¿Qué es Proof of Stake y cómo funciona?
¿Qué es Proof of Stake?
Proof of Stake (PoS) es un mecanismo de consenso utilizado por las blockchains para validar transacciones y añadir nuevos bloques mediante el uso de criptomonedas en participación (staking). Este proceso se denomina "staking" y es más eficiente energéticamente que Proof of Work (PoW), el mecanismo de consenso de Bitcoin. PoW consume mucha energía, ya que los ordenadores trabajan sin cesar para resolver complejas ecuaciones matemáticas. Con PoS, los usuarios pueden participar en el staking de criptomonedas a través de nodos en la red. Esto permite procesar transacciones sin la necesidad de equipos informáticos potentes. Cuantos más nodos haya, más descentralizada será la red (siempre que no pertenezcan al mismo individuo).
Puntos clave
- Proof of Stake (PoS) es un mecanismo de consenso eficiente energéticamente que valida bloques en función de la criptomoneda que se pone en participación (staking).
- PoS no requiere equipos informáticos de alto rendimiento, sino que emplea el staking para validar transacciones, añadir nuevos bloques a la blockchain y asegurar la red.
- Los pequeños usuarios pueden delegar sus tokens a validadores mediante pools de staking para recibir recompensas.
- Existen diversas variantes de PoS, como Delegated PoS, Bonded PoS, Pure PoS y modelos híbridos.
- Grandes blockchains como Ethereum, Cardano, Solana, Cosmos y Algorand emplean PoS o alguna de sus variantes.
- Las ventajas de PoS incluyen eficiencia energética, escalabilidad y accesibilidad.
¿Cómo funciona Proof of Stake?
Proof of Stake funciona mediante nodos y validadores. Un validador es un nodo que participa activamente en la validación de transacciones y la propuesta de nuevos bloques. No todos los nodos son validadores. También existen nodos que apoyan la red sin validar transacciones. Los validadores son seleccionados aleatoriamente en función de la cantidad de tokens que tienen en staking: cuantos más tokens se aporten, mayor será la probabilidad de validar un bloque. En principio, cualquier persona puede participar en el staking, aunque algunas blockchains exigen un mínimo de tokens para poder ser validador.
El proceso funciona así: un validador es elegido por otros nodos para añadir un bloque. Antes de hacerlo, debe validar y procesar todas las transacciones. Posteriormente, se puede crear un nuevo bloque que se añade a la blockchain. El validador es recompensado con nuevos tokens como agradecimiento por contribuir a la seguridad de la red y la verificación de las transacciones.
Seguridad del Proof of Stake
Los nodos desempeñan un papel crucial en la seguridad de la red. Verifican que los validadores realicen su trabajo correctamente y no intenten manipular la red. Si se sospecha que un validador actúa de forma maliciosa, se puede someter a votación. Si el 51 % de los nodos lo considera culpable, será eliminado de la red. Además, suelen imponerse sanciones adicionales. Estas varían según la blockchain, pero normalmente consisten en la pérdida total o parcial de los tokens en staking.
Por ello, un nodo con una participación alta tiene mayor probabilidad de validar un bloque, ya que está asumiendo más riesgo y, por tanto, tiene más incentivos para actuar de forma honesta. Algunos críticos sostienen que esto perjudica la descentralización de la red, ya que los validadores más grandes tienden a añadir más bloques y a obtener más recompensas. También tienen mayor influencia en las decisiones importantes del protocolo.
Staking para pequeños participantes
Para los pequeños participantes, establecer su propio nodo validador puede resultar difícil. La competencia con otros nodos de gran capacidad es alta y las probabilidades de validar un bloque son muy bajas. Además, se requieren conocimientos técnicos. Por ello, también existe la opción de delegar tokens a otros validadores.
En muchas blockchains es posible delegar tokens a validadores ya existentes mediante un pool de staking. Aunque se mantiene la propiedad de los tokens, al delegarlos se incrementa la participación del validador, aumentando sus probabilidades de validar bloques. A cambio, se recibe una parte de las recompensas que obtiene el validador.
No obstante, la delegación de tokens no está exenta de riesgos. En esencia, se están prestando los tokens a un validador. Si este resulta ser malicioso, puede ser sancionado por la red, y los tokens delegados podrían verse afectados.
Por ello, es fundamental realizar una investigación adecuada antes de delegar tokens. Algunos aspectos a considerar:
- Investigar la reputación del pool de staking dentro de la comunidad.
- Verificar el tiempo de actividad del validador (¿está siempre operativo?).
- Revisar si el validador ha cometido errores técnicos y ha sido sancionado en el pasado.
- Evaluar la comisión que paga el validador (una comisión alta no siempre indica mayor fiabilidad).
- Analizar el número de delegadores y el total de participación (un alto número puede ser indicativo de fiabilidad y descentralización).
¿Qué blockchains utilizan el algoritmo Proof of Stake?
Proof of Stake es un mecanismo de consenso muy popular por su eficiencia energética y escalabilidad en comparación con Proof of Work. Muchas blockchains importantes utilizan esta tecnología. A continuación, las principales criptomonedas que emplean Proof of Stake (PoS):
Ethereum
El ejemplo más conocido es Ethereum. En sus primeros años, utilizaba Proof of Work, pero posteriormente migró a Proof of Stake. Durante la conocida actualización Ethereum 2.0 (una serie de actualizaciones significativas), Ethereum adoptó Proof of Stake tras la actualización “The Merge” en 2022.
El motivo del cambio: problemas de escalabilidad, comisiones de transacción elevadas para los usuarios (hasta cientos de dólares) y baja velocidad de procesamiento.
Cardano
Cardano utiliza un algoritmo de consenso basado en Proof of Stake llamado Ouroboros. Charles Hoskinson y su equipo implementaron modificaciones para garantizar una mayor seguridad.
Solana
Solana combina Proof of Stake con un mecanismo de consenso propio llamado Proof of History (PoH). Es conocida por su gran velocidad, bajos costes y elevada escalabilidad.
Cosmos
Cosmos utiliza una variante llamada Tendermint PoS. Este es un mecanismo de consenso que combina el modelo PoS clásico con la Tolerancia a Fallos Bizantinos (BFT), proporcionando una solución al problema de los generales bizantinos. Este enfoque es conocido por su velocidad, seguridad y escalabilidad relativamente alta. Cosmos se centra en la interoperabilidad y actúa como un conector entre diferentes redes.
Algorand
Algorand emplea Pure Proof of Stake y selecciona validadores aleatoriamente, lo que fomenta la descentralización. Su red es rápida y puede procesar hasta 1.000 transacciones por segundo.
¿Qué otras formas de Proof of Stake existen?
Se han desarrollado numerosas variantes de Proof of Stake, cada una con sus propias características y ventajas. A continuación, las más conocidas:
Delegated Proof of Stake (DPoS)
En DPoS, la red elige mediante votación a un número limitado de validadores que pueden añadir bloques. Esto lo hace muy escalable. Los votantes reciben una parte de las recompensas obtenidas por los validadores. La desventaja es que este sistema tiende a estar más centralizado, ya que los mismos validadores retienen el poder.
Ejemplo: Tron
Bonded Proof of Stake
En este sistema, los tokens se bloquean durante un período determinado. A esto se le llama "bonding". Al participar mediante bonding, se ayuda a validar transacciones y se obtienen recompensas. Además, otorga derechos de voto sobre actualizaciones importantes. Cuantos más tokens se bloqueen, mayor será el poder de voto. El inconveniente es que no se pueden retirar fácilmente los tokens, lo que impide reaccionar ante caídas bruscas del mercado.
Ejemplo: Cosmos
Pure Proof of Stake
Este enfoque busca ser especialmente justo y descentralizado. Los validadores son seleccionados de forma aleatoria y anónima. Esto permite que cualquier persona tenga la posibilidad de validar transacciones y recibir recompensas. Sin embargo, cuanto más tokens posea un usuario, mayor es su probabilidad de verificar un bloque.
Ejemplo: Algorand
Nominated Proof of Stake (NPoS)
Polkadot utiliza NPoS, un sistema en el que los nominadores seleccionan validadores adecuados. Los nominadores asignan sus tokens en staking a un validador. Cuanto mayor sea el apoyo recibido, mayor será la probabilidad de que el validador valide un bloque.
Ejemplo: Polkadot
Effective Proof of Stake
En esta variante, los participantes más antiguos reciben mayores recompensas. Cuanto más tiempo se participe activamente, mayores serán los beneficios. Esto incentiva la permanencia a largo plazo.
Ejemplo: Harmony
Anonymous Proof of Stake
En este caso, la identidad de los stakers se mantiene en el anonimato. Combina la privacidad con PoS. Todo el proceso —desde la validación hasta la generación de bloques y el pago de recompensas— es anónimo.
Ejemplo: PIVX
Leased Proof of Stake
Este modelo permite a los usuarios prestar directamente sus tokens a validadores, lo que les permite participar y obtener recompensas de staking. Los validadores agrupan los tokens arrendados y los utilizan para añadir bloques. Lo particular de este sistema es que el validador puede establecer condiciones. A su vez, los usuarios pueden cambiar de validador si consideran que las condiciones no son razonables.
Ejemplo: Waves
Hybrid Proof of Stake
Hybrid PoS combina Proof of Stake con Proof of Work. La finalidad es aprovechar la seguridad de PoW junto con la escalabilidad de PoS. Frecuentemente se usa PoW para la creación de bloques y PoS para su validación.
Ejemplo: DASH
Secure Proof of Stake
Utilizado por Elrond, este sistema selecciona validadores en función de su reputación y participación. Cada staker recibe una puntuación que varía según su comportamiento. Esto aporta transparencia al proceso. Las malas prácticas reducen la puntuación y la probabilidad de ser elegido para validar. Cualquier intento de manipulación se penaliza con severidad.
Ejemplo: Elrond
Thresholded Proof of Stake
Este sistema, implementado por NEAR Protocol, solo distribuye recompensas cuando se alcanza un umbral. Dicho umbral depende de la actividad de la red y la cantidad de tokens en staking.
Ejemplo: NEAR
Ventajas y desventajas de Proof of Stake
| Ventajas de Proof of Stake | Desventajas de Proof of Stake |
|---|---|
| Eficiencia energética: PoS no requiere cálculos intensivos en energía. | Centralización: Los usuarios con muchos tokens tienen más influencia en la red. |
| Escalabilidad: Más transacciones por segundo gracias a una validación eficiente. | Períodos de bloqueo: Las monedas suelen estar bloqueadas durante el staking. |
| Accesibilidad: Participación posible sin hardware costoso mediante staking. | |
| Finalidad más rápida: Los bloques se confirman de forma definitiva rápidamente. | |
| Flexibilidad en el diseño: Posibilidades innovadoras como nominaciones o leasing. |
Proof of Stake vs Proof of Work
| Característica | Proof of Stake (PoS) | Proof of Work (PoW) |
|---|---|---|
| Proceso de validación | Los validadores se eligen en función del staking | Los mineros resuelven acertijos complejos |
| Consumo energético | Bajo | Alto |
| Requisitos de hardware | Un ordenador estándar o dispositivo móvil es suficiente | Se requiere hardware especializado de minería |
| Escalabilidad | Alta, especialmente con tecnologías como sharding | Escalabilidad limitada debido a procesos computacionalmente intensivos |
| Accesibilidad | Participación más accesible | Difícil participar debido a la experiencia y equipo costoso necesario |
| Seguridad | Depende de la implementación | Probada, pero vulnerable a ataques del 51% |
| Ejemplos | Ethereum, Cardano, Cosmos | Bitcoin, Dogecoin |
Reflexión final
Proof of Stake ofrece una alternativa eficiente y sostenible a los sistemas tradicionales de Proof of Work. Aunque existe el riesgo de centralización y los tokens pueden quedar bloqueados temporalmente, proporciona amplias oportunidades de participación y es accesible. Además, PoS es altamente escalable y puede procesar transacciones a gran velocidad. Gracias a sus múltiples variantes y aplicaciones, PoS se ha convertido en un pilar fundamental en el mundo de la tecnología blockchain.
