¿Por qué Ethereum planea pasar a la Prueba de participación?

jeff coleman

¿Por qué Ethereum planea pasar a la Prueba de participación?

La versión inicial de Ethereum (Frontier) usa un algoritmo de consenso basado en Prueba de trabajo, pero veo que hay planes para implementar un algoritmo de consenso basado en Prueba de participación llamado "Casper" en una versión futura de Ethereum. ¿Cuál es la motivación para implementar la prueba de participación en Ethereum, cuando ninguna otra cadena de bloques importante utiliza actualmente esta tecnología?

Guillermo Entriken

Decred es una importante cadena de bloques que actualmente utiliza PoS.

Pablo Pham

Cosmos es otra cadena de bloques que usa PoS (usando el consenso de Tendermint).

mKoeppelmann

El defecto fundamental de la Prueba de trabajo (PoW) es que los costos de atacar el sistema son iguales a lo que se gasta para ejecutar el sistema . Por lo tanto, la alta seguridad solo se puede lograr con altos costos operativos. La idea es que los participantes honestos gasten más que los deshonestos.

Esto ya es muy ineficiente hoy en día, pero funciona para Bitcoin. Tan pronto como la subsidiaria del bloque comienza a llegar a cero, la relación entre la capitalización de mercado y los costos de atacar a Bitcoin se vuelve crítica. Los detalles se presentan aquí .

¿Por qué prueba de participación?

  • Costos

La prueba de participación (PoS) promete resolver este problema. Se espera que un validador honesto tenga costos muy bajos, en comparación con los costos en los que incurriría un atacante .

  • menos censura

Otro problema que Casper intenta resolver es desincentivar la censura. El esquema PoW de Bitcoin es, más o menos, un juego de suma cero. Esto significa que, si un minero pierde un bloque (no se incluye en la cadena principal/se censura), todos los demás mineros se benefician de su pérdida. PoS para Ethereum no será un juego de suma cero, sino un juego de coordinación, donde las recompensas para todos son más altas, si cada participante puede incluir sus bloques.

  • Escalabilidad

Finalmente, algunos problemas de escalabilidad se pueden abordar más fácilmente con PoS.

usuario75798

Proporcione siempre el formulario completo como este, cuando introduzca por primera vez una abreviatura: Prueba de trabajo (PoW)

Sulevus

No estoy de acuerdo con esta declaración con respecto al algoritmo de Prueba de trabajo "Por lo tanto, la alta seguridad solo se puede lograr con altos costos operativos. La idea es que los participantes honestos gasten más que los deshonestos". Para comprometer PoW, necesita un grupo de participantes deshonestos, que no solo gasta más que los honestos, sino que también puede alcanzar y hacer cumplir la cooperación total entre ellos. Esto es mucho más difícil de lograr que simplemente gastar más que los honestos, si no imposible.

jeff coleman

Hay dos motivaciones clave para pasar a la prueba de participación:

  1. Los desarrolladores e investigadores de Ethereum creen que los algoritmos de consenso basados ​​en la Prueba de participación (PoS) pueden proporcionar un mayor grado de seguridad para una determinada cantidad de gasto de recursos , en comparación con los algoritmos de consenso de Prueba de trabajo (PoW).
  2. Los desarrolladores e investigadores de Ethereum creen que un nuevo diseño llamado Casper resuelve los importantes problemas restantes con el "estado del arte" actual en el diseño de Prueba de participación. Estos problemas incluyen la descentralización imperfecta y la vulnerabilidad a ciertos tipos de ataques, así como otras consideraciones económicas y de rendimiento.

Ambos temas tocan cuestiones que vale la pena elaborar en sus propias preguntas y respuestas, por lo que me vincularé con otras preguntas mientras resumo las razones principales de estas dos motivaciones.

descargo de responsabilidad: he contribuido al esfuerzo de investigación de Casper en algunas formas pequeñas e indirectas. Sin embargo, no tengo una relación formal con el proyecto Ethereum y creo que mi respuesta aquí es bastante objetiva en cualquier caso. Los cambios sugeridos son bienvenidos.

¿Por qué la Prueba de participación proporcionaría más seguridad para una determinada inversión de recursos que la Prueba de trabajo?

Primero, algunos antecedentes son útiles. El objetivo de un algoritmo de consenso en una red pública de blockchain es permitir que muchos usuarios diferentes acuerden el estado actual de la blockchain aunque no confíen entre sí ni en ninguna autoridad central . Este es un problema desafiante, y hasta que la red Bitcoin lo resolvió por primera vez en 2008 mediante el uso de Prueba de trabajo (también conocido como "minería", también conocido como "hashing") , no se conocían soluciones realmente buenas. Entonces, el "rendimiento" del algoritmo originalmente no era tan importante ; el hecho de que pudiera hacerse era lo suficientemente impresionante.

Después de que Bitcoin mostró que era posible una solución al consenso público, nuevas ideas como "Prueba de participación" comenzaron a surgir a su paso . Para obtener una explicación completa de las diferencias entre el consenso PoW y PoS, consulte aquí . Una vez que se propusieron nuevos algoritmos, la pregunta pasó de "¿funciona?" a "¿A funciona mejor que B?"

Hay varias maneras diferentes de responder a esta pregunta. Una forma de obtener una idea de la promesa potencial de los protocolos PoS es considerar cuatro factores en particular:

  1. El costo para los "nodos honestos" que cooperan en ausencia de un ataque hostil
  2. El costo para los "nodos honestos" que cooperan durante un ataque hostil
  3. El costo de atacar "nodos hostiles" si su ataque no tiene éxito
  4. El costo de atacar "nodos hostiles" si su ataque tiene éxito

Al comparar estos costos para bloquear las recompensas y otras ganancias potenciales, podemos estimar la cantidad de recursos de "nodo honesto" necesarios para ejecutar la red y contener a un atacante de una escala determinada. Esto proporciona una forma razonablemente justa de comparar el nivel de seguridad proporcionado por dos protocolos de consenso diferentes.

21xinconformista

Ese es un tema muy complicado.

Consideró la energía de desecho de prueba de trabajo para mantener la seguridad de un libro mayor de consenso resistente a la censura pública. Aunque hay un debate de larga data sobre este punto. Puede ver por sí mismo que Bitcoin consume más de $ 1 millón de valor por día . Se estima que el consumo de energía en los cálculos de hash está alrededor del consumo de energía de Islandia. Esa es la razón por la que muchos tipos inteligentes están tratando de resolver eso con la prueba de participación. Hay un largo artículo técnico escrito por Vitalik para entender más profundamente este tema.

Nicolás Massart

Además del consumo de energía en PoW, también encontraremos otro desperdicio de recursos, ya que las tarjetas gráficas utilizadas para minar en PoW serán desechadas. Como estoy de acuerdo en que el problema no está directamente relacionado con la ejecución de PoS, es necesario observar todos los aspectos del cambio entre PoW y PoS para ser coherente con el objetivo ecológico de PoS. Consulte también ethereum.stackexchange.com/a/3541/405 sobre este problema.

Malone

@NicolasMassart Seguramente las tarjetas gráficas podrían usarse para extraer otras criptomonedas y, por lo tanto, no es necesario tirarlas a la basura.

Nicolás Massart

@Malone al momento de escribir, admito que no estaba al tanto del proyecto Golem. Échale un vistazo, es una buena manera de usar la GPU sin desperdiciar potencia informática.

Pablo Pham

Las respuestas anteriores contienen buenos argumentos sobre el inconveniente de PoW

  • escalabilidad: los esquemas de PoW requieren la propagación de nuevos bloques candidatos a todos los mineros del mundo y, en ocasiones, los mineros se dividirán y trabajarán en una cadena que termina quedando huérfana/no es la más larga. Esto sucede durante breves momentos todo el tiempo, y en Ethereum estos "casi bloques" ayudan a asegurar la cadena como "tíos" y distribuyen una recompensa de bloque menor a los buscadores de tíos, a diferencia de los bloques de Bitcoin que solo tienen un predecesor y solo recompensan al minero que encuentra el último bloque.
  • Preocupaciones ambientales/climáticas: los esquemas de PoW consumen mucha energía eléctrica, parte de la cual se genera al quemar combustibles fósiles, lo que puede contradecir sus valores sociales

Responderé a su otra inquietud: ¿por qué Bitcoin no usó PoS desde el principio y por qué la mayoría de las otras monedas no lo usan?

La prueba de participación es más difícil de implementar y probar su corrección formalmente, en el sentido matemático/científico teórico de la computación. Hay una moneda, NXT (ahora Ardor) que usa prueba de participación desde 2014, pero tiene una pequeña cantidad de mineros y no es tan conocida como otras cadenas. La prueba de trabajo en sí misma fue una gran apuesta y un gran salto hace 10 años, pero si Satoshi Nakomoto hubiera sabido cómo implementar la prueba de participación de forma segura para Bitcoin, probablemente lo habría hecho. Bitcoin era una moneda desconocida en ese momento que valía fracciones de centavo, por lo que si la red se viera comprometida con un ataque del 51%, se perdería muy poco, por lo que está bien solo para YOLO y enviar su código al mundo.

La mayoría de todas las altcoins usan una bifurcación del código base de Bitcoin y han cambiado muy poco al respecto aparte de intercambiar un nuevo algoritmo PoW, cambiar el tiempo de bloqueo, etc. Se benefician de un historial de seguridad de 10 años, pero también dudan en "mueve el barco" agregando algo significativamente nuevo, por lo que también están cargados con los problemas y los problemas de diseño no intencionales de Bitcoin.

Ethereum es una red multimillonaria ahora, a los precios actuales, por lo que su base de gobierno y los usuarios son más cautelosos y consideran muchos más escenarios de falla. Dicho esto, hay al menos 5 equipos diferentes trabajando en clientes Ethereum 2.0 compatibles que recientemente (septiembre de 2019) pudieron sincronizarse en la misma red de prueba en Ontario, con una fecha de lanzamiento objetivo de la red principal Ethereum 2.0 (la cadena de balizas) en enero de 2020.

La comunidad de Ethereum ha demostrado la capacidad de recuperarse de ataques y fallas en el pasado, por lo que, en mi opinión, este lanzamiento solo será otro período de pruebas continuas, aprendizaje, descubrimiento de problemas y mejoras. En 10 años más, los usuarios de StackOverflow se preguntarán "¿Por qué algunas criptomonedas se quedan con la Prueba de trabajo durante tanto tiempo cuando ahora tenemos una alternativa claramente mejor?"

Viduni Wickramarachchi

Para validar transacciones y crear bloques, un falsificador primero debe poner sus propias monedas en 'juego'. Piense en esto como si sus activos se mantuvieran en una cuenta de depósito en garantía: si validan una transacción fraudulenta, pierden sus activos, así como sus derechos a participar como falsificadores en el futuro. Una vez que el falsificador pone su participación, puede participar en el proceso de falsificación y, dado que ha apostado su propio dinero, en teoría ahora está incentivado para validar las transacciones correctas.

Los sistemas de prueba de participación son más ecológicos y eficientes, ya que los costos de electricidad y hardware son mucho más bajos que los costos asociados con la minería en un sistema de prueba de trabajo. Se alienta a un mayor número de personas a ejecutar nodos y participar porque es fácil y asequible participar en este sistema; esto da como resultado una mayor descentralización.