🇪🇸 Vídeo de pizarra Parte 2: Escalabilidad

:es: Traducción al español de “Whiteboard Video Part 2: Scalability”

Publicado en Lido Nation el 22 de Noviembre de 2021 por Stephanie King


Esta serie de artículos es un resumen escrito del famoso vídeo “pizarra blanca” de Charles Hoskinson, publicado en 2017. En él, sentó las bases y la visión de Cardano. Para muchas personas, el vídeo es un “punto de inflexión” en su comprensión y entusiasmo por Cardano, y lo que lo hace distintivo en el espacio blockchain. Es notable que el video se remonta a 2017 - toda una vida en el espacio blockchain - sin embargo, estas ideas siguen impulsando y energizando a la comunidad Cardano hoy. Estos artículos son palabras e ideas de Charles, editadas para mayor claridad y legibilidad en forma escrita.

En la Parte 1, aprendimos que la 3ª Generación de criptomonedas trata de resolver los problemas de Escalabilidad, Interoperabilidad y Sostenibilidad. En este segundo extracto del vídeo de la pizarra, Charles explica la solución de Cardano a la escalabilidad:

La escalabilidad tiene muchos significados, pero desde la perspectiva de la criptomoneda, se puede considerar de tres maneras:

1) Transacciones por segundo (TPS)

A menudo oirás a la gente decir, “Bueno Bitcoin tiene 7 transacciones por segundo” o “Ethereum tiene 10 o 20 transacciones por segundo”. Esto es simplemente la noción de cuántas transacciones son capaces de ser procesadas en el blockchain dentro de un período finito de tiempo. [Nota del editor: Cardano ha alcanzado ~250 TPS, ¡con planes de aumentar ese número mucho más!]

Presentación de Ouroboros

Para hacer frente a los TPS, hemos desarrollado un documento técnico revisado por pares para nuestro protocolo de prueba de participación de seguridad demostrable llamado Ouroboros. Ouroboros es uno de los protocolos de consenso más eficientes en el espacio de las criptomonedas, y es el primero en demostrar su seguridad de una forma criptográfica muy rigurosa. La magia de Ouroboros es que ha sido diseñado de forma modular y con garantía de futuro en su ADN.

Así funciona Ouroboros:

Primero, divide el mundo en épocas. [Actualmente, una época Cardano es de 5 días]

Dentro de una época, echa un vistazo a la distribución de tokens y, a partir de una fuente de números aleatorios, celebra una elección para crear “Slot Leaders”.

Los Slot Leaders hacen funcionalmente lo mismo que un minero hace en Bitcoin cuando "gana¨ un bloque. La diferencia es que no requiere los grandes recursos computacionales que requiere Bitcoin. Como consecuencia, este sistema es considerablemente más barato de ejecutar, aunque tengamos garantías de seguridad similares. ¡Es un gran avance!

Estas son algunas de las ventajas del protocolo Ouroboros:

→ Los líderes de slot no tienen que limitarse a mantener un único bloque y una única cadena. Pueden mantener otros bloques y otras cadenas porque el coste de construir un bloque es muy bajo. Ahora es posible hablar de consenso sobre una serie de cadenas de bloques en lugar de una única cadena.

->Además, las épocas podrían ejecutarse en paralelo; en lugar de ejecutar una época y luego otra, vamos a desarrollar un sistema con Ouroboros en el que las épocas se ejecuten en paralelo y las transacciones se dividan en consecuencia. Lo que esto significa es que a medida que ganes más usuarios, y tus usuarios ganen más capacidades, estos líderes de slot podrán mantener más tipos de blockchains y también ejecutar el procesamiento de transacciones para blockchains en paralelo. ¡Esto es un gran avance!

->Ouroboros tiene unos estándares de seguridad muy rigurosos tanto en sus fundamentos teóricos como en su implementación. A medida que desarrollemos nuevas capacidades para el protocolo, estas capacidades también serán seguras. Esto contrasta con otros sistemas, en los que hay que probar estas cosas caso por caso y, en algunos casos, hacer modificaciones importantes en el sistema para que crezca de forma segura.

->Tenemos la intención de que Ouroboros sea resistente cuántico en algún momento de 2018. Cuando el líder slot firme sus bloques, estará utilizando un esquema de firma resistente cuántico. Con esto, conseguimos que el sistema sea aún más resistente al futuro. [Nota del editor: Los ordenadores cuánticos son los potentes ordenadores del futuro, que imaginamos que pueden ser capaces de romper claves criptográficas. A día de hoy, esta amenaza es hipotética, pero planificarla ahora es una importante medida de previsión].

Estas características responden a estas cuestiones de escalabilidad:

“¿Cómo construimos una forma de mantener la red que no cueste 300.000 dólares/hora, que es lo que cuesta Bitcoin actualmente?”. [Nota del editor: Charles Hoskinson dio esta charla en 2017. El coste energético de Bitcoin se ha más que cuadruplicado desde entonces. Los requisitos energéticos para hacer funcionar Bitcoin superan los de todo el país de Argentina. Bitcoin Uses More Electricity Than Many Countries. How Is That Possible? - The New York Times]

“¿Cómo construimos un sistema que nos permita ir en paralelo y mantener múltiples cadenas concurrentemente?”.

Responder a estas preguntas es el núcleo de Ouroboros.

2) Ancho de banda

Las transacciones por segundo son importantes, pero no es lo único que debe preocuparnos. Las transacciones transportan datos, y a medida que hay más transacciones se necesitan más recursos de red. Esta es la noción de ancho de banda. Para escalar un sistema - si va a crecer hasta millones y miles de millones de usuarios - ese sistema podría requerir cientos de gigabytes por segundo de ancho de banda para soportar todos los datos que fluyen a través de él. Este tipo de volumen es familiar en el mundo empresarial, pero no en el mundo peer-to-peer.

Presentación de RINA

A medida que nuestra red pasa de unos cientos de transacciones por segundo a cientos de miles de transacciones por segundo, no podemos mantener una topología de red homogénea. En otras palabras, no podemos tener una situación en la que cada nodo tenga que relacionar todos los mensajes. A medida que crezcamos, habrá nodos que no tengan esa capacidad. Así que estamos estudiando un nuevo tipo de tecnología llamada RINA. Son las siglas de Recursive Internetwork Architecture. RINA es una nueva forma de estructurar redes utilizando principios de ingeniería inteligentes, concebidos principalmente por John Day, de la Universidad de Boston. El objetivo de RINA es construir una red heterogénea que nos proporcione privacidad, transparencia y escalabilidad. RINA es un gran paso adelante que nos dará una forma de ajustar y configurar Cardano a medida que crece.

3) Escala de datos

Las Blockchains almacenan cosas - ¡esperemos que para siempre! Cada vez que introduces una transacción, acaba en el registro. Así que, a medida que se realizan más transacciones, se necesitan más y más datos. Como consecuencia, las blockchains crecerán de megabytes a gigabytes a terabytes a petabytes… potencialmente incluso exabytes. Esto está bien en el mundo de las grandes empresas [con centros de datos centralizados], pero cuando hablamos de un sistema replicado cuyo modelo de seguridad depende de que cada nodo tenga una copia de la blockchain…". Ese volumen de datos es sencillamente inviable para los dispositivos de hardware de consumo [es decir, los típicos ordenadores domésticos].

Cardano intenta resolver estos problemas de una forma muy elegante. En Cardano, a medida que añadimos personas a la red, naturalmente obtenemos más transacciones por segundo. También obtenemos naturalmente más recursos de red. Eventualmente, obtendremos más almacenamiento de datos en general. Todo ello sin comprometer nuestro modelo de seguridad.

Introducción de la poda, la partición y las cadenas laterales

Para abordar el problema del escalado de datos, debemos darnos cuenta de que no todo el mundo necesita todos los datos. Las transacciones que Alice envía a Bob no son necesariamente relevantes para Jane y Bill. Sólo son relevantes desde el contexto de que estas personas puedan saber que los tokens que reciben son legítimos y correctos. Algunas técnicas para solucionar esto son

  1. Poda: Restringir lo que algunas personas pueden ver, de forma inteligente caso por caso.

  2. Partición: un usuario puede no tener una copia completa de la cadena de bloques, sino sólo un fragmento.

  3. Cadenas laterales: crean una representación comprimida de una cadena de bloques [en una cadena lateral] y trasladan las transacciones entre cadenas.

Rigor académico - Un diferenciador de Cardano

Una de las cosas más importantes a la hora de desarrollar nueva criptografía es asegurarse de que se hace de una forma muy rigurosa y revisada por pares. Ouroboros fue aceptado en “Crypto 17” [la 37ª Conferencia Anual de Criptografía Académica], donde nuestro equipo lo presentó. Las futuras versiones del protocolo seguirán sometiéndose a una revisión por pares más rigurosa, lo que nos da una gran seguridad de que el diseño conceptual del sistema es correcto. También estamos modelando una especificación formal de Ouroboros mediante el “cálculo lateral”, un lenguaje de modelado formal comprensible para las máquinas. Con el tiempo, podremos conectarnos al código Haskell en nuestro repositorio de github y demostrar que hemos implementado correctamente el protocolo. Se trata de un estándar que no existe en el ámbito de las cadenas de bloques, y estamos muy contentos de ser los primeros en hacerlo.

El objetivo del proyecto Cardano es estudiar todas las cuestiones de forma rigurosa y proponer nuevas arquitecturas de blockchain. Las soluciones deben permitir a la gente disponer de cantidades mucho menores de datos, sin perder el mismo nivel de garantía de que las transacciones son correctas. Una suerte es que, mientras que las necesidades de TPS y ancho de banda crecen rápidamente, el almacenamiento de datos sigue siendo relativamente barato y está disponible. Así que creemos que el aspecto del escalado de datos de Cardano será algo que no tendremos tanta urgencia en resolver. En la Universidad de Edimburgo se está investigando sobre estas cuestiones; creemos que tendremos una solución total a este problema a finales de 2019.

Así que este es el primer pilar de la criptomoneda de tercera generación: La escalabilidad.

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