Los Mecanismos de consenso en sistema Blockchain - Crypto Academy Season 5 Beginners course - Task 6: Different types of Consensus Mechanisms || por @lisimar

Los Mecanismos de consenso en el sistema Blockchain - Crypto Academy Season 4 Beginners course - Task 6 Different types of Consensus Mechanisms.png
Presentación creada por mi en Canva

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(1) What is the difference between PoW & PoS? Advantages & Disadvantages? Which one is better in scaling Capacity? Examples?

Bienhallados, amigos de la Crypto Academy, un gusto para mí poder aportar un granito de arena en esta área de conocimiento.

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¿Qué son los mecanismos de consenso de las blockchain?

En las tecnologías basadas en las estructuras de bloques de cadenas es necesario que exista una interconexión efectiva entre los distintos nodos y eslabones en la cadena que verifican y trasladan la información recibida, cerciorando que la data manejada no sufra alteraciones en ningún grado a lo largo del proceso, y que mantenga una sincronía con el libro mayor, el cual certifica y otorga seguridad final a las operaciones. Este proceso necesita de un consenso entre todos los nodos implicados en el traslado y salvaguarda de la información, ya que la información se mantiene descentralizada en miles de bloques autónomos entrelazados entre si, es preciso que todos los nudos lleguen a una misma lectura de la copia, es decir, que ningún nodo alcance a modificar la data originaria que cada nueva información sea procesada exitosamente por todos los bloques a un tiempo: a esto se le denomina como mecanismo de consenso.

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Estos mecanismos de consensos están dotados de protocolos de calculaciones, cuyos algoritmos son censados y examinados por "mineros", mediante la implementación de unidades "Hash" (unidades informáticas que transforman datos aleatorios de origen en cadenas de textos compactas), para comprobar y certificar los datos de una cadena (conllevando a grandes requerimientos de energía y recompensando con una cantidad de moneda final al usuario partícipe). Estos algoritmos son los conocidos PoW (prueba de trabajo).

En este sistema, los mecanismos de consenso, se aseguran, mediante complejos cálculos y guarismos matemáticos, que cada nuevo bloque que ingresa en la cadena matriz sean verificadas y confirmadas en cada operación que se formule por un usuario que otorga al sistema la herramienta informática en la cual se pueda desarrollar estos cálculos

(los cuales requieren de un tiempo y energía para llevarlos a cabo, y hardware en resolverlos, de acuerdo a su complejidad, que otorga la certeza de que no puedan ser vulnerados). Una vez realizado, el nodo comparte la información sustentada al resto de la cadena, que a su vez verifican y adoptan si estas son correctas, creando así un bloque válido.

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¿Cual es la diferencia entre PoW y PoS?

A diferencia de la Prueba de Fuerza, en donde el minero tiene que elaborar los algoritmos que validen el bloque destinado a la cadena, y recompensado con monedas por ello, en la Prueba de Participación no es preciso "minería" de transacciones, sino que almacena las transacciones legítimas, provistas de valor con respecto a la moneda, esto mediante "apuestas" de tokens depositados con fin del aseguramiento y validación de una determinada moneda; es decir que quienes tengan una determinada cantidad de monedas, apuestan una porción de ellas a un nodo que, bajo una elección al azar, alcanzan su validación con la consiguiente recompensa para el tenedor.

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En contrapartida con el PoW, en donde los ordenadores mantienen una competencia para ser quien primero logra descifrar exitosamente una bloque transaccional, en la Prueba de participación el proceso no requiere un gran gasto energético, ya que los ordenadores en lugar de competir, se aúnan en proporción a los activos conservados para su validación. Esto permite que se puedan destinar una cantidad de moneda con la finalidad que que un nodo pueda validarlas, en tanto estas monedas son bloqueadas, en tanto se confirma que la transacción es auténtica; si esta validación es correcta, se asegura que la información contenida en ese bloque es verídica por los verificadores, por ello se le otorgan al tenedor una recompensa en consecuencia, todo esto sin la forzosa apelación a la fuerza de un hardware.

Prueba de Trabajo (PoW)Prueba de Participación (PoS)
Grandes requerimientos de poder de los ordenadores son imprescindibles para realizar los algoritmos de cálculo en el menor tiempo posible y enhebrar los bloques exitosamente.Al requerir operaciones menos complejas, precisa un Hardware menos potente, permitiendo realizar las participaciones con ordenadores convencionales
El proceso de verificación confiere a la información trasladada de bloque a bloque inviolabilidad con respecto a posibles adulteraciones de información de las cadenas.La constatación no la remite el tenedor de la moneda dispuesta a verificar en la apuesta, cuyas monedas ya se están constituidas.
Para agregar eficazmente nuevos bloques a la cadena los distintos ordenadores compiten entre sí para solventar los algoritmos para completar su lectura exitosa, para así lograr la confirmación se su nuevo bloque por el resto de los nodos.La verificación de los bloques depende de la cantidad de monedas depositadas por el tenedor, por consiguiente, se unen grupos de tenedores minoritarios para configurar los nuevos bloques.
Demandan grandes consumos de energía ya que, para resolver los guarismos matemáticos en el menor tiempo posible, grandes ordenadores consumidores se necesitan para llevar a cabo las transacciones.El ahorro de energía es considerable, pues la ausencia de toda "mina" implicada en el proceso de validación del bloque, simplifica los requerimientos energéticos.
Le toma una cierta cantidad de tiempo a los servidores para procesar convenientemente las datas implicadas en el proceso de verificación del bloque a ingresar al núcleo de la cadena.El proceso de verificación es mucho mas rápido, y soporta operaciones de verificaciones simultáneas ,ya que no requiere grandes empleos de análisis de conjuntos matemáticos.

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¿Ventajas y desventajas?

Prueba de Fuerza (PoW)

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Ventajas
  • Permite el desarrollo de nuevas unidades monetarias, mientras se fortalece y verifica la admisibilidad de los bloques existentes, validando los consensos entre los diferentes nodos encadenados en la Blockchain.

  • Por resolver los algoritmos matemáticos, mismos que aseguran la transmisibilidad en las informaciones procesadas por los nodos y las redes de la cadena de bloque, se obtienen ganancias del criptoactivo verificado.

  • El consenso que se establecen entre los diferentes nodos descentralizados, favorece que si algún dato no concuerda con el resto de los nodos o se interrumpe la data transmitida en alguno de sus extremos, esta información no se altere en ningún grado, ya que la multiplicidad de bloques que contienen los signos, aseguran su permanencia en la cadena.

  • Para crear nuevos bloques y, ser recompensado con la criptomoneda así establecida, solo se requiere poseer el hardware y el procesamiento físico necesario para su "minado" efectivo.

  • La seguridad referente a la cadena esta asegurada, ya que para que un ataque pueda afectar al sistema, se debe contar con una tecnología que posea tal capacidad de procesamiento de información, cuyo costo de mantenimiento lo hagan impracticable y económicamente inviable.

Desventajas
  • Debido a el gran procesamiento de data conllevado en cada transacción, consume una enorme cantidad de energía, con el daño ambiental que ello representa.

  • Se hace inviable, por parte de ordenadores de capacidad discreta, poder accesar y resolver convenientemente los algoritmos matemáticos que autentifiquen la cadena de bloques. Lo que conlleva un acaparamiento, ya que los poseedores con mayor capacidad de procesamiento producirán la mayoría de los bloques.

  • El procesamiento exitoso de los guarismos, requiere una cantidad de tiempo considerable.

  • Está sujeto al riesgo de un posible ataque del 51%: Esto sucede cuando un grupo minero atacante puede controlar la mayoría de la capacidad de cálculo de la red, resultando en una manipulación en los cómputos, lo cual el ente manipulador podría detener nuevos enlaces criptográficos, así como crear un conflicto en el registro de los bloques verificados. También podría suceder el llamado doble gasto, ya que quien controla la red puede efectuar un gasto efectivo para después anularla, con lo cual la cadena restituiría la moneda gastada. Este ataque se llevaría a cabo en las criptomonedas con menor entrelazamiento de nodos, puesto que sistemas con menor complejidad en los algoritmos criptográficos son mas sensibles a un hackeo de la mayoría.

Prueba de Participación (PoS)

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Ventajas
  • Los procesos de transacción son mucho más rápidos, ya que demanda una cantidad disminuida de trabajo de procesamiento, para resolver la verificación de un bloque.

  • No requiere inversión en grandes equipos informáticos; con poseer una cantidad suficiente de monedas se es partícipe del proceso de verificación de las transacciones.

  • El procedimiento de validación del consenso es seleccionado aleatoriamente lo cual permite a cualquier tenedor (por más sencilla sea su Hardware) acceder a la recompensa de la criptomoneda, Aquí no hallamos la competencia entre nodos para descifrar el bloque nuevo que ingresará a la cadena, tal como sucede en el PoW.

  • Su misma naturaleza descentralizada permite que el valor de la moneda no sufra violentas alteraciones en su cotización.

  • Si algún tenedor quiere influenciar maliciosamente en la cadena, o modificar su contenido, es penalizado en consecuencia con una perdida de activos.

  • Estipula un gran ahorro de energía, en comparación a los dilapidadores procesos de la minería implicada en el PoW.

Desventajas
  • Como las recompensas van directamente determinadas a la cantidad de activos ostentados y al tiempo detentado en el proceso, los pequeños tenedores y los recién iniciados no alcanzarían aumentar progresivamente con rapidez sus activos.

  • Aquellos que tengan grandes montos de criptomonedas, van alcanzar la mayoría de validaciones exitosas, lo cual genera acaparamiento en manos de los que poseen mayor riqueza y recursos; con la centralización que supone almacenar las unidades de valor en pocos tenedores.

  • Su seguridad no es tan acertada como en el consenso de Prueba de Fuerza. Puede estar sujeto a una eventual manipulación maliciosa si alguien adquiere la mayoría del stock verifícable.

  • La liquidez es reduce a cantidades limitadas, ya que las creaciones de moneda nueva se encuentran sujetas a la cantidad de "stakes" bajo disposición transaccional. Estas recompensas crecen en menor medida que la creación que sucede en el proceso minero, de acuerdo a un inversión finita, sobre las cómputos procesales que ingresen en el nodo.

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¿Cuál es mejor en términos de capacidad de escalabilidad?

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Las "scaling capacity" son los factores de admisión que posee un mecanismo de consenso para examinar y procesar operaciones de transacciones verificables con mayor inmediatez.

Teniendo esto en cuenta, se infiere la optimización en los tiempos de procesamiento en las transacciones que otorga el consenso PoS, ya que las PoW requieren un tiempo de calculo (en analizar y recrear una cadena de lectura criptográfica entrelazada) alargadas, en comparativa a los procesos mucho mas inmediatos del PoS ( que solo se requiere confirmar la validez de la moneda dispuesta a la validación por los nodos), que permiten un trafico y comprobación de los bloques sin grandes esfuerzos de compilación analítica, sin dilatar las operaciones.

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¿Ejemplos de criptomonedas que utilicen PoW y PoS?

  • Bitcoin: La pionera en aplicar las tecnologías basadas en el "Hash Cash", le permitió crear una base de confianza en su sustentabilidad criptográfica, creando una base de seguridad en sus recursos, creando así nuevas existencias de BTC's. Cada transacción con su completa confirmación es llevada a cabo en 10 minutos.
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  • Ethereum 2.0: Una de las criptomonedas mas extendidas y con mayor valor de mercado, con su "merge" (ya que se fusionará con Beacon Chain), hace la transición hacia un modelo basado en los PoS, con lo cual se pondrá a la cabeza de las monedas que fungen bajo el sistema de participación.
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  • Cardano: Actualmente es la criptomoneda basada en sistema PoS que cuenta con la valoración de mercado mas alta en el mercado (su capitalización asciende a mas de 39 mil millones de dólares. su sistema opera bajo el computo analítico de la cantidad de criptomonedas disponible bajo una completa descentralización de sus procesos.
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  • Tezos: Por su sistema de automatización descentralizada supera los problemas de bifurcación referentes a las "Hard Fork" (actualización de protocolos del software), lo cual le permite una escalabilidad mayor con respecto a oras cadenas basadas en el PoS, que que aquí se pueden delegar los activos a otros tenedores sin riesgo de perdida de la tenencia del token.
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CC: @lisimar

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