¿Qué es Proof of Stake (PoS) | Mecanismo de consenso en Ethereum?

Proof of Stake (PoS) es un mecanismo de consenso utilizado por Ethereum para asegurar su red, validar transacciones y crear nuevos bloques en la cadena de bloques. A diferencia de Proof of Work (PoW), en el que los mineros compiten para resolver complejos rompecabezas criptográficos, PoS se basa en validadores que bloquean, o “estacan”, su criptomoneda en la red como garantía de su comportamiento honesto.

Casper y Eth 2.0

Casper es el nombre que recibe el protocolo de consenso proof-of-stake (PoS) de Ethereum, y desempeña un papel fundamental en Ethereum 2.0 (ahora conocido como la actualización del consenso de Ethereum). Representa la transición de Ethereum desde el modelo original de prueba de trabajo (PoW), que se basa en la minería de alto consumo energético, a un sistema de prueba de participación más eficiente y escalable.

Características principales de Proof of Stake en Ethereum

1. Depósito

En el sistema PoS de Ethereum, los participantes (conocidos como validadores) deben depositar 32 ETH para poder validar transacciones y proponer nuevos bloques.

Estos 32 ETH actúan como una apuesta, que puede perderse si el validador realiza actividades maliciosas, como intentar crear bloques fraudulentos.

2. Selección de validadores

Los validadores son elegidos para proponer un nuevo bloque en función de una combinación de factores, incluida su apuesta y un proceso de selección pseudoaleatorio. Cuanto mayor es la apuesta, mayores son las posibilidades de ser seleccionado, pero la aleatoriedad garantiza que ningún validador pueda dominar la red.

Una vez propuesto un bloque, otros validadores atestiguan su validez. Si se reciben suficientes confirmaciones, el bloque se añade a la cadena de bloques.

3. Recompensas y sanciones

Los validadores obtienen recompensas por proponer y atestiguar bloques válidos. Estas recompensas se pagan en ETH y están diseñadas para incentivar el comportamiento honesto.

Si un validador no permanece en línea, intenta validar transacciones fraudulentas o se comporta mal de algún otro modo, puede ser penalizado con la reducción (es decir, la destrucción) de parte o la totalidad de su ETH apostada.

4. Seguridad

PoS en Ethereum está diseñado para ser seguro alineando los incentivos económicos de los validadores con la salud de la red. El riesgo de perder ETH apostadas disuade a los validadores de actuar maliciosamente.

Además, como PoS no requiere un trabajo computacional intensivo, es más eficiente energéticamente y respetuoso con el medio ambiente que PoW.

5. Transición de PoW a PoS

La transición de Ethereum de PoW a PoS, conocida como “The Merge”, tuvo lugar en septiembre de 2022. Esto supuso un cambio significativo en el funcionamiento de la red Ethereum, haciéndola más escalable y sostenible.

Tras la fusión, Ethereum depende por completo de PoS para su consenso, alejándose del sistema PoW, que consume mucha energía.

6. Escalabilidad y futuras mejoras

PoS es un elemento fundamental de las futuras mejoras de Ethereum, incluida la fragmentación, cuyo objetivo es mejorar aún más la escalabilidad de la red dividiéndola en partes más pequeñas y manejables llamadas fragmentos.

Estas mejoras pretenden que Ethereum sea más rápido, más barato de usar y capaz de gestionar más transacciones por segundo.

El papel de Casper en las fases de Ethereum 2.0

La transición de Ethereum 2.0 a PoS a través de Casper es una actualización en varias fases. Así es como Casper encaja en la hoja de ruta más amplia de Ethereum 2.0:

1. Fase 0 – Cadena Beacon: Casper PoS se introdujo por primera vez en la Fase 0 de Ethereum 2.0 con el lanzamiento de la Beacon Chain en diciembre de 2020. La Beacon Chain es una cadena independiente que coordina a los validadores de PoS y sus actividades, sentando las bases para futuras actualizaciones. Los validadores comenzaron a apostar ETH y fueron seleccionados para proponer y validar bloques.
2. Fase 1 y Fase 1.5 – Shard Chains: Se implementarán sharding para mejorar la escalabilidad de Ethereum dividiendo la blockchain en múltiples «shards», cada uno procesando sus propias transacciones. El sistema PoS coordinado por Casper en la Beacon Chain garantizará la seguridad y la finalidad de estos fragmentos. La fase 1.5 marca la fusión de la mainnet de Ethereum (actual cadena PoW) con la Beacon Chain, lo que supone la transición completa de Ethereum a PoS.
3. Fase 2 – Implementación completa: La fase 2 introducirá la funcionalidad completa de Ethereum 2.0, incluyendo contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas (dApps) en la red PoS. Casper seguirá coordinando los validadores en las cadenas de fragmentos.

Ventajas de Casper y Ethereum 2.0

1. Escalabilidad: Al pasar a PoS e implementar la fragmentación, Ethereum 2.0 puede manejar muchas más transacciones por segundo (TPS) en comparación con el actual PoW Ethereum, abordando el problema de la congestión de la red y las altas tarifas.
2. Seguridad: Casper introduce garantías de seguridad más fuertes, como slashing, finalidad y validadores descentralizados, haciendo que ataques como el del 51% sean significativamente más difíciles y costosos.
3. Eficiencia energética: Casper ayuda a Ethereum en la transición de la minería PoW, que consume mucha energía, a un consenso PoS más sostenible, reduciendo drásticamente el consumo de energía y manteniendo la seguridad.
4. Descentralización: El modelo PoS promueve la descentralización al permitir que más participantes se conviertan en validadores, ya que no necesitan hardware caro para minar como en PoW. Los validadores sólo necesitan bloquear su ETH como garantía.

Conclusión

Proof of Stake en Ethereum ofrece una alternativa más sostenible, energéticamente eficiente y escalable que el mecanismo tradicional Proof of Work. Al exigir a los validadores que apuesten ETH y alinear sus incentivos con la salud de la red, PoS mejora la seguridad y la descentralización de Ethereum al tiempo que reduce su impacto medioambiental.