¿Qué es Proof of History (PoH)?

Rubén Colomer, 26 abril 2021

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Seguramente hayas como las blockchains de Bitcoin y Ethereum son elogiadas por ser pioneras en los conceptos de blockchain y plataformas de contratos inteligentes, respectivamente, sin embargo, también sufren muchas críticas por su falta de escalabilidad. Y el reto de la escalabilidad se debe en gran medida a su uso del método de consenso PoW (Proof-of-Work).

Como respuesta, muchos nuevos proyectos se han centrado durante años en idear un método diferente para lograr el consenso entre los participantes de la red. Uno que elimine los cuellos de botella causados por el PoW, pero que siga logrando la seguridad de la descentralización, manteniendo el equilibrio adecuado para incentivar a los actores honestos y disuadir a los malos actores del mercado.

Hasta ahora ha habido docenas de intentos de resolver este dilema, sin embargo, son pocos los que han conseguido destacar. Algunos ejemplos importantes son el Proof-of-Stake (PoS) y el Proof-of-Stake Delegado (dPoS).

Sin embargo, un nuevo tipo está cogiendo cada vez más importancia. En realidad, no se trata de un nuevo protocolo de consenso, sino de un medio para acelerar el consenso PoS, nos referimos al Proof-of-History o PoH.

¿Qué es PoH o Proof-of-History?

El mecanismo Proof-of-History (PoH) pretende aligerar el proceso de consenso de los nodos de la red en el procesamiento de los bloques proporcionando un medio para codificar el tiempo en sí mismo en la cadena de bloques.

En una cadena de bloques normal, llegar a un consenso sobre el momento en que se minó un bloque concreto es tan necesario como llegar a un consenso sobre la existencia de las transacciones en ese bloque. El sellado de tiempo es crítico porque indica a la red (y a cualquier observador) que las transacciones tuvieron lugar en una secuencia particular.

En un escenario PoW, el minero del bloque que tiene éxito es el primero en encontrar el nonce correcto, lo que requiere una cierta cantidad de potencia de cálculo para llevarlo a cabo. Sin embargo, PoH utiliza un nuevo concepto criptográfico llamado Funciones de Retraso Verificable (VDF). Un VDF sólo puede ser resuelto por un único núcleo de CPU aplicando un conjunto particular de pasos secuenciales. No se permite el procesamiento en paralelo, por lo que es fácil definir exactamente el tiempo que se tarda en aplicar esos pasos. Por tanto, el paso del tiempo es evidente.

PoH resuelve el reto del tiempo y, por tanto, reduce el peso del procesamiento de la blockchain, haciéndola más ligera y rápida.

Por ejemplo, Solana combina PoH con un protocolo de seguridad llamado Tower Byzantine Fault Tolerance (Tower BFT), que permite a los participantes stakear tokens para poder votar sobre la validez de un hash de PoH. Este protocolo penaliza a los malos actores si votan a favor de una bifurcación que no coincide con los registros del PoH. Además, Solana despliega el Proof-of-Stake (PoS) como medio para determinar quién puede participar como validador de bloques.

La evolución de las cadenas de bloques

Proof-of-Work

Hay algunas similitudes entre el PoW y PoH, principalmente, que ambos métodos se basan en un gasto definido de potencia de cálculo para producir bloques, o hashes como se conocen en PoH.

Al igual que Bitcoin y la mayoría de otras blockchains PoW, Solana también utiliza el algoritmo SHA-256. Esto puede plantear la cuestión de si un ASIC podría acelerar significativamente la resolución de la función VDF en PoH. Solana cree que esto no es un reto y que la potencia de procesamiento de la mayoría de los ASICs estaría dentro de un rango aceptable de lo que está disponible para la red en general.

Dado que PoH elimina la carga de certificación de tiempo de la red, da como resultado una blockchain mucho más ligera y rápida que la que se ha logrado hasta ahora utilizando PoW. Los mecanismos de incentivos están protegidos al combinarse con Tower BFT.

Proof-of-Stake

Proof of Stake (PoS) ha sido la solución largamente prometida para la escalabilidad de Ethereum. En PoS, los participantes de la red apuestan tokens para tener la oportunidad de ser el próximo minero del bloque y recibir las recompensas asociadas. Sin embargo, PoS viene con un reto importante conocido como “nada en juego”. En una blockchain PoW, un minero sólo puede minar en una cadena a la vez, y no en bifurcaciones. Sin embargo, en PoS, un minero puede poner en juego sus tokens en muchas bifurcaciones diferentes de la misma blockchain.

En Ethereum, que implementará PoS en la versión 2.0, este reto se supera introduciendo una penalización contra aquellos mineros que voten por la cadena equivocada.

Por sí mismo, el protocolo PoH no evita a los actores maliciosos. Por lo tanto, Solana utiliza el protocolo Tower BFT para garantizar a los participantes de la red de que los malos actores serán penalizados con la “reducción” de su participación si se descubre que votan en contra de PoH.

Por sí mismo, PoS también es vulnerable a los ataques de largo alcance, por los que los participantes anteriores podrían secuestrar la cadena disputando los bloques producidos por los participantes que se unieron más tarde. La Torre BFT evita estos ataques canonizando los bloques que han recibido los votos de más de dos tercios de la red.

Proof-of-Stake delegada

La prueba de participación delegada (dPoS) es utilizada por EOS y NANO lograr un rendimiento más rápido delegando la producción de bloques a un pequeño número de participantes en la red. Estos productores de bloques son elegidos por los poseedores de tokens.

Sin embargo, este sistema tiene algunas dificultades. Por ejemplo, en EOS, sólo hay 21 productores de bloques que controlan la red. El hecho de que sólo haya 21 productores de bloques significa que la red está muy centralizada. Además, existe el riesgo de que los votantes se agrupen para intentar manipular las elecciones de los productores de bloques a su favor, como se ha alegado en el caso de EOS. El protocolo se basa únicamente en la población votante para elegir a los productores de bloques que actuarán en interés de la red.

Por el contrario, la combinación PoH/Tower BFT previene a los malos actores introduciendo un poderoso desincentivo de que se les reduzca su participación si votan en contra del consenso. Esta amenaza aumenta la seguridad en comparación con el dPoS.

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