馃嚜馃嚫 Ouroboros: Seguro, sostenible y escalable

Ouroboros: El protocolo Proof-of-Stake impulsa la revoluci贸n sostenible de la blockchain de Cardano.

Introducci贸n

El surgimiento del bitcoin y su protocolo proof-of-work [prueba de trabajo] inici贸 una revoluci贸n, posibilitando la creaci贸n de redes distribuidas seguras y sin permisos. No obstante, el proof-of-work tiene inconvenientes, entre ellos el consumo de energ铆a necesario, que dificulta la escalabilidad y la sostenibilidad. Ah铆 es donde entra en juego Ouroboros, el primer protocolo proof-of-work con seguridad demostrable que ofrece y mejora las garant铆as de seguridad del proof-of-work a una fracci贸n del coste energ茅tico.

驴Qu茅 es Ouroboros?

Ouroboros es la familia de protocolos de consenso proof of stake [prueba de participaci贸n] utilizada por Cardano y constituye un gran avance en la tecnolog铆a blockchain. Como primer protocolo de prueba de estaca de seguridad demostrable, Ouroboros se basa en investigaciones revisadas por expertos. Conjuga varias tecnolog铆as innovadoras y mecanismos verificados matem谩ticamente, incluyendo principios de psicolog铆a del comportamiento y filosof铆a econ贸mica. Como resultado, se obtiene un protocolo capaz de garantizar y respaldar la seguridad y sostenibilidad de cualquier blockchain que lo implemente, lo que lo convierte en la opci贸n ideal para crear redes distribuidas y sin permisos capaces de dar soporte a nuevos mercados. Con Ouroboros, los participantes -o stake pools- son seleccionados para crear nuevos bloques en funci贸n de la participaci贸n que controlan en la red, lo que garantiza la estabilidad y la seguridad de la blockchain.

Proof-of-Stake y Proof-of-Work

Los principales protocolos de blockchain son dos: PoS y PoW. PoW es el protocolo blockchain que utiliza Bitcoin, que requiere una enorme energ铆a para lograr el consenso para cada nuevo bloque. En cambio, PoS selecciona a los participantes para crear nuevos bloques en funci贸n del staking que controlan en la red, lo que permite escalar las redes horizontalmente y aumentar el rendimiento mediante la incorporaci贸n de nodos adicionales. Esto hace que PoS sea m谩s eficiente energ茅ticamente y escalable que PoW.

Caracter铆sticas de Ouroboros

Seguridad mediante la selecci贸n aleatoria de l铆deres:

Ouroboros hace gala de una seguridad matem谩ticamente verificable contra los atacantes con un protocolo seguro garantizado siempre que el 51% de la apuesta est茅 en manos de participantes honestos. Este hecho se consigue mediante la selecci贸n aleatoria de l铆deres, lo que garantiza una distribuci贸n justa del control de la red. Asimismo, Ouroboros sigue evolucionando a trav茅s de nuevas iteraciones y rigurosos an谩lisis de seguridad, superando a otros protocolos proof-of-stake que se basan en una garant铆a del 33%.

Incentivos para los participantes de la red:

Para garantizar la sostenibilidad de las redes blockchain que utilizan Ouroboros, el protocolo cuenta con un s贸lido mecanismo de incentivos que recompensa a los participantes de la red por su participaci贸n. Al operar un stake pool o delegar su stake en ada a un stake pool, los participantes pueden ganar recompensas en forma de ada, promoviendo la participaci贸n activa en la red.

Stake pools y mecanismo de delegaci贸n:

Ouroboros distribuye el control de la red entre los stake pools y los operadores de nodos con la infraestructura necesaria para garantizar una conexi贸n coherente y fiable a la red. A cada nodo se le asigna un stake pool, y el l铆der es recompensado por a帽adir un bloque a la cadena.

Si delega su stake a un stake pool espec铆fico, los titulares de ada aumentan la probabilidad de que el pool sea seleccionado como l铆der de la ranura y comparten las recompensas del stake pool. A diferencia de Ethereum, los usuarios pueden delegar tan solo 1 ADA, lo que promueve una red descentralizada e inclusiva.

Eficiencia energ茅tica para un escalado sostenible:

Ouroboros aborda los retos de eficiencia energ茅tica a los que se enfrentan la blockchain existentes ofreciendo hasta cuatro millones de veces la eficiencia energ茅tica del bitcoin. Esto permite a Cardano asegurar, de forma sostenible y 茅tica, la longevidad de la red.

驴Cu谩l es el mecanismo que hay detr谩s de Ouroboros?

Ouroboros procesa los bloques de transacciones dividiendo las cadenas en 茅pocas, que a su vez se dividen en franjas horarias. Cada ranura tiene un l铆der designado responsable de a帽adir un bloque a la cadena y pasarlo al siguiente l铆der. La selecci贸n de estos nodos es proporcional al n煤mero de tokens que han aportado mediante la delegaci贸n de stake.

Los l铆deres deben considerar transitorios los 煤ltimos bloques para evitar actividades maliciosas en la blockchain. Cada bloque se convierte en parte final de la cadena solo despu茅s de que se haya acumulado un cierto n煤mero de bloques transitorios por encima de 茅l. Este concepto, denominado 鈥渞etardo de liquidaci贸n鈥, garantiza la transmisi贸n segura de la cadena entre los participantes.

Ouroboros no es solo una innovaci贸n tecnol贸gica, sino tambi茅n una filosof铆a que explora el equilibrio ideal entre los intereses individuales y colectivos a trav茅s de la teor铆a de juegos. El mecanismo incentiva la participaci贸n directa en el ecosistema con recompensas y desalienta a los actores deshonestos con penalizaciones.

Puesta en pr谩ctica de Ouroboros

Varias implementaciones de Ouroboros se basan en este concepto central y ofrecen caracter铆sticas y ventajas adicionales.

Implementaci贸n cl谩sica

La implementaci贸n cl谩sica de Ouroboros fue la primera iteraci贸n del protocolo y persegu铆a tres objetivos esenciales:

  • Desarrollar un protocolo energ茅ticamente eficiente que pueda rivalizar con PoW.
  • Introducir un marco matem谩tico para analizar PoS.
  • Implementar un mecanismo novedoso para recompensar a los participantes en un mecanismo PoS.

La aleatoriedad de la selecci贸n de l铆deres en Ouroboros Classic a帽ade una capa adicional de seguridad, impidiendo la formaci贸n de patrones para la selecci贸n de l铆deres y haciendo que la red sea m谩s resistente a los ataques.

Implementaci贸n de la tolerancia bizantina a fallos (BFT)

Ouroboros BFT fue la segunda implementaci贸n del protocolo, utilizada durante la actualizaci贸n de Byron para preparar el lanzamiento de Shelley, orientado a la descentralizaci贸n. BFT permiti贸 la comunicaci贸n s铆ncrona entre los servidores federados que componen la blockchain, ofreciendo un consenso en cadena m谩s preciso y determinista.

Implementaci贸n de Ouroboros Praos

Ouroboros Praos es un protocolo de blockchain de proof-of-stake que garantiza la seguridad contra la corrupci贸n totalmente adaptativa en el entorno semis铆ncrono. Significando que un adversario puede corromper a cualquier participante de una poblaci贸n de interesados que evoluciona din谩micamente en cualquier momento, siempre que la distribuci贸n de interesados mantenga una mayor铆a honesta de staking. Adicionalmente, el protocolo puede tolerar un retraso en la entrega de mensajes controlado por el adversario que sea desconocido para los participantes en el protocolo.

Ouroboros Praos recurre a una forma adecuada de firmas digitales seguras hacia adelante y a una nueva funci贸n aleatoria verificable que mantiene la imprevisibilidad bajo la generaci贸n de claves maliciosas para lograr estas garant铆as. La prueba de seguridad del protocolo desarrolla un marco combinatorio general para analizar blockchain semisincr贸nicas. Se demuestra que el protocolo es seguro bajo supuestos criptogr谩ficos est谩ndar en el modelo de or谩culo aleatorio.

Implementaci贸n de Ouroboros G茅nesis

Ouroboros G茅nesis es la cuarta iteraci贸n de Ouroboros, y mejorar谩 a煤n m谩s a Ouroboros Praos a帽adiendo una novedosa regla de selecci贸n de cadena que permite a las partes arrancar desde un bloque g茅nesis sin necesidad de puntos de control de confianza o suposiciones sobre la disponibilidad pasada. El documento sobre G茅nesis tambi茅n ofrece pruebas de la componibilidad universal del protocolo, demostrando que puede componerse con otros protocolos en configuraciones arbitrarias en un entorno del mundo real sin perder sus propiedades de seguridad.

Conclusiones

El protocolo Ouroboros es un innovador protocolo proof-of-stake que impulsa la revoluci贸n sostenible del blockchain de Cardano. Al contrario que el protocolo proof-of-work tradicional, Ouroboros es energ茅ticamente eficiente y ofrece redes blockchain probadamente seguras y escalables. Sus caracter铆sticas 煤nicas incluyen la delegaci贸n de stake, stake pools, incentivos y recompensas, y un mecanismo de retraso de liquidaci贸n, que garantiza la transmisi贸n segura entre los participantes. Ouroboros combina tecnolog铆a y filosof铆a innovadoras para equilibrar los intereses individuales y colectivos. Ofrece un protocolo estable y sostenible que define los par谩metros de un nuevo mundo, haci茅ndolo m谩s seguro para todos. Existen varias implementaciones de Ouroboros, cada una de las cuales se basa en la iteraci贸n anterior y ofrece ventajas adicionales. La 煤ltima, Ouroboros G茅nesis, mejorar谩 a Praos, a帽adiendo una novedosa regla de selecci贸n de cadena, permitiendo a las partes arrancar desde un bloque g茅nesis sin necesidad de puntos de control de confianza.


Traducci贸n al espa帽ol de 鈥淪ecure, Sustainable, and Scalable: The Ouroboros鈥, escrito por
Bandhan, en marzo 14 de 2023.


Notas del traductor

  • Corchetes del traductor.
  • :uk: indica que el enlace apunta a un contenido en idioma ingl茅s.
  • :es: indica que el enlace apunta a un contenido en idioma espa帽ol.

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