Mientras que el espacio de criptomonedas avanza a pasos agigantados, los experimentos y las implementaciones de varios tipos de algoritmos de consenso son inevitables.
El consenso de Prueba de Autoridad (PoA) no necesariamente es un mecanismo nuevo (ha estado con nosotros desde marzo de 2017), pero es ahora que ha sido implementado en algunas plataformas interesantes como un compromiso entre modelos de consenso que buscan la descentralización completa y la eficiencia, y los modelos centralizados.
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¿Como funciona el consenso de Prueba de Autoridad?
Primero, PoA fue propuesta por un grupo de desarrolladores en marzo de 2017 (el termino fue acuñado por Gavin Wood) como un blockchain basado en el protocolo de Ethereum. Fue desarrollado principalmente para solventar el problema de los ataques de spam en la red de prueba de Ethereum, Ropsten.
La nueva testnet fue llamada Kovan y es la red de prueba primaria disponible para todos los usuarios de Ethereum a día de hoy.
La prueba de consenso PoA es básicamente una optimizaron del modelo Prueba de Participación que aprovecha la identidad como la «participación» en lugar de utilizar los tokens. Esta identidad es utilizada por un grupo de validadores (autoridades) que son pre aprobadas para validar transacciones y bloques dentro de la red respectiva.
El grupo de validadores usualmente se supone que debe permanecer pequeño (25 o menos) en función de asegurar la eficiencia y la seguridad manejable de la red.
Las principales características de una red PoA son bajos requerimientos de poder computacional, ningún requerimiento de comunicación entre nodos para alcanzar el consenso y la continuidad de la red independientemente del numero de nodos genuinos disponibles, ya que estos están pre aprobados y la confianza es verificables a través de la verificación cruzada en el dominio publico.
PoA esta diseñada para ser menos intensiva en lo que respecta al poder computacional, a diferencia de PoW que requiere un gran gasto energético para resolver los algoritmos. Además, PoA elimina una preocupación principal dentro del modelo PoS, que aunque la participación entre dos partes pueden ser iguales, su valor para cada parte puede variar significativamente dependiendo de los tokens que posean.
Por ejemplo, María puede participar con 1.000 tokens y Juan también puede participar con 1.000 tokens, sin embargo, María tiene $10 millones ademas de su participan y Juan solo $10.000. Por lo tanto, es más probable que Juan tenga menos interés en invertir en el éxito de la red a diferencia de María que su participación representa una porción mucho mayor de sus finanzas.
Existen tres requerimientos básicos para transformarte en validador que tiene implicaciones importantes en la estructura de incentivos que conduce las acciones hacia un comportamiento honesto:
- Las identidades necesitan ser formalmente identificables en la cadena con la habilidad de cruzar las referencias de estas identidades a través de datos confiables de dominio publico (como una base de datos notaria publica).
- Ser elegido como validador debe ser un proceso difícil para garantizar que la posición a largo plazo tenga un incentivo claro, tanto desde el punto de vista financiero como de reputación, para seguir siendo un validador honesto.
- Debe haber una completa uniformidad en el proceso de establecer los validadores.
Existen algunas plataformas que implementan unas ligeras variaciones de los requerimientos antes mencionados, que se centran en proporcionar un incentivo financiero para que el validador permanezca como parte de la red a largo plazo y la reputación como el desincentivo para actuar deshonestamente.
Cualquier validador que actúe de forma incorrecto puede ser removido del proceso de validación y reemplazado. El resultado final para ese validador será que su reputación publica reciba un duro golpe, además de perder sus futuras ganancias. El uso de reputación a través de la identificación tiene una relevancia particular en estos tiempos. Como Warren Buffett dijo:
Se necesitan 20 años para construir una reputación y 5 minutos para arruinarla. Si piensas en eso, harás las cosas de manera diferente.
En la actualidad, las redes sociales en la edad de internet han participado enormemente en la perdida completa de la reputación de las personas, que son condenadas basadas en algo tan minúsculo como un comentario (ya sea que lo merezcan o no).
El incremento de la conciencia de la fragilidad de la reputación en el dominio publico debería servir como incentivo potencial para que el validador actúe de forma honesta dentro del sistema.
Actualmente, el caso de uso más eficiente para PoA son los blockchains privados. Por ejemplo, una red de bancos verificables en donde cada uno actúe como su propio validador.
La mayoría es necesaria para confirmar el estado del blockchain y conserva una mayoría eficiente en la verificación de transacciones y el consenso sin tener que descartar una cantidad sustancial de influencia, privacidad o poder en el proceso.
Implementaciones del consenso PoA
Como mencione antes en esta entrada, el mecanismo de consenso PoA es usado en la testnet Kovan de Ethereum. Es también usado por un gran numero de conocidas plataformas, y en este momento parece ser la forma de consenso más plausible para instituciones que deseen implementar un blockchain privado.
Una red que utiliza Prueba de Autoridad es una plataforma publica de contratos inteligentes que existen como una cadena lateral de Ethereum con sus nodos que consisten en validadores independientes.
Usan la base de datos de notario publico como el mecanismo para la elegibilidad del validador, ya que esta disponible en el dominio publico para que cualquiera pueda verificarlo y se puede referenciar fácilmente en la cadena.
Esencialmente, los validadores pasan por la verificación de identidad formal mediante de dos pasos:
- Una DApp del lado del cliente en la red PoA
- Un sistema de notario publico
Si no estas familiarizado con un sistema de notario, hay que decir que es difícil obtener una licencia de notario y requiere una extensa y formal verificación de antecedentes por parte del gobierno. Este proceso satisface los requerimientos principales vistos arriba para transformarte en validador.
Adicionalmente, la verificación con la DApp de la red PoA es independiente del proceso de licencia de notario, que crea hace del trabajo de falsificar la identidad imposible, ya que ambas verificaciones son requeridas. Con un gran revuelo alrededor del potencial de las cadenas laterales recientemente, una red PoA representa una implementación interesante del algoritmo PoA en una red pública.
Otra implementación del algoritmo de consenso PoA lo vemos en un espacio diferentes en la red blockchain de VeChainThor. La red se enfoca en ser un un blockchain público para el flujo de información transparente y el seguimiento, principalmente en la cadena de suministros y logística.
VeChain selecciona los nodos validadores a través de su proceso de verificación propietario y demuestra las ventajas significativas que ofrece usar el consenso PoA en su red, como la eficiencia con la que confirma las transacciones y el estado de la cadena de bloques.
Si VeChain utilizará PoS o PoW para su modelo de consenso, las soluciones de escalabilidad que aun están siendo investigadas por criptomonedas de tipo PoW, como Bitcoin, y PoS necesitarían ser investigadas, optimizadas e implementadas adecuadamente, lo que causaría una demora considerable en el lanzamiento de su plataforma.
Permitir que las empresas que ya participan en la industria de cadena de suministros se conviertan en validadores dentro de su red también alinea sus propios intereses en un colectivo, que ayuda a crear seguridad a la red que a menudo se considera más fácil de lograr en redes de blockchains privadas y autorizadas.
Algunas implementaciones de versiones optimizadas de PoA incluyen Hyperledger y Ripple. El consenso de Hyperledger Fabric se basa en Practical Byzantine Fault Tolerance, pero emplea PoA como parte de su marco de código fuente abierto para consorcios blockchains. Ripple usa una forma iterativa de consenso PoA.
Ventajas y desventajas de Prueba de Autoridad
Mientras que PoA esta siendo implementado en algunos blockchains públicos, todavía este modelo se encuentra carente de la verdadera descentralización que Bitcoin y Ethereum aspiran tener. Ninguna plataforma actual de PoA dice ser completamente descentralizada, sino es un compromiso entre la descentralización y la eficiencia posible por la centralización.
Por un lado, algunas preocupaciones con respecto a este modelo se encuentran es que es mas o menos una versión ligeramente más distribuida, pero eficiente de un sistema centralizado. Con un fuerte énfasis en el concepto de la comunidad de criptomonedas sobre la naturaleza idealista de los sistemas descentralizadas, las cadenas de bloques privadas, o incluso algunas cadenas de bloques publicas que pretenden proporcionar un mejor modelo para la integridad de los datos, se ven con una buena dosis de escepticismo.
Además, imaginemos una red PoA de bancos que exista en una cadena de bloques privadas. La censura y la lista negra de transacciones o ciertos proveedores usando su red a veces pueden ser lo mejor para la mayoría de los validadores (bancos), por lo tanto, la idea de utilizar blockchain como una forma inmutable de libro contable realmente se vuelve obsoleta en este punto.
Otro problema, que quizás es un poco extraño pero ha ocurrido, y en las circunstancias correcto puede ocurrir de nuevo, es el hecho de que algunas personas simplemente no les importa su reputación. O puede que tenga un mayor peso si la recompensa es mucho mayor. Como por ejemplo que sus acciones deriven en un resultado deseado dentro de la red o un incentivo financiero que lo impulsa a actuar deshonestamente.
Este problema es inherente a un modelo de validación que es limitado en numero, están sujetos a las influencias externas por terceras partes, especialmente aquellos que tienen un desmesurado interés por que la red falle.
Las ventajas de una red que utiliza un consenso PoA son bastante obvias. Incrementar la eficiencia del tiempo de las transacciones y de la red en general. Los modelos que usan PoA son mucho más efectivos con las aplicaciones descentralizadas y son más sencillos de escalar comparado con una red descentralizada.
Además, las innovaciones en tecnología relevante pueden ayudar a asegurar aun más esas redes, donde los validadores son independientes entre si y susceptibles a la intervención de terceros. Por ejemplo, la tecnología de computación enclave segura SGX de Intel se ha lanzado como un método para ayudar a proteger el software de validación que se ejecuta en un nodo de las amenazas externas.
Conclusión
Desde un modelo de consenso diseñado para superar algunos de los problemas inherentes con la red de prueba de Ropsten, a un método formal de validación de blockchains públicos centrados en contratos inteligentes, cadenas laterales y la inmensa industria del seguimiento de la cadena de suministro global, el consenso de Prueba de Autoridad es un desarrollo importante en el avance de las pruebas y la implementación de diferentes mecanismos de consenso.
Aún no se ha visto si el consenso del PoA terminará siendo usado principalmente en blockchains privados y autorizados o como una cadena lateral crucial para una red pública y descentralizada.
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