El Bitcoin se creó con el modelo de PoW o prueba de trabajo que se utiliza para su consenso. Sin embargo, desde entonces se han desarrollado otros modelos de consenso muy interesantes. Esto ha dado lugar a discusiones dentro de la comunidad de criptomonedas sobre qué modelo de consenso es el mejor.
Como es habitual, cada uno tiene sus propios puntos fuertes y débiles, y la elección del modelo de consenso debe incluir consideraciones sobre la aplicación y el tipo de red, así como las necesidades de seguridad, descentralización y escalabilidad.
Un modelo de consenso que está consiguiendo mucha popularidad es el modelo de DPoS o Delegated Proof of Stake (Prueba de Participación Delegada), que fue desarrollado por Dan Larimer en 2014 como mecanismo de consenso de Bitshares. Desde entonces ha sido utilizado por otras plataformas en diferentes implementaciones. El modelo DPoS es un modelo de consenso democrático que tiene algunos cambios notables respecto al método Proof of Stake que afectan principalmente a su descentralización y escalabilidad.
Cómo funciona el Delegated Proof of Stake
Como es razonable, DPoS utiliza staking de los usuarios para validar la blockchain y resolver los problemas de consenso en un modelo diseñado democráticamente. En DPoS cualquier parte interesada (los usuarios que han stakeado sus tokens), incluso los que tienen la menor cantidad de tokens, pueden emitir un voto en un proceso de elección que elige a los productores de bloques para la red.
La intención de DPoS era tener una forma más eficiente de consenso que el PoS tradicional. Además, de esta manera las redes DPoS pueden optimizar la escalabilidad de la red, y puede confirmar las transacciones de la red en segundos, lo que la convierte en la solución más escalable disponible actualmente.
La base del modelo es un proceso de votación en tiempo real que alcanza el consenso, así como la reputación en la selección de los nodos productores (también llamados testigos o witnesses). En este modelo el poder está siempre en manos de los interesados, y tienen la capacidad de añadir y eliminar testigos en función de su reputación. Los testigos, o productores de bloques, se encargan de validar y publicar los bloques para garantizar que no se produzca un doble gasto.
El DPoS se diseñó específicamente para fomentar la participación de nodos 100% honestos. La cadena más larga tiene que ser la aprobada por la mayor mayoría. Esto significa que en un caso en el que los nodos estén coludidos y actúen de forma maliciosa (no es muy probable), los interesados se darían cuenta de que la validación del bloque no era del 100%.
En tales casos, votarían para eliminar el conjunto actual de testigos. Y, con el tiempo, una cadena minoritaria con un 100% de participación de nodos honestos superará a todas las cadenas con una participación inferior al 100%. El proceso de votación de aprobación también garantiza que incluso alguien con el 50% del poder de voto activo no pueda seleccionar a un único productor por sí mismo.
Este diseño que permite que los testigos sean eliminados a voluntad por los interesados es una característica de seguridad clave del método DPoS. Significa que los testigos no tienen ningún poder real en la red, porque la elección de los testigos está controlada por las partes interesadas. Los interesados pueden incluso delegar sus votos en otras personas en un proceso conocido como voto por delegación. Este sistema da a los interesados mucho más control sobre la red, y también sirve para crear una red más flexible.
Alcanzar el consenso en DPoS se reduce a 4 pasos básicos:
- Los productores de bloques (testigos) son elegidos por las partes interesadas
- Los testigos entran en una rotación de ronda que tiene un número de bloques igual al número de testigos. Esto garantiza la fiabilidad haciendo de cada ronda una economía de mercado competitiva
- Los testigos validan y difunden los bloques
- Se alcanza el consenso y el proceso comienza de nuevo
Los testigos son recompensados por su trabajo siempre que produzcan un bloque. Los testigos no pueden cambiar los detalles de las transacciones, pero si se confabularan entre ellos podrían impedir que las transacciones se incluyeran en los bloques. Estas acciones maliciosas harían que un testigo fuera expulsado en la siguiente ronda. Además, el acto de bloquear ciertas transacciones no sería efectivo a largo plazo porque la transacción acabaría siendo incluida en un bloque producido por un testigo honesto.
El modelo DPoS también fue creado para hacer una compensación deliberada entre la descentralización y la escalabilidad. Vemos una verdadera descentralización en plataformas como Bitcoin y Ethereum, y el coste es una escalabilidad limitada. En el modelo DPoS se permite cierta centralización para mejorar la escalabilidad de la red.
Sin embargo, los componentes centralizados del modelo son transparentes e identificables, y pueden ser eliminados por los interesados cuando sea necesario. La descentralización está más presente en la comunidad de partes interesadas, que es donde, de todos modos, reside el verdadero poder del modelo.
Una característica importante del DPoS es que cualquiera de los parámetros del sistema puede ser modificado por el voto de los interesados. Estos parámetros incluyen los intervalos y tamaños de los bloques, las tarifas de las transacciones, las recompensas a los testigos e incluso el número de testigos. Esto da mucha más flexibilidad a la red y le permite cambiar para adaptarse a las necesidades de desarrollo de la red.
Ventajas de DPoS
El modelo DPoS fue creado y ha sido adoptado por un número de blockchains porque ofrece ventajas:
- Consume mucha menos energía que el modelo PoW
- El mecanismo de votación utilizado en DPoS mantiene la red preparada para las actualizaciones necesarias a medida que están disponibles, aprovechando la gobernanza formal del modelo. Esta gobernanza en la cadena ayuda a los sistemas DPoS a evitar las bifurcaciones polémicas que han afectado a algunas de las plataformas blockchain más populares.
- El modelo DPoS elimina el dilema de “nada en juego” que forma parte del modelo PoS. Es decir, los validadores no tienen ningún coste por validar en dos cadenas que compiten entre sí. Por supuesto, esta es la estrategia más rentable para los validadores, pero en la red puede conducir a un problema de doble gasto. El DPoS protege contra esto haciendo que los interesados voten a los productores de bloques en lugar de producirlos realmente. La cadena más larga se considera siempre la cadena válida, lo que hace imposible que productores maliciosos produzcan una bifurcación que supere a la cadena principal, ya que el número y el orden de los productores se fijan antes de cada ronda.
Desventajas del DPoS
Por supuesto, ha habido críticas al DPoS, sobre todo su centralización y la necesidad de confianza de un pequeño subconjunto de operadores. Es cierto que algunas de estas cuestiones podrían ser problemáticas, si se sacan del contexto del mecanismo de consenso completo. Renunciar a la descentralización en favor de la escalabilidad podría no tener sentido para Bitcoin, que necesita la descentralización para evitar un ataque a su red.
Más bien, el modelo DPoS y su escalabilidad y semicentralización son más adecuados para aplicaciones que no sufrirían tales amenazas. Así, podría funcionar bien para algo como una red social, pero no tan bien para una red financiera.
Una de las amenazas para el modelo DPoS es similar a la que se observa en las elecciones políticas y es la baja participación de los votantes. En este caso, es común que los interesados con pequeñas participaciones sientan que no vale la pena su tiempo para votar en el modelo de PDV. Esto deja la puerta abierta para que las ballenas tengan una influencia más directa sobre la red, especialmente si también son capaces de tomar el control de masas de votos más pequeños a través de un proxy.
Aunque el mecanismo de incentivos y el proceso de votación por aprobación mitigan tanto la reducida centralización como la posibilidad de un marco de votación manipulado, las preocupaciones en torno a ambos son creíbles. Dado que el modelo DPoS se construyó para ser flexible, será interesante ver cómo las diversas implementaciones abordan estas preocupaciones en el futuro.
Qué Blockchains utilizan la prueba de participación delegada
El uso del Proof-of-Stake Delegado como mecanismo de consenso está creciendo bastante y lo utilizan algunas redes muy importantes como:
- Cardano
- BitShares
- Nano
- Steem
- Lisk
- EOS
Y también muchas otras nuevas redes que no paran de ser creadas.