¿Qué es un algoritmo de consenso y cómo funciona?

¿Qué es un algoritmo de consenso?

Un algoritmo de consenso es un mecanismo que garantiza que todos los participantes de una red estén de acuerdo (consenso) sobre el estado de la blockchain, sin necesidad de una autoridad central. Los algoritmos de consenso aseguran el correcto funcionamiento de una blockchain.

Una blockchain es una cadena de información en la que se registran transacciones. Cuando se producen nuevas transacciones, se añade un nuevo bloque a la cadena de bloques. Esto permite almacenar toda la información, la cual ya no se puede modificar posteriormente. El algoritmo de consenso de una blockchain determina cómo los nodos se ponen de acuerdo para añadir este nuevo bloque de forma fiable.

Gracias a los algoritmos de consenso, las blockchains funcionan y se mantienen seguras. Los algoritmos de consenso garantizan que todos los nodos de una red estén de acuerdo sobre el orden de las transacciones, evitando así el doble gasto o acciones fraudulentas.

Puntos clave

• Los algoritmos de consenso garantizan que todos los participantes de la blockchain estén de acuerdo.
• Los algoritmos de consenso previenen el doble gasto y el fraude estableciendo consenso sobre el orden de las transacciones.
• Existen diferentes tipos de algoritmos de consenso, cada uno con sus propias ventajas e inconvenientes.

¿Cómo funciona un algoritmo de consenso?

Los algoritmos de consenso funcionan mediante un proceso criptográfico en el que los nodos validan la validez de una transacción o un bloque de transacciones y deben ponerse de acuerdo sobre el orden en que estos nuevos bloques se añaden a la blockchain. El nodo que finalmente tiene permiso para añadir el bloque con la nueva información a la blockchain se denomina validador y recibe una recompensa en forma de criptomoneda. Este proceso suele estar automatizado y no requiere una autoridad central que supervise todo.

Los algoritmos de consenso garantizan que todos los nodos de una red blockchain estén de acuerdo sobre la validez de las transacciones. A través de métodos criptográficos, los nodos validan nuevas transacciones o bloques y votan para determinar qué bloque se añadirá a la cadena. El nodo que finalmente puede añadir un bloque (que puede considerarse el ganador) se denomina validador (en el caso de Proof of Stake) o minero (en el caso de Proof of Work). Este nodo recibe una recompensa en criptomonedas (en el caso de Bitcoin, una recompensa en bitcoins). Todo el proceso tiene lugar sin una autoridad central: la red se encarga por sí misma de la verificación y aprobación.

Explicamos el proceso de los algoritmos de consenso mediante un ejemplo del mundo de la Fórmula 1:

Imagine una carrera de Fórmula 1: varios pilotos corren por una pista con el objetivo de cruzar la línea de meta en primer lugar. Desde el inicio hasta la meta, no pueden hacer lo que quieran, ya que existen reglas estrictas de la FIA (la organización internacional del automovilismo) que garantizan que todo se desarrolle de manera justa y segura. Esto puede incluir el uso obligatorio de ciertos neumáticos o la prohibición de cortar la pista.

Durante la carrera, todo es supervisado por oficiales (similares a árbitros) y por sensores en los coches. De este modo, se verifica constantemente que los pilotos cumplan con las reglas. Si se infringe alguna norma, el piloto recibe una advertencia, una penalización de tiempo o incluso puede ser descalificado.

Una blockchain funciona con un mecanismo similar: el algoritmo de consenso. En lugar de pilotos, hay nodos que procesan todas las transacciones (la carrera) y las supervisan (¿se siguen las reglas?). Pero una gran diferencia es que no existe un árbitro central como la FIA: los nodos se supervisan entre sí. Se aseguran de que la blockchain funcione correctamente. Si un nodo infringe las reglas, por ejemplo, permitiendo el doble gasto, los demás nodos pueden ignorarlo o incluso sancionarlo.

Al final, el algoritmo permite a los participantes llegar a un consenso sobre qué transacciones son válidas. El proceso se asemeja a una carrera de Fórmula 1, pero está completamente descentralizado.

¿Cuáles son los diferentes tipos de algoritmos de consenso?

Existen diferentes tipos de algoritmos de consenso que permiten a la red de nodos de una blockchain llegar a un acuerdo. Cada mecanismo tiene sus propias reglas, ventajas y limitaciones.

Proof of Work (PoW)

Este es el algoritmo de consenso más antiguo y conocido, introducido por Bitcoin. Es famoso por su alto consumo energético, ya que los nodos deben resolver acertijos matemáticos, lo cual requiere mucha potencia informática. Proof of Work es muy seguro, pero presenta un problema de escalabilidad.

Blockchains que utilizan Proof of Work: Bitcoin y Litecoin

Proof of Stake (PoS)

Proof of Stake es un algoritmo de consenso en el que los participantes son seleccionados en función de la cantidad de tokens que ponen en juego, un proceso denominado staking. Es más eficiente energéticamente que Proof of Work, ya que no requiere gran potencia informática. En 2022, Ethereum cambió de Proof of Work a Proof of Stake para mejorar su eficiencia energética.

Blockchains que utilizan Proof of Stake: Ethereum, Cardano y Tezos

Delegated Proof of Stake (DPoS)

Delegated Proof of Stake es una variante de Proof of Stake diseñada para ser más rápida y eficiente. Utiliza un pequeño grupo de representantes elegidos para añadir nuevos bloques a la blockchain. Esto mejora la velocidad de la red, pero reduce la descentralización.

Blockchains que utilizan Delegated Proof of Stake: Tron

Proof of Authority (PoA)

En Proof of Authority, la red depende de “validadores”, un grupo selecto de participantes confiables que pueden añadir bloques a la blockchain. La red es rápida y eficiente, pero menos descentralizada que los sistemas PoW o PoS. PoA se utiliza a menudo en blockchains privadas.

Blockchains que utilizan Proof of Authority: VeChain

Proof of History (PoH)

Proof of History es un método de consenso relativamente nuevo e innovador, hecho famoso por la blockchain Solana. En lugar de llegar a consenso sobre el orden de las transacciones, PoH asigna una marca de tiempo criptográfica a cada transacción. Cada evento en la red recibe una marca de tiempo única antes de ser difundido en la red, lo que permite a los nodos saber en qué orden ocurrieron. Esto evita que los nodos tengan que votar. Así, estas blockchains pueden operar de manera extremadamente rápida y eficiente, con costos bajos.

Blockchains que utilizan Proof of History: Solana

Otros algoritmos de consenso

• Proof of Burn
• Proof of Capacity
• Proof of Participation
• Proof of Elapsed Time
• Delayed Proof of Work
• Effective Proof of Stake
• Pure Proof of Stake
• Bonded Proof of Stake
• Nominated Proof of Stake
• Proof of Stake Time
• Leased Proof of Stake
• Anonymous Proof of Stake
• Hybrid Proof of Stake
• Delegated Proof of Contribution
• Secure Proof of Stake
• Tresholded Proof of Stake
• Roll Delegated Proof of Stake
• Proof of Coverage
• Proof of Importance
• Delegated Proof of Broker
• Proof of Transfer
• Proof of Storage
• Proof of Activity

Reflexión final

Los algoritmos de consenso aseguran que las blockchains funcionen de manera fiable, segura y descentralizada, logrando consenso entre todos los nodos de la red sobre la validez y el orden de las transacciones. Sin necesidad de una autoridad central, las blockchains pueden seguir funcionando como redes transparentes donde el fraude se evita y el doble gasto se hace imposible. Cada algoritmo de consenso tiene sus propias características, ventajas y limitaciones, lo que los hace adecuados para distintos casos de uso en el mundo de las criptomonedas.