Introducción

Bitcoin introdujo al mundo el primer mecanismo de consenso en 2009. Esto marcó el comienzo de una nueva era, sin embargo, su excesivo consumo de energía planteó un problema, lo que llevó a los desarrolladores a buscar soluciones más viables a las deficiencias de los mecanismos, como el mecanismo de consenso Prueba de Participación (PoS), el mecanismo de consenso Delegated Proof of Stake (DPoS) y una solución más reciente llamada mecanismo de consenso Prueba de Espacio-Tiempo, que combina lo mejor de los mecanismos de consenso Prueba de Espacio y Prueba de Tiempo.

¿Qué es Proof of Space (PoSpace)?

Proof-of-Space es un mecanismo de consenso basado en evidencia que requiere que el participante demuestre que ha reservado la cantidad prescrita de espacio de almacenamiento y que el espacio está lleno de datos especificados por la red. Puede llevarse a cabo a través de una función hash para mapear los datos a una salida corta conocida como "Compromiso".

Una vez mapeado, el participante envía la salida corta a la red como prueba de su espacio de almacenamiento reservado. Una vez que la red recibe la prueba, puede pedir al participante una parte de los datos vinculados a su compromiso. El participante proporcionará este compromiso dentro de un cierto período para demostrar su honestidad o actividad.

¿Qué es Proof-of-Time (PoT)?

Proof-of-Time (PoT) es un algoritmo de consenso descentralizado que selecciona validadores según sus puntajes de clasificación y apuestas fijas. Un puntaje de clasificación es el número dado a cada validador por el algoritmo de la red para mostrar qué tan precisamente el validador ha validado datos previos. También incluye retroalimentación de otros validadores sobre sus interacciones con el validador.

Sin embargo, una apuesta fija es un método de apuesta que exige que cada validador apueste la misma cantidad de fichas nativas de la plataforma para unirse al proceso de consenso. Aunque similar, difiere del mecanismo de Prueba de Participación (PoS) que permite a los validadores apostar grandes cantidades de fichas de la plataforma para participar en el proceso de consenso.

Con el consenso de Prueba de Tiempo (PoT), cualquier nodo puede convertirse en validador si apuesta la cantidad requerida de tokens y tiene una buena puntuación de clasificación. Esto es posible a través de una Función de Retardo Verificable (VDF) que selecciona aleatoriamente proponentes de bloques, conocidos como electores de tiempo, y confirmantes de bloques, conocidos como nodos de tiempo.

Por último, si bien todos los nodos tienen participaciones de tokens iguales, la Función de Retraso Verificable (VDF) prioriza a los nodos con puntajes de clasificación más altos para proponer o confirmar bloques.

¿Qué es Proof-of-Space-Time (PoST)?

El mecanismo de consenso Proof-of-Space-Time (PoST) es un concepto novedoso que combina tanto el Proof-of-Space (PoSpace) como el Proof-of-time (PoT) para crear un algoritmo de consenso que permite a los participantes de la red demostrar que han reservado una cantidad específica de espacio de almacenamiento durante un período de tiempo determinado, al tiempo que apenas utilizan potencia computacional y eléctrica.

Se desarrolló para crear redes descentralizadas ecológicas y escalables utilizando el espacio de almacenamiento como recurso. Esto se opone en gran medida al consenso de Prueba de Trabajo (PoW), que se basa en resolver acertijos criptográficos que consumen toneladas de electricidad y poder de cómputo.

Por último, la Prueba de Espacio-Tiempo (PoST) puede ajustar la dificultad de la prueba cambiando la duración del almacenamiento en lugar de aumentar los requisitos computacionales, lo que aumenta la seguridad de la red sin necesidad de consumir más energía. Al centrarse en el almacenamiento, la Prueba de Espacio-Tiempo (PoST) reduce los costos de operaciones de red, disminuye los efectos adversos en el medio ambiente y crea una red más descentralizada.

¿Cómo funciona la Prueba-de-Espacio-Tiempo (PoST)?

Para participar en la red PoST, un nodo primero debe crear un gran conjunto de datos en el disco, conocido como un "Plot". El Plot creado comprende pruebas criptográficas construidas sobre parámetros públicos conocidos como desafíos. La red actualiza los desafíos regularmente para asegurar que los plots permanezcan activos y no sean simplemente creados y abandonados.

Una vez que se crea el nodo, el siguiente paso es la creación de nuevos bloques en la red. Para hacer esto, el nodo debe enviar una prueba que demuestre que ha almacenado la trama durante un período de tiempo específico, conocido como una época. Esta prueba es parte de la trama creada anteriormente que coincide con el desafío actual de la red.

Una vez que se proporciona la prueba, la red la verifica asegurándose de que coincida con el desafío planteado y las pruebas anteriores presentadas por el mismo nodo. Al hacerlo, la red asegura que los nodos no alteren ni eliminen sus parcelas durante cada época.

Finalmente, el nodo que pueda proporcionar la prueba más rápida y precisa recibe el derecho de producir el siguiente bloque y ganar recompensas.

Beneficios de Proof-of-Space-Time (PoST)

La combinación de almacenamiento y tiempo otorga al consenso de Prueba de Espacio-Tiempo varias ventajas que son muy beneficiosas para las redes que hacen uso del consenso y los propios usuarios de la red. Algunos de estos beneficios incluyen:

Eficiencia de costes

Si bien se cree que el costo depende en gran medida de la capacidad, en realidad está vinculado a la duración del almacenamiento utilizado. Al necesitar pruebas de que el espacio reservado no se ha manipulado durante un cierto período, el PoST garantiza el uso regular del almacenamiento, lo que reduce drásticamente el costo.

Eficiencia energética

A diferencia del consenso de prueba de trabajo, que consume mucha energía durante la minería, el consenso de espacio-tiempo consume significativamente menos energía. Se basa más en el espacio en disco y la prueba que en la potencia computacional y la minería.

Descentralización

El consenso de Prueba de Espacio y Tiempo puede permanecer verdaderamente descentralizado, a diferencia del consenso de Prueba de Participación. Esto es posible debido a los mecanismos que permiten a los usuarios participar en la provisión de espacio de almacenamiento en lugar de apostar grandes cantidades del token de la red, como con el mecanismo de Prueba de Participación.

Con el sistema PoST, el almacenamiento es un recurso y se utiliza en lugar de inversiones financieras. Esto garantiza que cada participante pueda participar activamente en la red, ya que ningún grupo o participante en particular puede dominar las operaciones de la red.

Seguridad

El consenso de Prueba-de-Espacio-Tiempo tiene un sistema de seguridad dual que garantiza que solo los nodos que cumplan con los requisitos de Espacio y Tiempo puedan participar en la red. Esto limita el juego sucio por parte de nodos potencialmente malos y reduce los posibles ataques contra la red.

Cadenas de bloques que hacen uso del algoritmo de consenso de prueba de espacio-tiempo

Aunque todavía es un concepto novedoso, algunos proyectos han adoptado el Mecanismo de Consenso de Prueba de Espacio-Tiempo. Algunos de estos proyectos incluyen:

La red Chia

Fuente: Chia

La Red de Chiaes un sistema de pago De-Fi creado para reducir el costo de las transacciones y mejorar la eficiencia de las transacciones en la red. El protocolo utiliza su propio lenguaje de programación de contratos inteligentes llamado Chialisp, que es auditable, seguro y transparente. También ayuda a crear nuevas herramientas criptográficas para aumentar la seguridad de sus contratos inteligentes.

En lugar de utilizar un mecanismo basado en tokens o minería, la red Chia utiliza hardware de almacenamiento informático a través del mecanismo de consenso Prueba de tiempo y espacio. Los agricultores de la red son recompensados con el token Chia al dedicar una parte de su disco duro para almacenar datos aleatorios llamados parcelas.

Una vez creado, la red genera un desafío obtenido de bloques anteriores y enviado a los agricultores para que lo ubiquen en su almacenamiento reservado (parcelas). Cuando se encuentra el desafío y la red ha sido alertada, se proporciona a un participante llamado 'Timelord' que luego realiza los cálculos obtenidos a partir de los datos proporcionados por el agricultor.

Con el consenso de Prueba de Espacio-Tiempo, puede ofrecer servicios como Intercambios Atómicos, Monederos Recuperables, Pagos Autorizados, Monederos con Límite de Tasa, Fideicomiso de recuperación y Monedero de Papel Lento.

Filecoin

Fuente: Supra

Filecoines una red basada en blockchain diseñada para el almacenamiento descentralizado de datos. La plataforma permite a los usuarios operar nodos de Lotus a través de sus computadoras. Estos nodos proporcionan funciones de almacenamiento descentralizado para la red y permiten a los usuarios minar tokens Filecoin a través del método de Consenso de Espacio-Tiempo de Prueba.

En Filecoin, el consenso de Prueba de Espacio-Tiempo se utiliza para demostrar que los proveedores de almacenamiento están proporcionando continuamente el almacenamiento que afirman. Se realizan acuerdos entre los clientes y los proveedores de almacenamiento para que estos últimos proporcionen almacenamiento durante un período especificado de 180 a 540 días.

Durante los períodos especificados, los proveedores de almacenamiento deben demostrar continuamente que los datos en su posesión están disponibles e inmutables. La plataforma tiene un período de prueba en el que cada sector de almacenamiento de 32 o 64 gigabytes se verifica una vez cada 24 horas.

Cada período de prueba se divide en 48 plazos de 30 minutos que permanecen separados entre sí. A continuación, el espacio de almacenamiento se agrupa en particiones, que siempre se verifican dentro del mismo plazo de prueba

Proof-of-Space-Time (PoST) vs. Otro Mecanismo de Consenso

Al construir sobre el consenso existente de Prueba de Espacio (PoSpace) y combinarlo con el consenso de Prueba de Tiempo (PoT), Prueba de Espacio-Tiempo (PoST) mejora la seguridad y eficacia de las redes. Esto otorga al consenso ciertas ventajas sobre otros mecanismos de consenso como Prueba de Trabajo (PoW), Prueba de Participación (PoS) y Prueba de Capacidad.

Prueba de trabajo (PoW) vs Prueba de espacio-tiempo (PoST)

Prueba de trabajoes el mecanismo de consenso utilizado por Bitcoin. Valida y agrega nuevos bloques haciendo que los mineros resuelvan ecuaciones matemáticas difíciles. Si bien se conoce por su seguridad, también es conocido por su alto consumo de energía y la necesidad de hardware computacional avanzado.

Prueba-de-Espacio-Tiempo (PoST), sin embargo, es un mecanismo que presume de su amigabilidad ambiental y bajo consumo de energía. En lugar de centrarse en la computación avanzada como Prueba-de-Trabajo (PoW), la Prueba-de-Espacio-Tiempo (PoST) depende de la asignación de almacenamiento del participante por una duración especificada.

Con estas características, la Prueba de Espacio-Tiempo (PoST) puede conservar más energía y permite la creación y verificación de bloques en paralelo, aumentando la escalabilidad. Por último, a diferencia de PoW, que es el que llega primero, el que se sirve primero y solo está disponible para mineros con hardware avanzado, PoST es justo y permite que todos los nodos creen bloques sin importar su nivel de recursos o influencia.

Proof-of-Space-Time (PoST) Vs Proof-of-Stake (PoS)

Prueba de Espacio-Tiempo (PoST) y Prueba de participación (PoS)los mecanismos de consenso presumen tasas reducidas de consumo de energía pero varían en la creación y validación de bloques. El consenso de PoS se centra en la cantidad de monedas que el usuario posee y apuesta en la red, mientras que el PoST está diseñado para recompensar a los participantes por almacenar datos en la cadena de bloques.

Si bien ambos mecanismos son respetuosos con el medio ambiente, el consenso de Prueba de Participación puede volverse centralizado y perder su sistema sin permisos. Esto se debe a que la plataforma depende totalmente de su token, lo que permite a los usuarios con más tokens tener más voz en el proceso de toma de decisiones de la red. Sin embargo, con Prueba de Espacio-Tiempo, los participantes apuestan el espacio de almacenamiento que ya poseen para participar en la validación y creación de bloques.

Proof-of-Space-Time (PoST) Vs Proof-of-Capacity

El Prueba-de-Capacidad y el Prueba-de-Espacio-Tiempo comparten atributos similares, con ambos mecanismos dependiendo del uso de espacio de almacenamiento en la validación de bloques. Sin embargo, a diferencia de PoST, el consenso de Prueba-de-Capacidad permite a los nodos en la red utilizar espacios vacíos en su disco duro para minar el token de la red. Permite a los usuarios almacenar una lista de posibles soluciones en el disco duro de su dispositivo antes de que comience el proceso de minería.

Esto permite a los usuarios con más espacio de almacenamiento guardar más soluciones posibles, dándoles mejores oportunidades para coincidir con el valor hash requerido, lo que lleva a más posibilidades de minar y ganar recompensas.

Conclusión

El consenso de Prueba de Espacio-Tiempo inaugura una nueva era de mecanismos de consenso en blockchain que proporcionan seguridad y uso eficiente de recursos escasos. Su combinación de Espacio y Tiempo proporciona una descentralización mejorada, impulsando una mayor adopción del mecanismo.