Si tienes conocimientos básicos sobre criptomonedas, de seguro habrás escuchado sobre conceptos como Proof of Work (PoW o prueba de trabajo) o Proof of Stake (PoS o prueba de participación). Pero ¿alguna vez leíste sobre Proof of Authority?
Los tres conceptos mencionados hacen referencia a algoritmos de consenso. Es decir, procedimientos que se usan en las redes blockchain para alcanzar un acuerdo general sobre el estado más reciente de la red. Para llegar a ese acuerdo, se deben generar pruebas y distribuirlas a todos los nodos, con el fin de mantener una contabilidad distribuida de las transacciones en redes como Bitcoin y Ethereum.
Cada algoritmo de consenso tiene sus características. A continuación, veremos de qué se trata el Proof of Authority y cómo se diferencia de otros mecanismos similares.
¿Qué es Proof of Authority
Como dijimos antes, Proof of Authority (PoA o prueba de autoridad) es un algoritmo de consenso que se emplea en redes blockchain para validar transacciones y asegurar el correcto funcionamiento de la red.
A diferencia de otros métodos, como PoW o PoS, la PoA no se basa en la competencia de recursos computacionales o en la posesión de criptomonedas, sino en la identidad y la reputación de los participantes, conocidos como "nodos autorizados" o "autoridades".
En un sistema PoA, las autoridades son entidades seleccionadas y reconocidas por su confiabilidad y legitimidad. Estas entidades son las responsables de validar y confirmar las transacciones, y es por eso que desempeñan un papel central en la toma de decisiones de la red.
La confianza en estas autoridades elimina la necesidad de complejos cálculos computacionales o grandes cantidades de activos para participar en el proceso de consenso. Se podría comparar con un sistema democrático computalizado, en el que se eligen representantes que velan por la seguridad de la red.
¿Cómo se diferencia de otras técnicas de consenso, como Proof of Work y Proof of Stake?
Cada técnica de consenso que se usa para dirigir el proceso de validación de transacciones y la creación de nuevos bloques en redes de criptomonedas tiene sus particularidades. Eso implica que cada uno tiene sus puntos fuertes y débiles.
En la prueba de trabajo, los participantes (llamados mineros, imagen de abajo) compiten para resolver problemas criptográficos complejos que requieren una cantidad significativa de poder computacional. En cambio, en la prueba de autoridad la validación de transacciones se confía a nodos autorizados, con lo que se omite la necesidad de realizar cálculos intensivos.
Ambos mecanismos también difieren en cuanto al nivel de descentralización que permiten. En la PoW, se suele dar una descentralización geográfica (aunque en Bitcoin, la red más importante, Estados Unidos y China reúnan una parte muy importante del hashrate). Sin embargo, redes como Bitcoin se enfrentan actualmente al gran problema que supone la centralización en grandes pools mineros, como Foundry y AntPool.
En términos prácticos, la PoA resulta en un sistema de por sí más centralizado. Generalmente, los nodos que validan la red son ejecutados por grupos de desarrolladores de la red o grandes poseedores de la criptomoneda o token nativo, que posiblemente la hayan conseguido durante la preventa o en la fase de preminado, a diferencia de la mayoría de los usuarios “comunes”.
Donde sí “gana” la prueba de autoridad es al hablar de eficiencia energética. PoW a menudo es criticada por su consumo energético elevado, debido a la competencia por la resolución de los problemas matemáticos mencionados. La prueba de autoridad, al no depender de esta competencia, es más eficiente.
El algoritmo de consenso PoA también difiere del Proof of Stake (PoS) en varios sentidos. El primero es la participación financiera de parte de los validadores.
En la PoS, los participantes deben poseer y bloquear una cantidad de criptomonedas como garantía para participar en la validación de transacciones. Así, la red se garantiza de que estos obrarán de forma honesta y, si no lo hacen, tiene a mano un mecanismo punitivo para penalizarlos.
¿Cómo funciona Proof of Authority?
Ahora que conocemos en qué consiste y para qué sirve la prueba de autoridad, podemos ahondar en su funcionamiento. Veamos qué hacen los validadores en este algoritmo de consenso y cómo se los elige.
Nodos validadores y su papel en Proof of Authority
En Proof of Authority (PoA), los nodos validadores desempeñan un papel central en la seguridad y legitimidad de la red. Su función principal es validar las transacciones, agregarlas a un bloque y, finalmente, añadir ese bloque a la cadena de bloques.
La confianza en estas autoridades centralizadas facilita la eficiencia del proceso de consenso. De este modo, se acelera significativamente la velocidad de transacción.
¿Cómo se seleccionan los nodos validadores en Proof of Authority?
La selección de nodos validadores en PoA difiere de otros algoritmos, como Proof of Stake, en el que cualquiera que deposite la cantidad de fondos necesarios (32 ETH, en el caso de Ethereum) puede ser validador.
En este caso, la elección se basa en criterios que garantizan la integridad y la experiencia de las autoridades. Esto podría incluir su historial de participación en la red, la calidad de su trabajo o su estatus dentro de una organización.
La centralización controlada permite una mayor previsibilidad en la identidad de los nodos validadores, lo que simplifica la coordinación y reduce la probabilidad de comportamientos maliciosos. Sin embargo, esta centralización también conlleva desafíos, como la vulnerabilidad a posibles ataques dirigidos a una o varias autoridades.
Proceso de validación de transacciones en Proof of Authority
El proceso de validación de transacciones en PoA se destaca por su eficiencia y rapidez. Cuando un usuario realiza una transacción, esta se difunde a la red y llega a las autoridades. Los nodos validadores verifican que la transacción cumpla con las reglas del protocolo (por ejemplo, que los fondos existan y que no se hayan gastado antes). En caso de encontrar todo correcto, confirman la transacción y la agregan a un nuevo bloque.
El consenso se logra mediante la confianza en estas autoridades. Si la mayoría de los nodos autorizados están de acuerdo acerca de su validez, el bloque se agrega a la cadena de bloques. Con este sencillo proceso (que en la práctica en realidad no es tan simple) se asegura la integridad de todo el historial de transacciones.
Ventajas y desventajas de Proof of Authority
Como toda elección, el uso de un algoritmo de consenso u otro implica priorizar algunas características positivas por encima de las potenciales desventajas que este pueda implicar. Por supuesto, es el caso en Proof of Authority.
Ventajas de Proof of Authority: eficiencia energética y mayor escalabilidad
Una de las principales fortalezas de Proof of Authority (PoA) reside en su eficiencia energética, una característica que lo distingue de algoritmos como Proof of Work. Dado que PoA no involucra la resolución de problemas computacionales intensivos, el consumo energético es mucho más bajo. Esto tiene consecuencias positivas en el impacto ambiental de la red, un problema que muchos le señalan a la red de Bitcoin, cuyos mineros hacen cada vez más esfuerzos por usar energía renovable para sus actividades.
Otra ventaja crucial es la mayor escalabilidad que ofrece PoA. Al depender de un grupo selecto de nodos autorizados en lugar de cientos de miles de mineros compitiendo entre sí, la red puede manejar un mayor volumen de transacciones a una mayor velocidad. Que sea escalable significa que permite el onboarding (la llegada) de más usuarios sin perder velocidad ni encarecer significativamente los costos de usarla.
Finalmente, la selección de unos pocos validadores ofrece una posibilidad muy positiva (así como otras negativas, que veremos en el siguiente punto). Hablamos de la toma de decisiones rápida. Debido a que basta con un acuerdo entre un número limitado de nodos, pueden tomar decisiones al instante cuando hace, como pausar una red o suspender ciertas transacciones o direcciones, en casos de vulnerabilidades de seguridad detectadas o ante un hackeo, como ocurrió en BNB Chain durante al hackeo al puente BC Token Hub, que derivó en la pérdida de USD 500 millones.
Desventajas de Proof of Authority: Mayor Riesgo de Centralización
A pesar de sus ventajas, Proof of Authority no está exento de críticas. De hecho, las desventajas que presenta este modelo son tan importantes que han llevado a que sean realmente pocas las redes que lo usan como algoritmo de consenso.
La mayor falencia de la PoA es el riesgo inherente de centralización. La confianza depositada en un grupo selecto de nodos autorizados puede resultar en un control desigual de la red, lo que aumenta la probabilidad de comportamientos maliciosos si una autoridad es comprometida. Esto hace de contrapeso a la capacidad de dar respuestas rápidas a una emergencia, la cual se mencionó en el punto anterior.
Proceso de validación de transacciones en Proof of Authority
El proceso de validación de transacciones en PoA se destaca por su eficiencia y rapidez. Cuando un usuario realiza una transacción, esta se difunde a la red y llega a las autoridades. Los nodos validadores verifican que la transacción cumpla con las reglas del protocolo (por ejemplo, que los fondos existan y que no se hayan gastado antes). En caso de encontrar todo correcto, confirman la transacción y la agregan a un nuevo bloque.
El consenso se logra mediante la confianza en estas autoridades. Si la mayoría de los nodos autorizados están de acuerdo acerca de su validez, el bloque se agrega a la cadena de bloques. Con este sencillo proceso (que en la práctica en realidad no es tan simple) se asegura la integridad de todo el historial de transacciones.
La centralización también contradice uno de los principios fundamentales de las criptomonedas: la descentralización. En sistemas más descentralizados, como Proof of Work, la participación de múltiples mineros busca distribuir el poder y evitar un control excesivo. En cambio, PoA, al depender de un grupo selecto, puede generar preocupaciones sobre la resistencia a la censura y la vulnerabilidad a ataques dirigidos.
En este punto, hay bastante tela para cortar. La centralización no es mala de por sí; si una empresa u organización es honesta, no está mal confiar en ella a corto plazo a medida que se desarrollan sistemas descentralizados robustos y seguros para el futuro. No obstante, una parte importante de la comunidad no lo ve así, y por eso proponen alternativas descentralizadas como Bitcoin como única solución a los problemas del sistema financiero actual.
Ejemplos de criptomonedas y blockchains que utilizan Proof of Authority
Como mencionamos previamente, no son demasiadas las redes que utilicen Proof of Authority como algoritmo de consenso. Sin embargo, una de ellas es importante en el ecosistema de las criptomonedas y los protocolos de finanzas descentralizadas.
BNB Chain
BNB Chain (antes Binance Smart Chain o BSC) es una red blockchain que en su comienzo fue impulsada por Binance, exchange de criptomonedas líder en el mercado. En la actualidad, esa empresa dice haberse desligado del desarrollo de la red, aunque es probable que todavía tenga influencia en ello.
BNB Chain es la tercera red en importancia entre los protocolos DeFi. Cuenta con un valor total bloqueado, es decir, fondos bloqueados en los 668 protocolos creados con base en esa red, de USD 4.784 millones, solo detrás de Ethereum y de Tron.
En la documentación técnica disponible en su sitio web oficial, BNB Chain detalla que usa el algoritmo Proof of Staked Authority (PoSA), con 55 validadores. Al momento de escribirse esta nota, solo 40 figuran como activos según el explorador de la red.
El algoritmo PoSA difiere ligeramente del PoA. En este caso, el depósito de BNB (criptomoneda nativa de la red) en staking sí tiene influencia en la selección de los validadores; en PoA esto no necesariamente es así, y se pueden tener en cuenta otros factores como la reputación de los candidatos.
Entre las principales características del PoSA que utiliza BNB Chain, el documento destaca:
· Un grupo reducido de validadores produce los bloques.
· Los validadores se turnan para producir bloques.
· Una gobernanza basada en staking de la criptomoneda BNB elige a los validadores.
· La producción de bloques se da cada 3 segundos.
· BNB es 100% compatible con Ethereum.
Ethereum Kovan
Kovan es una red de prueba o testnet de Ethereum, diseñada específicamente para el desarrollo y la prueba de aplicaciones descentralizadas (dApps) y contratos inteligentes en la red.
Las redes de prueba son entornos separados de la red principal (también conocida como mainnet) que permiten a los desarrolladores probar sus aplicaciones y contratos inteligentes sin tener que utilizar criptomonedas reales. Precisamente, la característica clave de Kovan es que los ether en esta red no tienen valor real, ya que se pueden obtener de forma gratuita a través de faucets (grifos) que distribuyen ether de prueba.
POA Network
POA Network fue una de las primeras sidechains o cadenas laterales de Ethereum. Desde 2022, se convirtió en un elemento más del ecosistema Gnosis (otra sidechain de Ethereum), con funciones relacionadas a la prueba y el desarrollo de nuevas aplicaciones en el entorno controlado y seguro de POA. Usar PoA es una parte importante para generar ese entorno seguro.
POA Network posee validadores públicos que ponen en juego su reputación al tomar las decisiones que creen más correctas para el funcionamiento y mantenimiento de la red.
Las actualizaciones de código y clientes y el soporte y mantenimiento son responsabilidad de dichos validadores públicos y la comunidad de POA, y ya no serán responsabilidad de ningún equipo central, según afirma el sitio web oficial del proyecto.
Conclusiones
En síntesis, podemos decir que PoA es un sistema que permite un crecimiento importante a las redes blockchain que lo usan. Como las decisiones las toman unos pocos validadores y estos también se encargan de “vigilar” el buen funcionamiento de la red, las cosas fluyen rápido. Además, hay una importante capacidad de respuesta ante las emergencias.
Ahora bien, se trata de un modelo con un importante problema de centralización. Y eso es algo que pesa mucho en el ecosistema actual de criptomonedas ampliamente dominado por Bitcoin (ejemplo máximo de la descentralización).
En la realidad, vemos en BNB Chain un ejemplo de un buen funcionamiento de la prueba de autoridad. El resto de las redes que la usan son, en su mayoría, redes de prueba u otras sin demasiado peso en el ecosistema.
