¡Hola amigos!

Hoy hablaremos de los Algoritmos de consenso y en concreto del protocolo Proof of Work PoW, aplicado al caso de uso de bitcoin. El PoW es realmente importante porque nos ayudara a comprender cómo y cuándo se crean los bitcoins.

¿Qué son los algoritmos de consenso?

El problema principal es que hay muchos nodos distribuidos en la red blockchain con una copia de todas las transacciones en unidades llamadas bloques. Las transacciones tienen que ser únicas, no queremos usar el mismo bitcoin para pagar dos o más cosas al mismo tiempo en diferentes nodos, así que tenemos que implementar un mecanismo para dotar de seguridad y unicidad descentralizadas. Entonces, aplicaremos los algoritmos de consenso para lograr la seguridad en una red con múltiples nodos descentralizados.

Las dos funciones principales:

• Asegurarse de que el siguiente bloque de una cadena de bloques sea la única versión de la verdad, y nada más que la verdad, es decir, que el siguiente bloque de una cadena de bloques esté completamente validado y asegurado.
• Evitar que enemigos con un alto poder computacional rompan el sistema y bifurquen con éxito la red blockchain para evitar pagos duplicados con el mismo bitcoin.

Hablemos del protocolo Proof of Work PoW como un algoritmo de consenso.

¿Cómo funciona el protocolo PoW?

El proceso se puede dividir en los siguientes cuatro pasos principales:

• recibir la tarea: el nodo o minero establece una conexión a la red blockchain. Después de eso, la red le asigna al minero una tarea computacionalmente costosa. Esta tarea debe resolverse para poder recibir un incentivo económico, el bitcoin. Por lo general, la tarea debe realizarse en 10 minutos para el caso de uso de bitcoin.
• Comenzando a resolver el problema, el rompecabezas. Principalmente, el acertijo o problema es acertar un número de hash dado usando un nonce (timestamp o marca de tiempo) y otro hash de transacción. Esto implica el uso de mucha potencia informática para resolver el problema dado. La potencia de las computadoras en general es algo que aumenta con el paso del tiempo, por lo que la red adapta el problema para que solo se dedique 10 minutos para su resolución. Otro punto a tener en cuenta, el problema a resolver puede ser resuelto por una computadora enorme o una computadora pequeña, para acertar el problema es una cuestión de probabilidad. Este proceso de resolver o acertar un acertijo es lo que se llama minería. Se suele utilizar la potencia de tarjetas graficas dedicadas para resolver estos problemas.
• Una vez resuelto el problema, el minero comparte los resultados con la red para su verificación, con los otros nodos. En este punto, se verifica rápidamente que la tarea cumple con los requisitos. Resolver la tarea es difícil, hacerlo proporciona acceso a los recursos de la red. En caso contrario, se rechaza el acceso y la solución presentada al problema. Es en este punto donde se realizan los controles de protección contra el doble gasto. Esta protección evita que se presente más de una vez una tarea ya asignada y ademas es verificada por la red.
• Una vez se ha confirmado la completitud de la tarea, el nodo o minero accede a los recursos de la red. Gracias a esto, obtiene un beneficio del trabajo computacional realizado. La ganancia son las tarifas o taxas de las transacciones en el bloque confirmado y el propio bitcoin que se obtiene como premio.

La facilidad de este modelo permite transferirlo a diferentes tipos de software para aprovechar su potencial. Pero es en las blockchains donde observamos una mayor utilidad, brindando niveles excepcionales de seguridad a pesar de la baja complejidad del protocolo, y al mismo tiempo, permitiendo que millones de personas participen de manera concurrente en la red.

Minería, aplicando el PoW

La minería no solo es resolver el problema, también se trata del trabajo de confirmar un bloque de transacciones. Por lo tanto, el minero tiene que empaquetar un bloque de transacciones y también tiene que usar los valores hash de estas transacciones como parte del problema. Para el caso de bitcoin, el primer hash en el bloque será el hash de bitcoin solo si el bloque fue aceptado por la red y el minero gana. Cuando el minero resuelve el problema, todos los miembros de la red confirman que el minero es el que acierta el resultado y es el ganador. A continuación el minero crea un bloque que incluye todas las transacciones, lo empaqueta, y este bloque se encadena con el anterior. El minero gana los bitcoin y las tarifas de transacción como hemos comentado previamente.

Entonces, ¿qué es un bitcoin en realidad?

Un bitcoin no tiene forma, no es redondo como una moneda, no es sólido, no está hecho de ningún metal. El bitcoin en sí es una "nota contable" en la red de cadenas de bloques o blockchain, o mejor aún, se aloja en la primera transacción en el bloque confirmado, con una cantidad específica (6,25 BTC en este momento) y una dirección de destino del minero en la red de la cadena de bloques, creada en el momento de confirmar un nuevo bloque de transacción por parte del minero en la red blockchain.

“Por convención, la primera transacción en el bloque es una transacción especial que genera una nueva moneda propiedad del creador del bloque. Esto agrega un incentivo para que los nodos / mineros apoyen la red, proporciona una forma inicial de distribuir y hacer circular las monedas ya que no hay autoridad para crearlas. Esta adición estable de una cantidad constante de nuevas monedas es análoga a los mineros de oro que gastan recursos para ponerlo en circulación.En nuestro caso, los recursos son el tiempo de CPU y la electricidad que se utiliza. "

Entonces, ¿qué es una cadena de bloques blockchain en realidad?

No hay que olvidar que la blockchain es solo una base de datos descentralizada donde anotar o contabilizar transacciones, son notas contables. No es magia, no es nada nuevo. Las transacciones se empaquetan en bloques. Cada bloque tiene un número de identidad como un hash. Cada bloque nombra o enlaza al bloque anterior almacenando con el hash id del anterior bloque. Cada nodo de la red debe tener una copia perfecta de la base de datos.

Conclusiones

El presente artículo explica de forma sencilla los conceptos de algoritmos de consenso, prueba de trabajo, blockchain y bitcoin. Espero que te sirva de ayuda. ¡Gracias por leerme!

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