Investigadores abordan los problemas de la cadena de bloques del futuro con Bitcoin-NG

La cuestión de cómo aumentar mejor la capacidad de procesamiento de transacciones de la cadena de bloques puede ser la crisis actual de Bitcoin, pero eso no impide que los investigadores trabajen para resolver problemas más prospectivos.

Celebrada el pasado fin de semana en Montreal, la inauguraciónEscalado de Bitcoin marcó la primera gran conferencia para desarrolladores y, como tal, contó con una amplia muestra de expertos técnicos que trabajan en soluciones a problemas que pueden surgir a medida que avanza el conocimiento de la Tecnología blockchain.

Una de las propuestas más novedosas que debutó en el evento fue desarrollada por el estudiante de posdoctorado de Cornell Ittay Eyal, el estudiante de doctorado Adem Efe Gencer, el profesor de informática Emin Gün Sirer y el científico investigador Robbert Van Renesse. Llamada Bitcoin-NG (NG es la abreviatura de "próxima generación"), la propuesta se concibe como una solución a los "problemas inherentes" en el diseño de blockchain, tanto en Bitcoin como en los libros de contabilidad distribuidos alternativos como Ethereum.

Eyal dijo que detrás de Bitcoin-NG está la creencia de que hay problemas más fundamentales con el diseño de cadenas de bloques que harán que escalar cualquier implementación, pública o privada, sea un desafío.

Eyal le dijo a CoinDesk:

"Para los Mercados de valores, para realizar transacciones con activos digitales, si se desea tener todo esto en una cadena de bloques, se necesitará una escalabilidad significativa".

ONE de los problemas más urgentes, argumenta el equipo detrás de Bitcoin-NG, es que a medida que aumenta el tamaño de los bloques de datos en una cadena de bloques, también aumenta el riesgo de que la cadena de bloques se bifurque, lo que da lugar a versiones competitivas del registro público de transacciones pasadas e ineficiencias en la comunicación de la red.

Propagación de bloques

Bitcoin-NG, según Eyal, fue un ejercicio para identificar los problemas que surgen cuando las transacciones individuales y los bloques de transacciones se verifican y propagan a través de una red blockchain, así como los beneficios que deben mantenerse en cualquier rediseño.

Finalmente, los investigadores detrás de Bitcoin-NG llegaron a la conclusión de que los bloques en una blockchain tienen dos funciones separadas: elegir un "líder" que decide qué transacciones se incluyen en la blockchain principal y distribuir una recompensa al minero.

"Cuando colocas un bloque en la cadena de bloques [de Bitcoin], entonces implícitamente dices que eres el líder desde el bloque anterior hasta ahora y que ese es el orden de las transacciones que decido para este período", explicó.

Bitcoin-NG propone componer una blockchain de dos tipos separados de bloques: 'bloques clave' que deciden un 'líder' y 'microbloques' que caracterizan las transacciones para una cantidad específica de tiempo en el futuro.

Los mineros líderes recibirían la totalidad de la recompensa del bloque, mientras dividían las tarifas de las transacciones entre bloques clave con el líder anterior.

Consideraciones

Eyal indicó que al equipo le llevó un tiempo concentrarse en una tesis central para su investigación: que las bifurcaciones, si bien actualmente ocurren unas cuantas veces al día en Bitcoin, serán más comunes si los bloques de transacciones son más grandes.

El investigador sugirió que este problema no se puede resolver modificando el tamaño de bloque ni la frecuencia de una red determinada, y que la escalabilidad requerirá cambios mayores. Sin embargo, Eyal indicó que primero es necesario identificar las métricas para el análisis.

"Se necesitan métricas para comprender qué se intenta optimizar, y las métricas son intuitivamente muy claras: se busca que una transacción se coloque en una cadena de bloques lo más rápido posible, se desea verla allí y se desea poder colocar tantas transacciones como sea posible", dijo.

La métrica más importante desarrollada durante el proceso, según Eyal, fue la idea del "retraso del consenso", o cuánto tiempo en el pasado la mayoría de los nodos coinciden en el estado de la cadena de bloques.

"Todos están de acuerdo en todo lo que sucedió en la historia de la cadena de bloques desde hace una hora hasta el presente. Pero ¿qué pasa dentro de una hora? Si hay bifurcaciones, y muchas, seguramente no estamos de acuerdo", continuó.

Las métricas adicionales utilizadas por los investigadores incluyeron el "tiempo de poda", es decir, el tiempo que tardan los mineros en procesar las transacciones, independientemente de si están en la rama o versión correcta de la blockchain. Eyal sugirió que, a medida que aumenta el tamaño de los bloques, el tiempo de poda también aumenta.

También se consideraron:minería utilización de energía, o la proporción de bloques completados que terminan en la cadena principal, y 'tiempo para WIN', el período de tiempo antes de que todos los mineros acuerden que una versión determinada de la cadena de bloques es la más larga para gastar recursos en consecuencia.

Bloques de construcción

En cuanto a las inspiraciones, Eyal citó al subárbol más pesado observado y codicioso (FANTASMA), una propuesta de investigación que imagina cómo se podría seleccionar mejor una cadena principal entre la variedad de bifurcaciones en competencia.

Propuesto por los investigadores Yonatan Sompolinsky y Aviv Zohar en 2013, GHOST también fue considerado durante el desarrollo de la cadena de bloques alternativa Ethereum, que tiene como objetivo servir como una red para aplicaciones distribuidas.

"El artículo planteó dos puntos", explicó Eyal. "GHOST tiene una forma diferente de elegir las cadenas. En Bitcoin, se elige la cadena más larga y esta se convierte en la cadena principal. Esto se conoce popularmente como bloque huérfano. No es el término correcto; es una rama podada. GHOST tiene una forma diferente de elegir la rama más larga".

Eyal indicó que la cadena más larga no necesariamente tiene la mayor cantidad de bloques, y que en Bitcoin se podría seleccionar una con menos bloques, pero más ramas.

"La otra cosa que agregan es la idea de una cadena de bloques inclusiva donde, si tienes una sucursal, luego puedes fusionar transacciones nuevamente en la cadena principal", continuó Eyal.

Para facilitar estos procesos, el sistema de Bitcoin-NG ONE bloques de claves con prueba de trabajo, como Bitcoin , y solo los líderes generan microbloques, aunque con intervalos más cortos. En la propuesta, los bloques de claves se generan cada 10 minutos, mientras que los microbloques se generan cada 10 segundos.

El 60% de las comisiones mineras generadas durante este periodo se transfiere al siguiente minero, afirmó Eyal, lo que lo motiva a ubicarse en la cadena lo más tarde posible. Los líderes actuales reciben el 40% de las comisiones.

"¿Por qué el 40%? Porque tenemos que hacer algunas suposiciones sobre el tamaño del atacante, y no queremos que esté motivado a minar múltiples bloques; la cosa se complica. Podría ser el 10%, pero entonces los mineros más grandes podrían estar motivados a no realizar transacciones en bloques", dijo Eyal en la conferencia.

Implementación

Hasta la fecha, Eyal dijo que Bitcoin-NG ya se ha implementado en el caso del código de Bitcoin, y que esta red ha sido objeto de cierta experimentación.

Aun así, dijo que probablemente pasará algún tiempo antes de que algo como Bitcoin-NG se implemente en la red Bitcoin , principalmente debido a la dificultad de llegar a un consenso dadas las diferentes partes interesadas en el proyecto de código abierto.

En teoría, es posible simplemente bifurcar Bitcoin o bifurcarlo Bitcoin para usar este nuevo protocolo y aumentar la escalabilidad, logrando una latencia y un ancho de banda mucho mejores. Como vieron en el debate sobre el tamaño de bloque, es difícil hacer cambios, y mucho menos cambios importantes, con este mecanismo de consenso, dijo.

Actualmente, Bitcoin-NG funciona como banco de pruebas con 1000 nodos. Eyal y su equipo utilizan un centro de datos de Cornell para el experimento, con 150 máquinas que ejecutan siete clientes.

En el futuro, dijo que el equipo espera realizar su trabajo a mayor escala, publicar un libro blanco y, en última instancia, lanzar Bitcoin-NG al público.

Aunque es necesario realizar pruebas, Eyal se mostró optimista respecto de que Bitcoin-NG podría contribuir al debate actual sobre el tamaño de los bloques a través de las métricas que utilizó para determinar su diseño, y concluyó:

Vimos que podíamos hacer algo que no se suele hacer: mejorar el ancho de banda y la eficiencia. Estamos intentando ver hasta dónde podemos llegar sin cambiar las propiedades; queremos el mismo nivel de seguridad, ancho de banda y latencia [que Bitcoin], o incluso mejor.

Para obtener más información sobre Bitcoin-NG, lea eltranscripción completa de la charla de Eyal sobre cómo escalar Bitcoin aquí.

Imagen de red informáticavía Shutterstock