Traducción al español de Cardano: Securing the network with incentives por Rodrigo [RODRI].
Publicado en el blog de Gwendal Ledivechen en Medium, el 14 de Julio de 2020.
En este artículo, hablaremos de cómo el protocolo “Prueba de Participación” (PoS) de Cardano está diseñado para incentivar a las personas a involucrarse en el proyecto, ayudando a asegurar la red.
Según IOHK, "Un objetivo de diseño del mecanismo es alinear los incentivos monetarios tan perfectamente como sea posible a la adhesión al protocolo: Si cada interesado sigue sus propios intereses financieros, el sistema debería establecerse en un estado deseable. De ser posible, nunca debería haber un conflicto de interés entre maximizar las recompensas y “hacer lo correcto”.
PoS vs. PoW
Como expusimos detalladamente en un artículo anterior, la blockchain de Cardano utiliza un protocolo de consenso basado en “Prueba de Participación” (PoS) por varias razones ligadas a la seguridad y a la eficiencia.
Como probablemente sabrás, la blockchain de Bitcoin utiliza el algoritmo “Prueba de Trabajo” (PoW) que empuja a todos los que participan en la red a competir para extraer nuevos bloques y obtener las recompensas asociadas.
Por otro lado, la blockchain de Cardano utiliza la “Prueba de Participación”, en la que el validador y creador de bloques es elegido al azar por el algoritmo de la blockchain. Gracias al protocolo “Ouroboros”, la blockchain de Cardano aborda algunos de los principales problemas de las blockchains de primera generación:
- Problemas de escalabilidad: Esta limitante será resuelta usando el protocolo de escalabilidad de Cardano, Ouroboros Hydra.
- Consumo de energía: La blockchain completa de Cardano podrá ser abastecida energéticamente con tan sólo 10 kW (energía necesaria para pocas casas), lo que disminuiría el consumo de energía un millón de veces en comparación con la blockchain de Bitcoin.
- Centralización: Con el parámetro de saturación de los stake pools se mitiga el predominio de los validadores que tienen demasiada influencia en la red.
Pero, por desgracia, algunos problemas de seguridad también aparecen en forma de ataques Sybil “donde alguien con muy poca participación en ADA puede crear un sinnúmero de stake pools con bajos márgenes, e intentar atraer de esta manera a la mayoría de los delegantes de la red”. Podría entonces controlar el consenso, y dañar o incluso destruir el sistema".
En las siguientes secciones, veremos cómo el protocolo de consenso de Cardano pretende abordar esos problemas de seguridad gracias a un mecanismo de incentivos.
Protocolo PoS de Cardano: Validación y creación de bloques
Eventualmente, una red de blockchains es sólo un grupo de nodos interconectados, todos trabajando simultáneamente para validar las transacciones y los bloques por medio del consenso. La definición de consenso varía según la red, pero en Cardano se establece por el protocolo Ouroboros.
En la blockchain de Cardano, el tiempo se divide en distintas partes, llamados slots (intervalos), y 21600 slots se agrupan en períodos más largos, llamados epochs (ciclos).
La división del tiempo en Cardano.
Antes de iniciar un epoch, un sorteo (gestionado automáticamente por el protocolo) determina quién tiene derecho a crear un nuevo bloque para cada slot, y los elegidos se llaman líderes de slot.
El sorteo se basa en la generación de un número aleatorio correspondiente a un ADA circulante que determina quién tendrá derecho a convertirse en líder de slot.
Para simplificar esto, podríamos decir que, potencialmente, todos los titulares de ADA que participan en la red podrían ser elegidos al azar para convertirse en un líder de slot y producir un nuevo bloque.
Pero participar en la red no sólo significa conservar ADA. Participar en la red significa poner a disposición de la red un nodo creador de bloques que pueda correr como stake pool, validando y dando el visto bueno a un bloque cuando sea seleccionado. Al ejecutar un nodo creador de bloques en Cardano, los usuarios participan y contribuyen a la red.
Como incentivo para participar, si un líder de slot logra producir un bloque en un slot determinado, es recompensado por la red. La red recompensa a los participantes en función de su participación (stake) y según las condiciones que son válidas e inmutables durante un epoch determinado.
En el próximo párrafo explicaremos cómo todos los titulares de ADA pueden participar en el protocolo, incluso sin poder operar un nodo creador de bloques por su cuenta, gracias al concepto de stake pools y delegación.
Delegación
La delegación es un mecanismo que permite a los titulares de ADA transferir sus derechos de participación en el protocolo PoS a otra entidad.
Esas entidades se denominan “stake pools” y son responsables de ejecutar el protocolo y correr el nodo productor 24/7, en nombre de los titulares de ADA que se han unido al pool colectivo. Estos fiables nodos productores de bloques mantienen la participación combinada del grupo de delegados en una sola entidad.
La delegación es importante para aumentar la estabilidad y el rendimiento de la red. De hecho:
- No todos los tenedores de ADA podrán hacer funcionar continuamente un nodo creador de bloques que esté bien conectado al resto de la red, sólo para tener la oportunidad de producir nuevos bloques en muy raras ocasiones.
La delegación permite a todos los titulares de ADA participar en el protocolo, independientemente de sus conocimientos técnicos y de la cantidad de ADA que posean. - Incluso si cada usuario pudiera ejecutar un nodo que estuviera online en todo momento, sería difícil mantener todos esos nodos lo suficientemente bien sincronizados como para evitar bifurcaciones inesperadas y mantener una longitud de slot corta.
El mecanismo de delegación de Cardano está diseñado para mantener razonablemente bajo el número de nodos que producen un número significativo de bloques (unos 100 o 1000 nodos), de manera que la comunicación efectiva entre ellos sea realista. Lo define el parámetro “k”.
Para ser eficiente, un stake pool necesita reunir una cierta cantidad de ADA (que representa el poder de consenso) para poder participar activamente en el consenso de la red.
El poder de consenso de un stake pool se determina por su participación total (stake), que es representado por la suma de ADA participada por el operador del stake pool y sus delegantes.
Siguiendo este principio, las posibilidades de conseguir un slot determinado son proporcionales al stake del stake pool. Para evitar que la gente se apodere de la mayor parte del consenso, un bloque que produce nodos en la blockchain de Cardano alcanza el punto de saturación cuando reúne un cierto porcentaje del total de ADA en participación global. Este valor está directamente relacionado con el factor “k” que define el número deseado de stake pools en la red.
Cuando un stake pool alcanza ese punto de saturación comienza a recibir menos asignación de bloques, y proporcionalmente sus recompensas.
Los delegantes pueden elegir libremente en qué stake pool quieren confiar para que produzca bloques en su nombre. Así, los delegantes pueden directamente incrementar o disminuir el poder de consenso de un stake pool.
Los delegantes actuarán en su mejor interés, por lo que están motivados para elegir un stake pool que funcione bien y les proporcione las mejores recompensas posibles.
El stake pool debe entonces actuar en el mejor interés de la red. Se espera que los delegantes reciban recompensas para que sean garantes del comportamiento honesto de los stake pools.
Cómo funciona el proceso de delegación.
Lo sincentivos en Ouroboros
Según lo definido por los ingenieros de IOHK en un informe técnico especializado y revisado por pares expertos, “En un nivel alto, el objetivo del mecanismo de incentivos es incentivar a las partes interesadas a seguir el protocolo y garantizar así el funcionamiento seguro y eficiente de Cardano”.
Aunque el protocolo de Ouroboros no es tan costoso de ejecutar como el protocolo de PoW, su operación conlleva algunos costos. Por consiguiente, los operadores de stake pool son recompensados por ejecutar el protocolo (en forma de ADA) que provienen de las comisiones por transacción y de una subvención en forma de emisión de ADA.
Para reconocer la labor de los operadores, se les permite declarar los costos adicionales al registrar su stake pool:
- Costos de funcionamiento del equipo por epoch (expresados en ADA),
- Margen de beneficios (en términos porcentuales), lo que constituye un incentivo para mantener la infraestructura fiable, actualizada y segura.
Después de cada epoch, las recompensas se distribuyen entre todas las partes involucradas que han delegado en un stake pool. Estas recompensas provienen de dos fuentes:
- Comisiones por transacción: Se recauda de las transacciones comprendidas en un bloque creado durante ese epoch.
- Expansión monetaria.
La siguiente fórmula define cómo funciona el mecanismo de recompensas.
“El monto de las recompensas disponibles, esto es las comisiones por transacción más la expansión monetaria, se indica con R. En primer lugar, se determina la parte de todas las recompensas disponibles que puede recibir un stake pool específico, de la siguiente manera”:
Cálculo de recompensas en Cardano.
Una vez calculadas y ajustadas las recompensas de cada stake pool según su rendimiento, se distribuyen entre el operador del pool y las personas que delegaron parte o toda su participación en dicho pool.
Esto sucede en varios pasos:
- Primero, los costos declarados son restados y enviados al operador del stake pool.
- Luego, se resta el margen declarado, y se le entrega al operador del stake pool.
- En última instancia, el resto se divide equitativamente (proporcional a la participación delegada), entre todas las personas que delegaron en el pool, incluyendo a los propietarios del pool que delegaron a través de su pledge.
La cantidad real de ADA recibida en recompensas puede variar y dependerá de varios factores, entre ellos: el rendimiento del stake pool, es decir, el número real de bloques producidos en un epoch determinado, en comparación con el número que se esperaba que produjera. Los cambios en los parámetros de la red también pueden afectar a las recompensas.
Cómo beneficiarse de la seguridad de la red - Recompensas del protocolo Cardano
El objetivo general de participar en un protocolo PoS es proporcionar seguridad a la red. Cuanto más stake pools estén online y produciendo bloques, más segura se vuelve la red.
La recompensa asociada a la validación de los bloques tiene por objeto funcionar como un incentivo (en forma de token nativo de Cardano, ADA) pagado por ejecutar el protocolo y producir bloques 24/7.
Así pues, existen dos maneras en que un tenedor de ADA pueda obtener recompensas y, por lo tanto, ser incentivado para mantener la red en funcionamiento: Delegando su participación a un stake pool gestionado por otra persona, o bien gestionando su propio stake pool.
Como hemos visto, sólo los nodos creadores de bloques (stake pools) pueden ser elegidos por la red para producir nuevos bloques en cada slot. La ejecución de esos nodos requiere dos cosas importantes:
- Experiencia y recursos para operar de forma fiable un nodo 24/7.
- Una cantidad significativa de ADA participada.
La cantidad de ADA delegada a un determinado stake pool es utilizada por el protocolo de Ouroboros para seleccionar quién debe añadir el siguiente bloque en la blockchain, y obtener de esta manera una recompensa. Cuanta más cantidad de ADA se delega en un stake pool (hasta un cierto punto de saturación), más probable es que dicho pool firme el siguiente bloque y entonces las recompensas se repartan entre todos los que delegaron sus ADA a dicho stake pool.
La idea general detrás de esto es crear un buen comportamiento entre todas las personas que quieren participar en la red. Si tienes la capacidad técnica para dirigir un nodo productor de bloques y tienes suficientes ADA para llegar a la saturación, puedes decidir operar un stake pool privado, y conservar todas las recompensas que van a ser generadas por tu trabajo.
Pero para la mayoría de los tenedores de ADA, sería más relevante asociarse con otros miembros de la comunidad de Cardano para gestionar stake pools que sean eficientes y aporten utilidad a la red para compartir las recompensas. La idea principal dentro de Cardano es siempre llegar a una solución en la que todos ganen para todos los individuos que quieran ayudar a dirigir y asegurar la red.
Proof of Africa [PROOF] es un stake pool que estimula la adopción en África.
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