Casi no hay componentes de blockchain que sean más importantes que los algoritmos y protocolos. Una frase más definitiva para ambos sería 'son los motores de blockchain'. Cuando Bitcoin se presentó al mundo en 2009, términos como protocolo de consenso se volvieron más comunes para el público. Es la única forma en que los sistemas descentralizados pueden ponerse de acuerdo para ejecutar un proceso.
Definición de términos clave
Lo primero es lo primero, ¿qué es un algoritmo? ¿Qué es un protocolo? Un algoritmo se refiere a un conjunto de reglas o procesos que deben seguirse durante un proceso de resolución de problemas como los cálculos. Son principalmente aplicables en, pero no limitados a, computadoras.
Un protocolo, por otro lado, es el procedimiento establecido o el sistema de reglas que rigen la implementación de algo. A su vez, un protocolo de consenso está destinado a gobernar lo que debe contener una cadena de bloques en un momento dado. Lo más importante de lo que se determina es si un bloque que se agrega es el acordado por todos los nodos de la red. Los términos protocolo de consenso y algoritmo de consenso se pueden usar indistintamente.
El Protocolo de Consenso/Algoritmo de Consenso
Como se ha establecido, un protocolo de consenso juega un papel clave para determinar qué bloques se agregan a una cadena de bloques. Es esta determinación a través de acuerdos por todos los nodos en la red blockchain lo que se conoce como la red que verifica una transacción.
El proceso es indispensable para blockchain, que funciona como un sistema de libros de contabilidad descentralizados. También es lo que asegura la integridad de la cadena de bloques, lo que dificulta que un actor haga trampa o piratee el sistema. Uno debe vencer la regla de ataque del 51% para poder cambiar un bloque y engañar al sistema. Eso es muy improbable, especialmente para cualquier red de cadena de bloques importante, ya que uno tiene que controlar miles de nodos de computadora a la vez. Sin embargo, no es un imposible.
Los principales tipos de protocolos de consenso
Sin embargo, no existe un protocolo de consenso uniforme. El espacio en sí ha logrado enormes innovaciones y cambios a lo largo de los años. Cada nuevo protocolo de consenso le da a la cadena de bloques sus características y, en ocasiones, una ventaja sobre los sistemas de cadenas de bloques anteriores. La clave entre los bordes es cómo la cadena de bloques resuelve la vulnerabilidad de ataque del 51% o cómo mejorar la velocidad de las transacciones. A continuación se presentan los dos tipos principales de protocolos de consenso.
Prueba de Trabajo
El protocolo de consenso de prueba de trabajo fue el primero que se utilizó en blockchain, habiendo estado en las primeras blockchains como Bitcoin y Litecoin. El protocolo funciona para validar transacciones mediante el cálculo de valores hash.
Para calcular un valor hash, un minero tiene que resolver un complicado rompecabezas criptográfico. Un cierto número de ceros finales que se encuentran en el valor hash es a lo que apunta el proceso. El número que genera el valor hash con el número especificado de ceros finales en la función hash se denomina nonce.
El protocolo de consenso está diseñado para libros de contabilidad públicos sin permiso. Para llegar a un consenso, se utiliza la potencia computacional de los nodos del sistema para resolver un rompecabezas criptográfico y generar los hashes.
Los bloques se organizan linealmente, cada uno de los cuales representa un grupo de transacciones. Cada transacción en el bloque se valida y firma digitalmente utilizando las claves públicas y privadas de cada usuario.
Inconveniente
PoW es muy exigente en lo que respecta al poder. El proceso de minería de Bitcoin, por ejemplo, consume más energía que la República Argentina. En comparación, otros protocolos más nuevos consumen menos energía.
Prueba de participación
El protocolo de prueba de participación también se encuentra entre los más antiguos utilizados en blockchain. Ethereum, que es la segunda cadena de bloques más grande, marcó el surgimiento de los mejores jugadores que optaron por el protocolo.
A diferencia de la prueba de trabajo, los mineros no generan hashes. Para validar una transacción, a cada minero se le asigna un bloque. A su vez, tienen que reservar una parte particular de sus tenencias de criptomonedas para comenzar a validar. El proceso se conoce como participación, de ahí el nombre de prueba de participación. Al validar con éxito una transacción, el minero recibe la criptomoneda que había apostado previamente, así como las tarifas de transacción.
Los mineros que realizan la validación se seleccionan según su participación económica dentro de la red blockchain. Al hacerlo, el protocolo puede descentralizar los centros de minería y brindar una oportunidad de participación a todos los participantes en la cadena de bloques. Se limita el consumo excesivo de electricidad.
Inconveniente
PoS aumenta las vulnerabilidades de seguridad. Un atacante necesita controlar un poco más del 50 % de todos los nodos en comparación con el 51 % en PoW. También existe la posibilidad de un ataque de soborno. Un atacante puede revertir la transacción de una víctima y luego sobornar a los atacantes para validar la transacción.
Otros Usos de Algoritmos y Protocolos en Blockchain
Si bien los protocolos de consenso son la aplicación principal de protocolos y algoritmos en una cadena de bloques, existen otros casos de uso. La primera es cuando se realizan operaciones. Los algoritmos de comercio criptográfico ejecutan órdenes comerciales utilizando instrucciones comerciales automatizadas. Las instrucciones están preprogramadas y diseñadas para tener en cuenta variables importantes como el tiempo, el volumen comercial y los precios.
El otro uso de los algoritmos es en forma de contratos inteligentes. Son contratos autoejecutables entre dos partes y se escriben directamente en el código del programa. Son indispensables en el espacio de Finanzas Descentralizadas, que resulta ser el espacio más vibrante en blockchain actualmente. Es responsable de la creación de tokens y sus innovaciones radicales, como los tokens no fungibles (NFT).
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Los algoritmos y protocolos son quizás el aspecto más importante de las criptomonedas. Forman la columna vertebral de las operaciones más básicas de blockchain.
A través de protocolos de consenso, los algoritmos y los protocolos determinan cómo la gran red de nodos descentralizados valida las transacciones. Mejoran la seguridad de la propia cadena de bloques y la hacen a prueba de manipulaciones. Los dos principales protocolos de consenso, la Prueba de trabajo y la Prueba de participación están bien explicados. Existen muchos más, como la Prueba de espacio, la Prueba de tiempo transcurrido, etc.
Los algoritmos comerciales y los contratos inteligentes representan las otras formas en que los algoritmos son vitales para las cadenas de bloques. Dicho conocimiento es crucial para cualquier persona interesada en la tecnología Blockchain.
Fuente: https://crypto.news/algorithms-and-protocols-as-used-in-blockchain/