Es este el primero de una serie de artículos que analizan la investigación en la que se sustenta Cardano
Desde su creación en 2015, el proyecto Cardano tuvo un objetivo claro: transformar la forma en que se diseñan y desarrollan las criptomonedas. Más que un libro blanco [whitepaper] único y autorizado, el proyecto combinó una serie de principios de diseño científico y mejores prácticas de ingeniería para producir una blockchain sólida, pionera y basada en la investigación. Los principios más importantes del desarrollo de Cardano se presentaron en el ensayo 
“Por qué Cardano” ¹ y en el vídeo 
“Pizarra de Cardano” de Charles Hoskinson. Este enfoque basado en la investigación sitúa a Cardano en una posición única entre otras plataformas de blockchain.
Las mejores prácticas, ideas y contribuciones formaron la base de Cardano para construir un libro de contabilidad seguro, descentralizado y escalable. Actualmente existe un cuerpo sustancial de investigación, representado por la extensa biblioteca de documentos investigativos de Input Output Global, que en el momento de escribir este artículo asciende a 139. Muchos de ellos han sido revisados por pares y aceptados en conferencias académicas de primer nivel. Según la herramienta Google Scholar, el documento original de Ouroboros ha sido citado más de 1.200 veces.
Documentos de investigación
En palabras de Charles Hoskinson, Director General de IOG:
La descentralización plantea importantes retos técnicos a los sistemas financieros de todo el mundo y IOG Research está interesado en todos ellos.
Para IOG Research, la visión es ser una institución líder en el estudio académico de las infraestructuras de blockchain y fintech ² y, más ampliamente, de los sistemas distribuidos asegurados por técnicas criptográficas e incentivados a través de la teoría de los juegos ³ económicos. IOG ha consolidado su reputación por abordar cuestiones de investigación difíciles en general, y por construir bases formales y fiables para la industria de la infraestructura fintech blockchain en particular.
En este artículo, repasamos algunos de los trabajos de investigación que establecieron los cimientos de Cardano.
Ouroboros
El primer artículo que impulsó la investigación del proyecto fue ‘Ouroboros: A Provably Secure Proof-of-Stake Blockchain Protocol’, el cual fue revisado académicamente por pares y publicado en Crypto 2017.
En el corazón de las redes blockchain se encuentra el consenso. Para Cardano, Ouroboros es el protocolo de consenso proof-of-stake. El nombre ‘Ouroboros’ proviene de un antiguo símbolo que representa la eternidad y el retorno sin fin. Para Cardano, Ouroboros simboliza la eternidad teórica de una blockchain.
El protocolo Ouroboros ha sido concebido desde 2017 en varias versiones. En cada “sabor” [léase nueva versión] de Ouroboros se añaden diferentes características y funcionalidades para apoyar la evolución de Cardano. Comenzando con Ouroboros Classic, el libro mayor [ledger] ha sido objeto de actualizaciones periódicas. Ouroboros Classic sentó las bases de un protocolo de consenso proof-of-stake energéticamente eficiente en un entorno federado (el tema de desarrollo de Byron de Cardano). Praos, Genesis y Chronos se diseñaron para garantizar una mayor seguridad en un entorno sin permisos. Mientras que Genesis mejoró el protocolo de Praos, Chronos hará que Genesis sea aún más robusto cuando se implemente. En este artículo detalla la evolución de Ouroboros.
Unido a una tecnología única y a mecanismos verificados matemáticamente, Ouroboros consigue un ‘consenso al estilo Nakamoto’ adaptado a la proof of stake. Ouroboros proporciona las garantías de seguridad y robustez que conocemos del consenso de prueba de trabajo de Bitcoin, a la vez que asegura una mayor eficiencia en términos de consumo de energía. Los participantes en el proof-of-stake, en lugar de confiar en que los mineros resuelvan problemas computacionalmente complejos para crear un bloque, crean y validan los bloques basándose en la participación que controlan en la red.
En su blog, El camino de Ouroboros hacia la descentralización, el profesor Aggelos Kiayias, científico jefe de IOG y de la cátedra de ciberseguridad y privacidad de la Universidad de Edimburgo, afirma:
El protocolo Ouroboros es un libro mayor descentralizado que se analiza en el contexto del comportamiento bizantino y racional. La combinación de elementos de diseño como la participación, la disponibilidad dinámica, el entorno sin confianza y un esquema de incentivos de recompensa compartida es lo que hace que el protocolo sea único.
Delegación y Stake Pools [Grupos de Participación]
Para pasar de un entorno federado a una descentralización total fue necesario realizar algunos ajustes en el protocolo. Resultaba imprescindible proporcionar los medios para una gestión de cuentas adecuada (para permitir una técnica de delegación de participaciones) y una participación incentivada.
El documento ‘Account Management in Proof of Stake Ledgers’ -publicado en 2020- estudia formas de maximizar la participación de los interesados en las actividades de mantenimiento de la red.
Las blockchains proof-of-stake dependen, debido a su naturaleza, de la participación activa de los usuarios [holders de ada]. Las partes interesadas deben estar constantemente en línea para validar las transacciones de la red y producir nuevos bloques. No obstante, no todas las partes interesadas tienen la capacidad o el deseo de estar constantemente en línea. Para garantizar que el sistema sea sólido y siga siendo seguro en tales condiciones, es importante permitir diferentes tipos de participación de los interesados.
La delegación de la participación [stake: cantidad de adas que se posea] aborda este problema y permite que un usuario participe en las actividades de la red delegando su participación en otros participantes. La delegación de participaciones da lugar a stake pools [grupos de participación], nodos servidores que poseen los derechos de participación de varios participantes. El artículo analiza y define matemáticamente la técnica de delegación y también implementa las propiedades básicas de los monederos para procesar pagos seguros.
El artículo “Reward Sharing Schemes for Stake Pools”, también publicado en 2020, introduce mecanismos para incentivar a los interesados por sus actividades.
El poder de un stake pool proviene de la acumulación de stake que se le delega [cantidad de ada (stake) que ponen los usuario que delegan en él]. Para evitar la monopolización de las actividades de validación de la red por parte de un único pool, es esencial que se incentive a los participantes de la red a delegar en un gran número de pools diferentes.
El sistema de reparto de recompensas describe un medio para incentivar adecuadamente a los operadores de stake pool (SPO) y a los delegados por sus actividades, como la validación de transacciones, la creación de bloques, etc. La investigación muestra que el mecanismo de recompensa propuesto dirige la red hacia un nivel deseado de descentralización y, en particular, ofrece protección contra los ataques Sybil. Esto es posible gracias al llamado mecanismo de pignoración, que no fomenta en gran medida la formación de múltiples grupos de apuestas controlados por una única entidad del mundo real.
Gracias al modelo de incentivos de Cardano se establece un ecosistema en el que los participantes racionales se benefician de seguir el protocolo, lo que permite el funcionamiento seguro y eficiente de la blockchain de Cardano. En consecuencia, el resultado es un libro de contabilidad descentralizado que funciona de forma fiable y está asegurado por técnicas criptográficas y mecanismos de recompensa basados en la teoría de los juegos.
¡Esté atento! En los próximos artículos, examinaremos más de cerca algunos de los trabajos de investigación que sentaron las bases de una plataforma funcional de contratos inteligentes. En concreto, iniciaremos con la investigación que permitió un modelo UTxO ampliado, explicaremos lo que realmente significa y cómo permite que el libro mayor maneje múltiples activos y tarifas con una variedad de beneficios para los usuarios.
Traducción al español de “Cardano’s foundational research overview”, escrito por Olga Hryniuk, escritora técnica de IOG, el 9 de junio de 2022.
Notas del traductor
¹ Doblaje al español, cortesía de @CardanoCastellano
² La tecnología financiera (abreviada fintech o FinTech ) es la tecnología y la innovación que tiene como objetivo competir con los métodos financieros tradicionales en la prestación de servicios financieros. La inteligencia artificial, la blockchain, la computación en la nube y los grandes datos se consideran el “ABCD” (cuatro áreas clave) de FinTech. La industria Fintech es una industria emergente que utiliza la tecnología para mejorar las actividades financieras. Fuente: Wikipedia
³ La Teoría de Juegos es un área de la matemática aplicada que utiliza modelos para estudiar interacciones en estructuras formalizadas de incentivos (los llamados «juegos»). La teoría de juegos se ha convertido en una herramienta sumamente importante para la teoría económica y ha contribuido a comprender más adecuadamente la conducta humana frente a la toma de decisiones. Sus investigadores estudian las estrategias óptimas, así como el comportamiento previsto y observado de individuos en juegos. Tipos de interacción aparentemente distintos pueden presentar en realidad una estructura de incentivo similar y, por lo tanto, se puede representar mil veces conjuntamente un mismo juego. Fuente: Wikipedia
-
Corchetes del traductor.
-
indica que el enlace apunta a un contenido en idioma inglés.
-
indica que el enlace apunta a un contenido en idioma español.