloques original de Ethereum. Los mineros verifican bloques y aseguran la red mediante PoW. Con la introducción de Ethereum 2.0 al sistema PoS, Ethereum Classic ha surgido como una alternativa que mantiene el algoritmo PoW.
• Bitcoin SC (BSV): Bitcoin SV es una criptomoneda creada mediante la bifurcación de Bitcoin Cash y funciona con el algoritmo PoW. Bitcoin SV afirma estar más cerca de la visión original de Bitcoin y se centra en bloques de mayor tamaño. De esta manera, pretende soportar más transacciones. El sistema PoW también desempeña un papel importante en Bitcoin SV, donde los mineros protegen la red con una alta potencia informática.
• Conflux (CFX): Conflux es un proyecto de criptomonedas que utiliza el algoritmo PoW y tiene como objetivo aumentar la escalabilidad. Conflux utiliza una arquitectura innovadora llamada Tree-Graph, que permite confirmaciones de transacciones más rápidas y una mayor eficiencia en la cadena de bloques. Conflux, que garantiza la seguridad de la red gracias al mecanismo PoW, mantiene su descentralización con las contribuciones de los mineros y garantiza el buen funcionamiento de la red.
• Nervos Network (CKM): Nervos Network es una plataforma que tiene como objetivo construir un ecosistema blockchain de múltiples capas y utiliza el algoritmo PoW. La capa CKB (Common Knowledge Base) basada en PoW de Nervos utiliza la minería para garantizar la seguridad y la descentralización. Nervos Network tiene como objetivo proporcionar una estructura de red más escalable y compatible con el mecanismo PoW, permitiendo que futuras aplicaciones atraigan a una base de usuarios más amplia.

*Esta clasificación se creó en base a los datos recibidos de CoinMarketCap el 22.10.2024.

¿Qué pasará en el futuro de la prueba de trabajo?

Aunque la prueba de trabajo (PoW) constituye actualmente la base de importantes proyectos de criptomonedas como Bitcoin, continúan las discusiones sobre su futuro. Las mayores críticas a PoW provienen de su alto consumo de energía y sus efectos negativos sobre el medio ambiente. Por supuesto, no debemos olvidar las potentes piezas de hardware necesarias para que este algoritmo funcione. Las operaciones mineras requieren un uso significativo de electricidad, lo que convierte a PoW en un objetivo en las discusiones sobre crisis energéticas y cambio climático en todo el mundo. Por esta razón, algunos proyectos y comunidades criptográficas han comenzado a recurrir a alternativas más respetuosas con el medio ambiente.

En el futuro, se espera que el uso generalizado de PoW disminuya y sea reemplazado por algoritmos de consenso alternativos como la Prueba de participación (PoS), que son más eficientes energéticamente. Incluso grandes proyectos como Ethereum se han convertido en parte de esta transformación al pasar de PoW a PoS. Sin embargo, para proyectos puramente basados en PoW como Bitcoin, esta transición puede ser más difícil, ya que la comunidad de Bitcoin ve a PoW como el método más sólido en lo que respecta a seguridad y descentralización.

Sin embargo, parece poco probable que PoW desaparezca por completo en el futuro. Por supuesto, los desarrolladores seguirán buscando soluciones para reducir el consumo de energía. Métodos de minería más respetuosos con el medio ambiente y el uso de fuentes de energía renovables podrían hacer que el futuro de PoW sea sostenible. En resumen, el futuro de PoW estará determinado por la eficiencia energética y las tecnologías respetuosas con el medio ambiente, pero el uso de PoW puede verse limitado con la difusión de sistemas más eficientes como PoS.