Traducción al español de “Hydra – Cardano’s solution for ultimate Layer 2 scalability”, escrito por Sebastian Nagel, Jefe de Ingeniería de Software en IOG, el 16 de septiembre de 2021.
La escalabilidad se ha incorporado a la hoja de ruta de desarrollo de Cardano; llega Hydra
La actualización Alonzo hace posible la creación de smart contracts, aplicaciones descentralizadas (DApps) y otras aplicaciones sobre Cardano.
Esta actualización representa un significativo impulso en la trayectoria de Cardano, ya que despliega la capacidad de crear scripts [secuencias de comandos] a nivel básico, lo que a su vez permitirá mayor innovación y desarrollo de la red. Además, es el inicio del proceso de transformación de una blockchain basada en transacciones y tokens en una combinación dinámica de creatividad, inclusión financiera y desarrollo descentralizado.
Uno de los desarrollos más interesantes de Alonzo es Hydra, una solución crucial de capa 2 destinada a optimizar aún más la escalabilidad de Cardano incorporando un nuevo protocolo sobre la existente capa 1 de la blockchain.
Hydra: la solución de capa 2 de Cardano
Un algoritmo de consenso crea un entorno seguro y de confianza en una red de cadenas de bloques, pues garantiza que se llegue a un acuerdo sobre el historial de transacciones. En Cardano el consenso se realiza a través de Ouroboros, un eficiente algoritmo proof-of-stake. No obstante, Cardano, al igual que cualquier blockchain sin permisos, ha de hacer frente a los retos que plantea la escalabilidad a la hora de proporcionar el rendimiento necesario para soportar aplicaciones en el mundo real, como los pagos, la identificación, los juegos o los servicios móviles. Al fin y al cabo, la blockchain precisa conseguir un consenso global en todas y cada una de las transacciones.
Las transacciones de Cardano conllevan tarifas. Quienes dirigen la red (los operadores de stake pool) han de ser recompensados debidamente por el trabajo que realizan, así que las tarifas han de fijarse en un nivel sostenible. Los usuarios [por su parte,] querrán pagar tarifas que consideren aceptables. También es necesario que la blockchain esté protegida, por ejemplo, contra ataques de denegación de servicio (DoS¹, Denial-of-Service por sus siglas en inglés). En consecuencia, las tarifas no pueden fijarse a un nivel tan bajo que suponga un riesgo indebido: los ataques de denegación de servicio deben tener un coste lo suficiente elevado para que resulte imposible de afrontar por un atacante potencial. También el almacenamiento es una cuestión relevante, ya que un historial de transacciones en constante crecimiento puede provocar problemas de espacio disponible. De hecho, las blockchains más exitosas están expuestas a convertirse en “víctimas” de su propio éxito.
Hydra es una solución de escalabilidad de capa 2 que pretende dar respuesta a todas estas preocupaciones y cuyo objetivo es maximizar el rendimiento, minimizar la latencia, incurrir en costes bajos o nulos y reducir en gran medida los requisitos de almacenamiento.
Escalado isomórfico
¿Y cómo lo hace? Ofreciendo medios más eficientes para procesar las transacciones fuera de la cadena para un conjunto de usuarios, al tiempo que utiliza el libro mayor [ledger] de la cadena principal como capa de liquidación segura, Hydra consigue garantizar la seguridad al tiempo que se mantiene ligeramente acoplada a la cadena principal. Como no precisa de un consenso global, es capaz de adecuarse a una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, Hydra permite que las tarifas de transmisión y el valor mínimo de UTXO se establezcan a partir de 1 o 2 lovelaces, lo que es fundamental para las microtransacciones y los casos de uso que éstas desbloquean.
Pero lo más relevante es que Hydra introduce el concepto de canales de estado isomórficos: que es la capacidad de reutilizar la misma representación del libro mayor para producir hermanos de libro mayor uniformes y fuera de la cadena, a los que llamamos cabezas ( lo que explica el nombre de Hydra, que hace referencia a la criatura mitológica de múltiples cabezas). Concretamente para Cardano, esto significa que los activos nativos, tokens no fungibles (NFT) y los scripts de Plutus están disponibles dentro de cada cabeza de Hydra. El isomorfismo hace posible una extensión natural del sistema, en lugar de uno atornillado.
Gran parte de las transacciones que actualmente se gestionan en la cadena principal o en las aplicaciones que se ejecutan en la misma pueden beneficiarse directamente de Hydra, ya que entiende los mismos formatos de transacción y firmas. Esto disminuye en extremo la barrera de entrada a Hydra para los clientes existentes y potenciales, quienes pueden reutilizar la infraestructura probada de Cardano para construir wallets y aplicaciones que interactúen con el sistema de capa 2. Además, se puede crear un Cabeza de Hydra sin necesidad de fondos iniciales por parte de la parte receptora, permitiendo una experiencia de usuario sin problemas.
Desarrollo de una prueba de concepto
Hemos implementado el protocolo básico de la Cabeza de Hydra como prueba de concepto de un nodo de Hydra [hydra-node]. Una versión preliminar para desarrolladores estará lista cuando se celebre la próxima cumbre de Cardano. Los desarrolladores (o cualquier persona interesada) podrán poner en marcha uno o varios nodos hidra en línea, abriendo una Cabeza de Hydra con un número limitado de participantes y alimentándola con transacciones. Los usuarios pueden esperar ver un prototipo en funcionamiento a través de una red de pruebas dedicada, junto con las primeras cifras de evaluación comparativa y la documentación en este repositorio de GitHub . Es posible que todavía no haya ningún componente orientado al usuario (wallet, interfaz de usuario, etc.).
Conviene también hacer una puntualización sobre las transacciones por segundo (TPS), que a menudo se utilizan de forma bastante torpe como única medida de “éxito” cuando se trata de la escalabilidad. Hay quienes tienden a calificar una red sobre la base de su rendimiento máximo medido en términos de transacciones por segundo (TPS). Aunque ésta es una medida razonable para los sistemas “heredados” en los que existe una gran previsibilidad y conformidad (por ejemplo, la red VISA), resulta una métrica menos valiosa para los sistemas distribuidos. En su lugar, como otra forma más práctica de medir la velocidad de las transacciones de blockchain, nos centramos inicialmente en la latencia (el tiempo que transcurre hasta que se confirma una transacción). La latencia mínima en la red principal es de 20 segundos (un bloque). Este es el punto de partida. En un sistema de capa 2 como Hydra, es posible lograr tiempos de confirmación de menos de un segundo . Ya se han utilizado términos como “un millón de TPS”. Es una cifra atrevida, y aunque sigue siendo un objetivo aspiracional, el objetivo final de cualquier sistema es la flexibilidad para aumentar la capacidad con la demanda. El rendimiento medido en TPS por cabezal Hydra es secundario y está limitado principalmente por el hardware disponible. En principio, añadiendo un número cada vez mayor de cabezales Hydra al sistema, se puede conseguir un rendimiento arbitrariamente alto para el sistema en su conjunto.
La evolución de Hydra en el tiempo
Seguiremos desarrollando a corto plazo el Nodo Hydra y el protocolo de la Cabeza Hydra hasta que se convierta en una base sólida y estable para que la comunidad (¡y para nosotros!) construya aplicaciones destinadas al mundo real. Dichas aplicaciones se beneficiarán de la rapidez de las liquidaciones y del bajo coste de las transacciones. Además, nos encontramos desarrollando activamente otras características fundamentales, como el soporte de múltiples cabezas por nodo, la persistencia y las extensiones del protocolo Head
Más adelante, entre 6 y 12 meses, los avances dependerán en mayor medida de los resultados de nuestra investigación y experimentación, además de las opiniones de la comunidad de desarrolladores. En la actualidad estamos investigando formas de interconectar varias cabezas de Hydra para aumentar el “alcance” de nuestra solución de capa 2, por ejemplo, y también estamos probando diferentes métodos para facilitar la integración y el uso de Hydra. A largo plazo, una de las visiones más emocionantes es el desarrollo de “cabezas virtuales” ejecutando el protocolo de las cabezas Hydra dentro de las cabezas Hydra, utilizando así plenamente el isomorfismo de nuestra solución de capa 2. En ello está la escalabilidad verdadera, teóricamente ilimitada.
La flexibilidad es la clave de la escalabilidad y el crecimiento
El concepto general de Hydra es proporcionar una solución pionera de escalabilidad de capa 2 adecuada para Cardano, una blockchain de tercera generación basada en UTXO capaz de soportar smart contracts. Hydra reducirá los costes al tiempo que aumenta el rendimiento y mantiene la seguridad.
Hydra reproduce la funcionalidad de la cadena principal minimizando la fricción para los usuarios, pero permite la flexibilidad de tener una estructura diferente de tarifas/costes y restricciones de tiempo en la capa 2. Todo ecosistema de éxito equilibra las necesidades de todos los usuarios. Queremos que este ecosistema sirva a las necesidades de los consumidores individuales, las empresas, los profesionales y la creciente lista de DApps y sus desarrolladores.
Gracias al hard fork Alonzo, Cardano emprenderá un nuevo viaje como plataforma de smart contract, permitiendo tecnologías como Hydra, que a su vez mejorarán drásticamente la escalabilidad de Cardano, y por lo tanto fomentarán su adopción.
*En la Cumbre Cardano 2021, que se celebrará los días 25 y 26 de septiembre, expondremos más detalles sobre Hydra, su progreso hasta la fecha y sus objetivos para el futuro. Asegúrese de unirse a nosotros.
Matthias Benkort, Arnaud Bailly y Fernando Sánchez también han contribuido a este artículo.
Notas del Traductor:
¹ DoS: Ataque de Denegación de Servicio, Denial-of-Service por sus siglas en inglés, es un ataque destinado a apagar una máquina o red, haciéndola inaccesible para los usuarios previstos . Los ataques DoS logran esto inundando el objetivo con tráfico o enviándole información que desencadena un bloqueo.