¿Qué Es Proof Of Capacity? [PoC]

Proof of Capacity o Proof of Storage es un mecanismo de consenso que utiliza el almacenamiento de los nodos de la red para decidir quien tiene el derecho a validar transacciones y bloques.

Esta es una alternativa a la que encontramos en Prueba de Trabajo (PoW), donde los mineros deben aportar poder computacional, o Prueba de Participación (PoS), donde los participantes stakean criptomonedas.

Este mecanismo de consenso ha surgido como una de muchas alternativas al problema del consumo energético de la Prueba de Trabajo y a la necesidad de stakear cryptos en la Prueba de Participación.

Los nodos, o dispositivos mineros, en este esquema deben utilizar el almacenamiento libre, ya sea en discos rígidos o en memorias SSD o NVME, para minar cryptos.

En lugar de probar distintos hash de la cabecera del bloque hasta encuentra la solución, como sucede con Bitcoin y los sistemas PoW, PoC funciona almacenando una lista de posibles soluciones, incluso antes de que la actividad minera comience.

Cuanto mayor almacenamiento cuente el nodo, más soluciones posibles tendrá en su disco, lo que le dará más oportunidades de encontrar el hash correcto y ganar.

Esto se puede ver fácilmente con una analogía de la vida real, las loterías. Y es que cuantas más boletos tengamos, mayor será nuestra posibilidad de que alguno tenga los números ganadores.

Además, en algunos sistemas que evolucionan de este, los números pueden ser conservados para luego utilizarlos en las siguientes oportunidades. A este sistema en particular se lo conoce como Prueba de Espacio Tiempo, ya que además del espacio, también se mantiene en el tiempo.

¿Cómo funciona la Prueba de Capacidad?

La Prueba de Capacidad, como se la podría traducir, cuenta con dos partes. La primera conocida como plotting y la segunda como la minería en sí.

Plotting

Este proceso pude tomar días o incluso semanas, en donde se crea una trama de archivos en el disco, que dependiendo su tamaño tomara más o menos tiempo.

Para conseguirlo, el plotting utiliza el hash Shabal, un algoritmo de hashing usado en algunas cryptos como Burstcoin. Ya que es una criptografía algo lenta y pesada, por lo que sirve perfectamente para esta finalidad.

Generar los hashes es algo que tomará tiempo, pero la verificación de estos no, por lo que una vez generados son almacenados para su posterior uso.

También existen varias modificaciones de este algoritmo, como es el caso de Shabal-256, que es parecido a la versión SHA-256 de la familia SHA.

Durante el proceso de plotting, una lista de potenciales nonces son construidos hasheando la información, que incluye la cuenta del minero, una y otra vez.

Cada nonce se compone de 8.192 hashes, que son numerados de 0 hasta 8191. Hashes que además son emparejados en “scoops”, que son grupos de dos hashes vecinos.

Por ejemplo, los hashes 0 y 1 constituyen el scoop 0, hashes 2 y 3 constituyen el hash 1, etc.

Minería

En esta segunda etapa es cuando ocurre la minería en sí, que consiste en calcular una serie de números por parte del minero

Supongamos que el minero comienza a minar y crea el scoop número 42, a partir de allí se dirige al primer nonce del scoop 42 y utilizará los datos de ese scoop para calcular el valor de la fecha límite.

Este proceso lo deberá repetir para cada nonce almacenado en el disco, que ya vimos que tiene muchos scoops, así calcula todas las fechas límites. Una vez hecho, el minero selecciona la fecha límite más corta.

Todos los mineros hacen lo mismo, pero el que tenga la fecha limite más pequeña será el primero en ser capaz en crear el próximo bloque y obtener la recompensa. Por la cual deberá entregar esta información para demostrar que es el ganador.

Veámoslo con un ejemplo. Si un minero A encuentra una fecha límite de 40 segundos y otro minero B una de 38 segundos, los dos se sentará a esperar. Finalmente, habrán pasado los 38 segundos y el minero B creará su bloque, impidiéndole a A que lo haga, ya que su fecha limite es mayor y todavía restan 2 segundos.

Ventajas y Desventajas de PoC

Un sistema PoC cuenta con varias ventajas con respecto a PoW y PoS, aunque también con algunas desventajas.

Pros

Debido a que el algoritmo puede tener un alto grado de descentralización y consume menos energía, algunos lo ven como una alternativa para Bitcoin:

• Se puede utilizar cualquier tipo de almacenamiento, por lo que no hay una ventaja para los mineros que puedan invertir en equipo más especializado como ocurre con ASIC y Bitcoin.
• Se estima que puede ahorrar 30 veces más energías que un sistema PoW.
• Debido a que cualquiera de nosotros tenemos almacenamiento libre en nuestros ordenadores, incluso podemos hacerlo en teléfonos móviles con Android, permite la creación de redes más descentralizadas.
• No es necesario que estemos continuamente mejorando nuestro sistema, mientras que un disco rígido sea capaz de almacenar información como lo hace un nuevo, entonces servirá.
• Lugo de que la minería es completada, se puede borrar el disco duro y volverlo a su estado original.

Contras

Pero también hay algunos aspectos negativos que necesitamos contemplar:

• La tecnología hasta la fecha ha sido adoptada solo por un pequeño grupo de desarrolladores.
• Sacando la minería de criptomonedas, la información que es grabada en el disco no tiene utilidad. Lo cual es un desperdicio.
• Si bien podemos usar hardware bastante básico, los incentivos pueden llevar a que algunos mineros compren una gran cantidad de discos. Esto podría crear cierta centralización minera en el hecho de que el poder se concentraría en unos pocos.
• Este mecanismo puede ser aprovechado por los hackers para usar ordenadores de otras personas infectados con su código. Así como es posible minar en PoW con un ordenador infectado con un malware, también es posible hacerlo aquí. El problema es que en PoW es más fácil de detectar porque el ordenador se volverá lento, pero en PoC quizás no tanto si es que no se utiliza mucho almacenamiento. En ese caso es difícil saber si esos archivos han sido creados por el usuario o un programa ajeno.

Lista de criptomonedas que usan Proof of Capacity

Una de las criptomonedas que utiliza el algoritmo de PoS es Burstcoin. Aunque actualmente no solo ha cambiado de nombre a Signum, sino que ha evolucionado a un sistema llamado Proof of Commitment. Uno que funciona similar pero con algunas mejoras.

Otras cryptos que utilizan este sistema o una variante del mismo son Storj, Chia y SpaceMint.

Resumen

• Proof of Capacity es un sistema que emplea el espacio libre del almacenamiento de los nodos de una criptomoneda para almacenar la solución a un problema de hashing.
• La principal ventaja de este sistema es la eficiencia si lo comparamos con Prueba de Trabajo o Prueba de Participación.