Proof-of-time vs proof-of-stake: cómo se comparan los dos algoritmos

Los algoritmos de consenso son procesos en los que los validadores (también conocidos como nodos o mineros) de una red blockchain se ponen de acuerdo sobre el estado actual de la red. Esto implica principalmente acordar si una transacción enviada por un validador es auténtica. Las transacciones fraudulentas o inexactas son rechazadas por la red, asumiendo que todos los validadores actúan de forma justa y sin intención maliciosa. Los validadores son recompensados con criptomonedas por presentar transacciones precisas y auténticas, mientras que los actores maliciosos son penalizados dependiendo del protocolo de consenso. 

Por ejemplo, en las redes de prueba de trabajo (PoW) como Bitcoin (BTC), los validadores tienen que gastar energía a través de un costoso hardware para validar las transacciones, y si tienen éxito, ganan nuevos tokens. Si actúan de forma maliciosa, no ganan nada y la pérdida proviene del desperdicio de energía utilizado en la presentación de la transacción fraudulenta o inexacta.

En la prueba de participación (PoS) los usuarios hacen staking de tokens y reciben tokens adicionales por presentar transacciones auténticas, mientras que pierden una parte por presentar transacciones erróneas.

En los protocolos de prueba de tiempo (PoT), el principio es el mismo: los validadores reciben tokens adicionales por presentar transacciones auténticas, pero pierden tokens por presentar transacciones inexactas o maliciosas.

Aunque PoS y PoT comparten algunas similitudes, son dos protocolos muy diferentes.

¿Qué es el proof-of-stake?

PoS es un algoritmo de consenso que funciona gracias a que los usuarios apuestan por sus tokens como garantía bloqueándolos en un contrato inteligente. El sistema funciona seleccionando un validador, también conocido como mineros o nodos, para procesar un bloque de transacciones. El validador tiene que validar las transacciones dentro del bloque para asegurarse de que no hay información inexacta en su interior.

A continuación, el validador envía el bloque a la cadena de bloques y, si el bloque ha sido validado correctamente, recibe tokens adicionales como recompensa. Si un validador se comporta de forma maliciosa o perezosa, normalmente enviando transacciones incorrectas o fraudulentas, pierde una parte de los tokens en staking

Los validadores que han apostado una mayor cantidad de fichas tienen más probabilidades de ser seleccionados para verificar las transacciones. Al apostar una mayor cantidad de tokens, el validador también obtiene recompensas adicionales, ya que suele ganar un porcentaje fijo basado en la red de blockchain. Por ejemplo, en Ethereum 2.0, los validadores ganan actualmente el 4,2% de sus tokens. Los validadores también tienen más probabilidades de ser seleccionados si han apostado sus tokens durante un periodo de tiempo más largo.

Convertirse en validador en el sistema PoS está abierto a todo el mundo, pero la barrera de entrada es alta debido a la popularidad del protocolo, con un gran número de nodos en las blockchains PoS. Cuantos más nodos tenga una red, mayor será la cantidad de tokens que un usuario tendrá que apostar para convertirse en validador.

Por ello, los staking pools, gestionados por los validadores, suelen ser utilizados por los usuarios medios de criptomonedas que quieren apostar sus tokens. En este sistema, un usuario deposita sus tokens en un pool y los tokens son apostados por los validadores en nombre del propietario del token. A cambio de esto, los usuarios suelen pagar una “comisión de pool”, que es un porcentaje de los tokens que ganan con el staking.

¿Qué es la prueba de tiempo?

Proof-of-time (PoT) es un algoritmo de consenso que utiliza un sistema de votación para elegir a los validadores de la red y se centra en el tiempo que un validador de la red ha estado activo dentro de la red, así como en su reputación. El protocolo fue desarrollado por Analog y se basa en el proof-of-stake delegado (dPoS), que es una versión modificada del PoS.

Proof-of-time se refiere a su libro de contabilidad como Timechain y funciona utilizando una puntuación de clasificación, una función de retardo verificable (VDF) y tokens apostados para determinar quién puede añadir una nueva transacción al libro de contabilidad. El sistema de clasificación funciona otorgando una puntuación a los validadores de la red en función de su antigüedad y su rendimiento anterior. Los validadores reciben una mayor puntuación por ser dignos de confianza y por llevar más tiempo activos en la red. Al apostar una mayor cantidad de fichas, es más probable que se seleccione a un validador.

PoT es similar a dPoS, ya que los usuarios de la red votan para decidir qué delegados pueden validar el siguiente bloque. Sin embargo, hay algunas diferencias en el proceso de votación, ya que el PoT tiene varias etapas de votación. Durante la primera etapa de votación, los validadores, conocidos como electores de tiempo, envían un bloque que contiene datos que incluyen transacciones que se añadirán a la Timechain. Si el bloque es aceptado, se valida y se procesan todas las transacciones del bloque.

Los electores de tiempo se eligen a través de un proceso de selección que tiene en cuenta la puntuación del ranking de los electores y el número de tokens apostados. El proceso utiliza esta información, así como el VDF, para seleccionar aleatoriamente un elector de tiempo, y sólo se puede elegir uno a la vez.

Los electores de tiempo también ejecutan un VDF para determinar si han sido elegidos para añadir un nuevo bloque a la Timechain. Si han sido seleccionados, validan el bloque, generan una prueba VDF y envían ambos datos al resto de nodos de la Timechain.

Durante la segunda etapa, el bloque y la prueba VDF se envían a otros 1.000 electores de tiempo para que los comprueben dos veces antes de añadirlos a la Timechain. Si la mayoría de los electores de tiempo están de acuerdo en aceptar la transacción, ésta se añade a la Timechain.

Comparación de los dos protocolos de consenso

PoS y PoT comparten algunas similitudes. En primer lugar, ambos requieren que los validadores apuesten tokens como garantía al verificar las transacciones, y una apuesta más alta aumenta las posibilidades de ser seleccionado. La principal diferencia es el sistema de clasificación y votación utilizado por PoT, seguido de una verificación adicional por parte de 1.000 validadores antes de que la transacción se envíe al libro mayor.

PoS es la opción más popular y conocida, siendo utilizada por Solana, Polkadot, Cardano y Ethereum 2.0. En cuanto a las ventajas, ambos sistemas requieren que los usuarios apuesten por los tokens en lugar de gastar energía, lo que los convierte en alternativas energéticamente eficientes al proof-of-work (PoW). Esto también puede funcionar como una desventaja, ya que actores maliciosos con acceso a un gran número de fondos pueden, en teoría, tomar el control de la red.

Sin embargo, este es un escenario poco probable. Para iniciar un ataque del 51%, por ejemplo, un actor malicioso necesitaría poseer el 51% de los tokens dentro de la red, lo cual es muy improbable y extremadamente arriesgado para el atacante, especialmente con las blockchains más populares como Ethereum y Cardano. El PoT también añade una capa de seguridad al requerir que cada transacción sea verificada dos veces por mil validadores, de los cuales dos tercios tienen que estar de acuerdo en si la transacción debe ser añadida al libro de contabilidad.

Cada red blockchain tiene requisitos particulares adaptados a las necesidades de la red. Muchas blockchains se ciñen a PoW y PoS para sus necesidades, mientras que algoritmos adicionales como PoT, dPoS y proof-of-history (utilizado por Polkadot en combinación con PoS) atienden a las necesidades a las que se enfrentan sus redes de blockchain.

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