Eficiencia energética (en) en consenso de blockchain

Autor: Roger Morrison
Fecha De Creación: 28 Septiembre 2021
Fecha De Actualización: 21 Junio 2024
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Eficiencia energética (en) en consenso de blockchain - Tecnología
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La minería de criptomonedas y el algoritmo hash están utilizando enormes cantidades de energía, y la adopción a gran escala de la criptomoneda podría tener ramificaciones a gran escala en el medio ambiente.

Después de que el documento técnico de bitcoin se publicara por primera vez en 2008, la perspectiva de una moneda digital viable de repente parecía realista, si no inevitable, para un número creciente de personas. La economía global estaba en peligro, y los bancos centrales eran objeto de una gran ira populista. Estos factores han ayudado a impulsar el interés en Bitcoin como una moneda relativamente descentralizada, así como su tecnología subyacente de igual a igual (ahora conocida como "blockchain"). Pero el mecanismo de prueba de trabajo (PoW) que valida las transacciones en el libro de bitcoin viene con costos de consumo de energía que aumentan exponencialmente a medida que la red se expande. Los nuevos mecanismos de consenso de blockchain abordan este problema, entre los que se destacan la prueba de participación (PoS).


El objetivo de un mecanismo de consenso de blockchain, en términos generales, es proporcionar una validación sin confianza y tolerancia a fallas a una red de igual a igual. Así es en gran medida cómo Bitcoin ha logrado ganar un impulso tan significativo como una moneda. Al resolver problemas como el dilema de los generales bizantinos y el problema del doble gasto, el libro mayor de bitcoin puede operar efectivamente como una red sin un punto central de autoridad o falla. (¿Desea aprender los conceptos básicos de bitcoin? Consulte cómo funciona realmente el protocolo de Bitcoin).

Prueba de trabajo

El consenso de PoW en realidad es anterior a Bitcoin por al menos una década, pero nunca se utilizó ampliamente hasta después de que el documento técnico de Satoshi Nakamotos se hiciera público. El término "prueba de trabajo" fue acuñado en un documento publicado en 1999 por Markus Jakobsson y Ari Juels, y el concepto ya había existido de alguna forma limitada ya en 1993. En el contexto de bitcoin (y varias otras criptomonedas) PoW es no solo una forma de asegurar y validar una red de igual a igual, sino también un método por el cual ganar (o "minar") moneda. Cada minero en la cadena de bloques de bitcoin contribuye con potencia informática para resolver las ecuaciones que validan el libro mayor, y a su vez son recompensados ​​con criptomonedas al completar con éxito.


PoW ha sido muy efectivo para asegurar blockchains y probar, hasta cierto punto, la viabilidad de la moneda digital. Pero también es demostrablemente derrochador como algoritmo informático. Gran parte del poder de procesamiento que se dedica al consenso de PoW se desperdicia, ya que muchos de los hash generados no cumplen con los criterios requeridos para extraer / validar con éxito. Y cada vez que se logra un hash exitoso y se agrega un "bloque", la cadena de bloques PoW se vuelve más difícil (e ineficiente) para validar. El año 2017 en particular vio un aumento significativo en la actividad de la red bitcoin, y para junio del año siguiente, las estimaciones indicaron una tasa de consumo de energía anual combinada de aproximadamente 70 teravatios hora para bitcoin y Bitcoin Cash.

Prueba de estaca

La prueba de participación ha existido como un concepto desde al menos 2011, y fue adoptada gradualmente por criptomonedas como Peercoin y Blackcoin en los últimos años. Podría decirse que la adopción de PoS más notable se produjo en 2017 con la bifurcación dura Casper de la cadena de bloques Ethereum. En lugar de mineros, el protocolo PoS designa nodos que poseen un cierto umbral de riqueza en la cadena de bloques (generalmente dentro de su billetera central) como validadores de transacciones. Su "apuesta" se refiere a la cantidad que poseen que está bloqueada para la validación, así como a las marcas de tiempo de circulación que indican las edades de las transacciones. Aunque no sin sus propios problemas, el modelo de validación de PoS requiere significativamente menos consumo de energía (al menos a largo plazo) que PoW.

También hay una serie de variaciones notables del protocolo PoS, así como modelos similares que no necesariamente utilizan la participación como una forma de validación. Por ejemplo, la prueba de participación delegada (DPoS) y la tolerancia de falla bizantina delegada (DBFT) conducen elecciones comunitarias para otorgar poder de validación a los nodos de las partes interesadas. Los modelos de prueba de importancia (PoI) (como el de la cadena de bloques NEM o la controvertida criptomoneda Petromoneda) recompensan a los nodos por contribuciones positivas (como protocolos de pago especiales) a sus respectivas redes.

Si bien PoW y PoS comparten el objetivo común de la integridad de la red a través de alguna forma de validación colectiva, sus métodos de consenso difieren significativamente tanto en filosofía como en funcionalidad, lo que tiende a tener efectos divergentes en la comunidad blockchain en su conjunto. La diferencia clave entre los dos protocolos es que PoW dedica temporalmente la potencia informática para ayudar a proteger su red, mientras que PoS dedica temporalmente la riqueza (o participación) existente como herramienta de validación.

Pie de carbono

El impacto ambiental es una preocupación creciente que ilumina los riesgos potenciales significativos de la adopción de PoW. A medida que recientes estudios autorizados advierten abrumadoramente sobre aumentos anormales en la superficie de la Tierra y las temperaturas oceánicas, el aumento del nivel del mar y todo tipo de otros cambios alarmantes en los datos climáticos, la adopción generalizada de una criptomoneda basada en PoW (como bitcoin) probablemente evocaría profundos problemas sociales y sociales. ramificaciones políticas solo en virtud de su ineficiencia energética (por no hablar de varios otros factores, como la regulación financiera y el comercio mundial).

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Sin embargo, el potencial de blockchain en muchos sectores diferentes (incluyendo fintech y más allá) es demasiado profundo para ignorarlo. Hay aspectos de la tecnología que ofrecen transparencia y anonimato a los sistemas que van desde la banca hasta los medios y la comunicación. La naturaleza inherentemente inmutable de una cadena de bloques puede hacer que sea tan responsable ante el público como tolerante a fallas. Además, las aplicaciones descentralizadas (DApps) destacan la perspectiva de la tecnología blockchain como plataforma para el desarrollo, distribución e integración de software altamente democratizado. (La criptomoneda también es un semillero para los piratas informáticos. Obtenga más información sobre el aumento de las actividades de piratería junto con los precios de las criptomonedas).

Descentralización

El concepto de una red descentralizada o libro mayor ha llevado la tecnología blockchain a personas e instituciones de todo el mundo. Sin embargo, si PoW o PoS pueden permanecer puramente descentralizados a largo plazo está sujeto a debate. Con la evolución gradual de los validadores de bitcoin de CPU a GPU, y ahora a mineros ASIC especializados (sin mencionar en regiones mineras muy localizadas), el hardware PoW y la minería por extensión podrían haberse vuelto altamente centralizados. Y PoS (no controlado por las normas o restricciones impuestas por la comunidad) tiende a concentrar la riqueza y, por lo tanto, a centralizar el poder, por su propia naturaleza. Estos problemas combinados destacan el posible beneficio de un sistema híbrido PoW / PoS, así como el de modelos más nuevos como DPoS y PoI.

Otras innovaciones (como Bitcoin Lightning Network) están trabajando hacia soluciones que posiblemente puedan aliviar parte del consumo de energía en las cadenas de bloques PoW existentes. Pero si las redes PoW continúan creciendo, parece poco probable que mantengan un estándar de eficiencia energética a largo plazo comparable a los modelos de consenso más nuevos (PoS, PoI, etc.). Y cómo los gobiernos y los organismos reguladores abordan el creciente problema de la tecnología blockchain en su conjunto aún está por verse.