Proof-of-Work (PoW) Vs. Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Work y Proof-of-Stake son los dos mecanismos de consenso más famosos en el mundo cripto. Las criptomonedas líderes dependen de ellos para mejorar el rendimiento y mantener la integridad de la red. En este artículo, desglosaremos cómo funcionan, destacando sus pros y contras.

¿Qué es Proof-of-Work (PoW)?

Proof-of-Work (PoW) es un mecanismo de consenso que permite a los mineros (verificadores) confirmar transacciones y agregarlas a nuevos bloques. Para hacer esto, resuelven tareas matemáticas complicadas y, a cambio, ganan recompensas por su esfuerzo. Este sistema ofrece una forma transparente y confiable para que toda la red esté de acuerdo con el estado de la blockchain y todas las transacciones, y se considera el más seguro. Para generar un bloque válido, los mineros pasan por billones de combinaciones numéricas.

¿Cómo funciona PoW?

El algoritmo de Proof-of-Work funciona de la siguiente manera: los mineros compiten para resolver acertijos criptográficos complejos más rápido. Su objetivo es encontrar el nonce correcto: un número único que haga que el hash del bloque cumpla con ciertas condiciones. Una vez que un minero lo resuelve, transmite el nuevo bloque al resto de la red. Si otros participantes lo validan, el bloque se convierte en parte de la cadena y el minero gana una recompensa.

Uno de los mayores avances de este enfoque fue resolver el problema del doble gasto, donde alguien podría intentar gastar la misma criptomoneda más de una vez. Los mineros en el sistema PoW deben demostrar que han puesto un esfuerzo real — tanto tiempo como poder de cómputo — para crear cada nuevo bloque. De ahí viene el nombre: es evidencia de que se hizo un trabajo genuino.

Ejemplos de monedas PoW

Algunas monedas operan bajo el mecanismo de consenso PoW. Para ver cómo funciona en la práctica, consulta la siguiente lista:

• Bitcoin (BTC): el pionero en adoptar Proof-of-Work, utilizando el algoritmo SHA-256. Al igual que todas las redes PoW, Bitcoin proporciona una seguridad robusta pero requiere un consumo masivo de energía. En términos de velocidad, los bloques aparecen cada 10 minutos o más lentamente durante los períodos de mayor actividad, lo que limita la velocidad de las transacciones. Aún así, Bitcoin sigue siendo el referente de la descentralización, ganándose su reputación como el "oro digital" del espacio cripto.

• Kaspa (KAS): una moneda PoW de próxima generación con el protocolo GHOSTDAG que utiliza el algoritmo kHeavyHash. Kaspa soporta el procesamiento paralelo de bloques y ofrece una velocidad increíble: docenas de bloques por segundo, mientras consume menos energía. Está optimizada para minería con GPU y se destaca por su enfoque tecnológico hacia la escalabilidad.

• Litecoin (LTC): a menudo se le llama la "plata" en relación con el "oro" de Bitcoin. Litecoin también funciona con PoW pero con el algoritmo Scrypt. Los bloques se generan cada 2,5 minutos, lo que significa transacciones más rápidas y baratas en comparación con BTC. Su estructura más ligera la convierte en una opción popular para pagos diarios.

• Dogecoin (DOGE): la primera meme coin que ganó tracción principal. Dogecoin funciona con el algoritmo Scrypt y produce bloques cada minuto en la red. Es más eficiente en términos de energía que BTC, y los mineros pueden unirse a pools, lo que facilita comenzar. Cada bloque da una recompensa fija de 10,000 DOGE, una de las razones por las que la moneda construyó una comunidad tan leal.

Ahora que hemos cubierto el modelo de consenso original y más probado, pasemos a su principal alternativa: Proof-of-Stake.

¿Qué es Proof-of-Stake (PoS)?

Proof-of-Stake (PoS) es un mecanismo de consenso alternativo y uno de los algoritmos más populares en criptomonedas, donde los validadores confirman transacciones y mantienen la estabilidad de la red sin necesidad de un poder de cómputo masivo.

El objetivo principal de PoS es proporcionar seguridad a la red con alta eficiencia energética. En lugar de una carrera competitiva para crear un bloque, como en PoW, los participantes de PoS confirman su interés en el funcionamiento justo de la red mediante staking—"congelando" una parte de sus tokens. Cualquier usuario con la cantidad mínima de monedas requeridas puede convertirse en validador o donar sus fondos al pool de staking.

Esto hace que la participación en el soporte de la red sea accesible para una amplia gama de usuarios y reduce significativamente la barrera de entrada, eliminando la necesidad de hardware costoso y electricidad barata, como ocurre en PoW.

¿Cómo funciona PoS?

PoS funciona mediante un proceso aleatorio basado en una combinación de factores, incluyendo la antigüedad del staking, la aleatorización y la riqueza del nodo (la cantidad de tokens apostados), para seleccionar al siguiente validador (equivalente a los mineros) en la blockchain. Según el concepto original de PoS, el control de la blockchain se distribuye entre los participantes proporcionalmente al número de monedas que poseen. Los usuarios se convierten en validadores bloqueando una cierta cantidad de criptomonedas en la red.

El proceso de crear nuevos bloques se llama forja, y la remuneración de los validadores se genera generalmente a partir de las tarifas de transacción. Los usuarios que desean participar en el proceso de forja deben colocar una cierta cantidad de tokens — staking de sus monedas — en la red. El tamaño del stake afecta la probabilidad de que un nodo sea seleccionado por el siguiente validador: cuanto mayor es el stake, mayor es la probabilidad. Cuando un nodo forja el siguiente bloque, los validadores verifican las transacciones y agregan nuevos bloques a la blockchain.

Para evitar que los nodos más ricos dominen el proceso de verificación, las redes PoS suelen emplear mecanismos adicionales como la selección aleatoria de bloques y la selección por antigüedad de las monedas. El algoritmo selecciona un staker mediante una lotería basada en la participación de cada staker en los fondos bloqueados totales. Por ejemplo, si un staker controla el 30% de todos los fondos apostados en una red determinada, tiene un 30% de probabilidad de minar el siguiente bloque.

Ejemplos de monedas PoS

Ahora sabes que algunas criptomonedas operan con Proof-of-Stake y también es importante señalar que una red puede adoptar PoS desde la etapa de desarrollo inicial o desde la venta inicial de tokens. En algunos casos, una blockchain inicialmente opera con el algoritmo Proof-of-Work y luego cambia a Proof-of-Stake, como fue el caso de Ethereum.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a algunas criptomonedas basadas en PoS:

• Ethereum (ETH): la blockchain inicialmente operaba con el algoritmo PoW (Ethash) pero enfrentó limitaciones serias en forma de altas tarifas y lentitud en el procesamiento de transferencias. Con la transición a Ethereum 2.0 y la introducción de Proof-of-Stake, la red se alejó de la minería a favor de la seguridad basada en validadores. Ahora, cualquier usuario puede convertirse en validador apostando 32 ETH. Con PoS, Ethereum ha reducido el consumo energético en más de un 99,95% y ha puesto las bases para futuras actualizaciones, incluido sharding, lo que aumenta enormemente la escalabilidad.

• Avalanche (AVAX): usa una variante propietaria de PoS dentro del protocolo Avalanche Consensus, que se caracteriza por su alta velocidad y procesamiento paralelo. Los validadores participan en la toma de decisiones mediante submuestreo local en lugar de global, lo que permite que el consenso se logre en menos de un segundo. Para participar en el staking, un validador debe apostar un mínimo de 2000 AVAX. Una diferencia importante es que los validadores no son seleccionados aleatoriamente, sino que participan en la validación de todos los bloques, lo que reduce la probabilidad de ataque y aumenta la tolerancia a fallos.

• Cardano (ADA): usa su algoritmo exclusivo Ouroboros, el primer mecanismo PoS formalmente verificado desarrollado con base en investigación científica. El sistema se estructura en épocas y slots, donde los validadores son seleccionados para producir bloques en momentos designados. Cualquier usuario puede delegar ADA en el pool de staking, recibiendo una parte de la recompensa. La participación no requiere fondos bloqueados en la blockchain; los stakers mantienen los tokens líquidos. Cardano enfatiza la descentralización sostenible, la amplia inclusividad y la seguridad matemáticamente sólida.

• Algorand (ALGO): implementa el modelo Pure Proof-of-Stake (PPoS), en el que la seguridad y el consenso se logran seleccionando aleatoriamente un comité de todos los poseedores de tokens ALGO. Incluso un saldo mínimo de billetera es suficiente para participar; el algoritmo PPoS no requiere bloquear fondos. Gracias a su algoritmo ligero, Algorand procesa transacciones en menos de 5 segundos y garantiza una finalización instantánea: los bloques no pueden deshacerse ni reescribirse.

Comparación Completa de PoW y PoS

Proof-of-Work y Proof-of-Stake son las dos principales formas de verificar transacciones de criptomonedas. La principal diferencia entre PoW y PoS es que Proof-of-Stake requiere que los participantes proporcionen criptomonedas como garantía para poder aprobar transacciones con éxito. Proof-of-Work requiere que los mineros resuelvan actualizaciones matemáticas complejas. Pero, ¿cuál funciona de manera más eficiente? Vamos a comparar los dos algoritmos con más detalle en base a criterios clave.

Consumo de Energía

PoW consume una gran cantidad de energía. Aunque este alto consumo energético asegura la seguridad de la blockchain, también ralentiza el proceso de verificación de transacciones y resulta costoso para los mineros. Por su parte, Proof-of-Stake fue desarrollado en respuesta al alto costo computacional de los protocolos PoW. Las redes PoS consumen significativamente menos energía, reduciendo el impacto ambiental típico de PoW. Mientras que la minería requiere hardware costoso que no todos los usuarios pueden permitirse, el staking solo implica bloquear una cierta cantidad de monedas en la red.

En cuanto a sostenibilidad, PoW tiene un impacto negativo en el medio ambiente. Cuantas más computadoras se requieran para mantener la red en funcionamiento, más energía se consume. PoW lleva al problema de los desechos electrónicos, por lo que PoS es una opción mejor y más "verde". Proof-of-Stake no requiere tanta energía ni hardware y software de alta tecnología.

Seguridad

PoW puede ser criticado por sus altas emisiones de carbono debido a la minería, pero ha demostrado ser un algoritmo confiable para asegurar redes blockchain. Al requerir que los mineros resuelvan problemas criptográficos complejos utilizando PoW, se hace mucho más difícil que validen bloques no válidos o gasten criptomonedas dos veces. Así, subvertir la autenticidad de la blockchain se reduce a una imposibilidad.

PoS, por otro lado, depende de los validadores que mantienen la seguridad e integridad de la blockchain mediante incentivos económicos. Si validan transacciones o bloques incorrectos, enfrentan lo que se conoce como “shearing” (castigo). Un defecto clave es que algunos sistemas eligen a los validadores con más dinero, lo que significa que en muchos casos Proof-of-Stake es probablemente menos democrático que PoW.

Escalabilidad

PoS promete una mayor escalabilidad y rendimiento que PoW porque las transacciones y los bloques pueden ser aprobados más rápidamente sin tener que resolver ecuaciones complejas. En teoría, esto significa que PoS puede ser más eficiente. Sin embargo, PoS es más nuevo y no ha sido probado a la escala de PoW.

Para mostrarte las diferencias entre los algoritmos más claramente, hemos preparado una tabla comparativa para ti:

Así que, después de leer este artículo, puedes tomar una decisión entre los dos algoritmos, dependiendo de tus objetivos específicos y las prioridades de la red blockchain. Si aún tienes alguna pregunta, ¡hazla en los comentarios!