a16z: El verdadero significado de una cadena de bloques de calidad sólida: el espacio de bloques no debe ser monopolizado.
Título original: Más allá de una propiedad fundamental de la cadena de bloques: "Calidad de cadena sólida"
Autores originales: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z
Compilación original: AididiaoJP, Noticias de Prospectiva
La calidad de la cadena (CQ) es una propiedad fundamental de la tecnología blockchain . En términos sencillos, significa:
Si usted posee el 3% del capital apostado, entonces, en promedio, puede controlar el 3% del espacio de bloques.
Para las primeras cadenas de bloques con menor rendimiento, la calidad de la cadena ya es suficientemente aplicable. Sin embargo, las cadenas de bloques modernas tienen un ancho de banda mucho mayor, lo que permite que un solo bloque contenga un gran número de transacciones.
Esto da como resultado un concepto más sólido y refinado. No solo se centra en la proporción promedio del espacio de los bloques a lo largo del tiempo, sino que también analiza la asignación del espacio de los bloques dentro de cada bloque. A esto lo llamamos "Calidad de Cadena Fuerte" (SCQ):
Si usted posee el 3% del capital apostado, entonces en cada bloque podrá controlar el 3% del espacio del bloque.
En esencia, esta propiedad permite a las partes interesadas disponer de "carriles virtuales" dentro de una cadena de bloques de alto rendimiento, lo que garantiza que sus transacciones puedan incluirse.
"Calidad de la cadena" en Blockchain
Una de las innovaciones clave de Bitcoin, presente ahora en casi todas las cadenas de bloques, es la introducción de un mecanismo de recompensa para los proponentes de bloques dentro del protocolo: la parte que agrega con éxito un bloque a la máquina de estado puede recibir tokens recién acuñados y comisiones por transacción. Estas recompensas vienen especificadas por la función de transición de estado y, en última instancia, se reflejan en el estado del sistema.
En los modelos tradicionales de computación distribuida, los participantes se dividen en partes honestas y maliciosas. En este caso no es necesario recompensar a las partes honestas, ya que el comportamiento honesto es el supuesto por defecto en el modelo.
En los modelos criptoeconómicos, los participantes son considerados agentes racionales cuyas funciones de utilidad pueden ser desconocidas. El objetivo es diseñar incentivos que alineen la búsqueda de maximización de beneficios por parte de estos participantes con el buen funcionamiento del protocolo. Combinando los mecanismos de recompensa internos del protocolo, podemos derivar la siguiente definición idealizada de calidad de la cadena:
Calidad de la cadena (CQ): Una alianza que posea un X% del capital total apostado tiene una probabilidad del X% de convertirse en el proponente de cada bloque que ingrese a la cadena después del Tiempo de Estabilidad Global (GST).
Si una cadena se desvía de los requisitos de calidad de la cadena, puede permitir que ciertas alianzas obtengan una parte de la recompensa que exceda la proporción normal, debilitando así la motivación para un comportamiento honesto y amenazando la seguridad del protocolo.
Muchas cadenas de bloques cumplen o se esfuerzan por cumplir esta propiedad mediante un "mecanismo de rotación aleatoria de líderes ponderado por participación".
Entre los desafíos típicos que se presentan actualmente se incluyen: El problema de la "minería egoísta" de Bitcoin; el problema de la resistencia a la bifurcación de cola de Monad; y problemas en el protocolo LMD GHOST de Ethereum.
El origen de la "alta calidad de la cadena"
Cuando el espacio en los bloques es suficientemente abundante, no es necesario permitir que un solo proponente monopolice todo el contenido de un bloque. En cambio, el espacio del mismo bloque puede ser asignado conjuntamente por varios participantes. La definición criptoeconómica de calidad de cadena fuerte expresa esta idea:
Calidad de Cadena Fuerte (SCQ): Una alianza que posea un X% del capital total apostado puede controlar un X% del espacio de bloque en cada bloque después del Tiempo de Estabilidad Global (GST).
Esta propiedad idealizada introduce implícitamente el concepto abstracto de "carriles virtuales". En otras palabras, las alianzas pueden controlar una determinada proporción del espacio reservado para cada bloque.
Desde una perspectiva económica, tener un carril virtual equivale a poseer un activo productivo que puede generar ingresos, los cuales pueden provenir de comisiones por transacción o de MEV (Valor Máximo Extraíble). Las entidades externas competirán por la obtención de participaciones para adquirir y mantener estos carriles, lo que generará una demanda sostenida de los tokens L1 subyacentes. Cuanto mayor sea el valor económico que pueda generar un carril, mayor será la motivación para que las partes compitan por la participación en el staking, y mayor será el valor que la participación en el staking L1 pueda acumular al controlar el acceso a este espacio de bloques. Mediante esta abstracción, podemos traducir una mayor resistencia a la censura en la propiedad efectiva de SCQ dentro del protocolo.
Alta calidad de la cadena y resistencia a la censura.
Investigaciones recientes indican que los protocolos resistentes a la censura son cruciales. Estos protocolos no solo deben garantizar que las aportaciones de las partes honestas se incluyan en última instancia, sino también asegurar que puedan incluirse de inmediato. La alta calidad de la cadena (SCQ, por sus siglas en inglés) puede considerarse una extensión de esta propiedad en condiciones de capacidad de bloque limitada.
En la práctica, si el volumen de transacciones que se van a incluir supera el espacio de bloque disponible, ningún protocolo podrá lograr una resistencia ideal a la censura. SCQ aborda esta limitación con un enfoque más pragmático: no exige que todas las transacciones honestas se incluyan siempre, sino que asigna un "presupuesto" a cada nodo de staking, garantizando que dentro de este presupuesto se puedan incluir sus transacciones.
El protocolo MCP se propuso como un componente adicional a los protocolos de consenso existentes de Tolerancia Práctica a Fallos Bizantinos (PBFT, por sus siglas en inglés) para dotar a estos protocolos de resistencia a la censura. Este protocolo también cumple con los requisitos de SCQ, que asigna el espacio de bloque correspondiente a los proponentes en función de la proporción de capital apostado. Los protocolos BFT existentes basados en grafos acíclicos dirigidos (DAG) ofrecen una forma de lograr un grupo de memoria de múltiples escritores, que además posee cierto grado de resistencia a la censura.
Las implementaciones estándar de estos protocolos a menudo no cumplen estrictamente con SCQ porque permiten a los líderes retrasar selectivamente ciertos subconjuntos de transacciones. Sin embargo, pequeñas modificaciones a estos protocolos podrían potencialmente restablecer la SCQ. Una línea de acción relacionada es la "inclusión obligatoria de transacciones", cuyo objetivo es reducir las conductas de censura.
MCP también demuestra cómo lograr una mayor capacidad de ocultación. Con esta propiedad, los interesados pueden crear carriles privados virtuales, cuyo contenido solo se revelará cuando se haga pública toda la manzana. Profundizaremos en este punto en artículos posteriores.
Cómo lograr una cadena de suministro de alta calidad
Para lograr una sólida calidad en la cadena de suministro después del Período de Estabilidad Global (GST, por sus siglas en inglés), la clave reside en garantizar que los proponentes no puedan censurar arbitrariamente las aportaciones de las partes interesadas. Esto se puede lograr mediante un protocolo de dos rondas. Basándonos en casi todos los protocolos BFT basados en vistas, solo se necesitan dos pequeñas modificaciones:
Primera ronda: Cada participante envía su información autenticada a todos los demás participantes.
Segunda ronda: Cada participante, si recibe información autenticada del participante i, añade a i a su lista de inclusión. Posteriormente, ese participante envía su lista de inclusión al líder. Esta operación equivale a un compromiso: solo aceptarán bloques que incluyan todas las entradas de esa lista.
Propuesta BFT: Tras recibir estos mensajes, el líder incluye la unión de todas las listas de inclusión recibidas en el bloque.
Votación de BFT: Un participante solo votará a favor si un bloque incluye todas las entradas de su propia lista de inclusión.
Es evidente que, según este esquema de protocolo, se puede construir un protocolo completo. Este protocolo puede garantizar una alta calidad de la cadena después del Tiempo de Estabilidad Global (GST), proporcionar resistencia a la censura y permanecer activo cuando el líder es una parte honesta. Para lograr el SCQ antes del GST, también es necesario esperar a que haya un número suficiente (quórum) de valores o listas en cada ronda. Detallaremos este protocolo y sus formas extendidas en artículos posteriores.
Investigaciones recientes indican que, para lograr una alta calidad de la cadena y resistencia a la censura, es necesario agregar dos rondas adicionales a las rondas de votación de los protocolos BFT convencionales (como se muestra en el esquema del protocolo anterior). También profundizaremos en este resultado en artículos posteriores.
Si bien la calidad de cadena fuerte (SCQ, por sus siglas en inglés) especifica la proporción del espacio de bloque que una alianza puede controlar, no restringe por completo el orden de las transacciones dentro del bloque. SCQ puede entenderse como la reserva de espacio para cada nodo de staking, pero no garantiza el orden de las transacciones dentro de ese espacio.
Esto abre un abanico de oportunidades de investigación para el diseño de mecanismos de ordenación de transacciones. Se espera que un buen mecanismo de ordenación mejore aún más la equidad y la eficiencia dentro del ecosistema blockchain. Una recomendación a tener en cuenta es ordenar las transacciones según las comisiones de prioridad.
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