Hola Habr! Les presento la traducción del artículo
"Descentralización: el gran problema para Blockchain".
La descentralización es una de las palabras clave de la tecnología blockchain: han aparecido empresas y sitios web que incluyen esta palabra en su nombre.
La descentralización se promocionó como la característica más avanzada de fintech. La abreviatura DLT (tecnología de libro mayor descentralizado) se ha convertido en sinónimo de blockchain en el entorno Fintech autorizado.
Pocas personas se dan cuenta de que la descentralización es un problema en sí mismo, y la tecnología blockchain se ha detenido durante muchos años.
Déjame explicarte:
En la década de 1960, los sistemas informáticos se centralizaron o configuraron como una topología de red estelar. Solo a principios de la década de 1970, la necesidad de conectar computadoras de varios fabricantes se hizo urgente.
En ese momento, los nodos de varias redes de comunicación existentes estaban organizados jerárquicamente, pero desde el principio los protocolos implementados en los nodos de ARPA, RPCNET, PISA y otras redes innovadoras anteriores a Internet se desarrollaron con la idea general de que el nodo central o la autoridad deberían controlar, administrar, ser el centro o ser dueño de la red.
En otras palabras, sabíamos que una red estelar centralizada de niveles múltiples, con sus cuellos de botella inherentes, no podría satisfacer ni siquiera las necesidades de miles de usuarios en la década de 1970. También sugerimos que al reducir el número de cuellos de botella resultantes de la descentralización, el problema se reduciría, pero no se resolvería. Sabíamos que una solución debería usar un modelo distribuido de igual a igual.
Debido a que muchas organizaciones estarán involucradas en el suministro de nodos, canales y hardware y software poco confiables, asumimos que la red no era confiable. No sabíamos cómo un conjunto de datos consistente o incluso una sola transacción puede ser soportada en varias bases de datos a través de una red no confiable, cuando cualquier nodo puede generar un mensaje, o en términos de tecnología financiera, una transacción financiera. El problema se agravó aún más por la presencia de jugadores maliciosos.
Por qué la tecnología blockchain desalienta la descentralización
En términos generales, reconocemos que una red está descentralizada cuando la gestión de red es compartida por un subconjunto de nodos de red.
Una red se distribuye cuando todos los nodos comparten responsabilidades por igual y ejecutan el mismo software de nodo.
Las redes descentralizadas (permitidas y basadas en líderes) a menudo eran extensiones de redes centralizadas derivadas de los requisitos de la aplicación, por ejemplo, en la industria de tecnología financiera.
El software de red blockchain (software básico del sistema) no debe desarrollarse de acuerdo con los requisitos de la aplicación, ya que cambiarán. No diseñamos los predecesores de red de Internet y de Internet en sí, basándonos únicamente en los requisitos de las aplicaciones de los años setenta. No pudimos predecir qué industrias se desarrollarán en función de la capacidad de intercambiar información a nivel mundial.
Del mismo modo, la red principal de blockchain debe ser lo más general, flexible y escalable posible. Los permisos, los requisitos del cliente-servidor y la red privada pueden considerarse casos especiales de una red distribuida, por ejemplo, utilizando el concepto de redes privadas virtuales de blockchain.
Es más probable que las redes distribuidas sean independientes de cualquier estructura física particular. Los nodos pueden conectarse dinámicamente entre sí y se pueden utilizar procedimientos de conexión aleatorios. Las soluciones de consenso implementadas en redes distribuidas también pueden ser inválidas, administradas por la mayoría y recursivas.
La distribución, no la descentralización, debería haber sido el objetivo principal del diseño de criptomonedas.
¿Por qué fallamos?
El hecho de no examinar los acuerdos de consenso distribuido se debe en parte a la formulación de 1982 del problema de los generales bizantinos, que modela cómo se puede mantener la integridad de la información en un entorno poco confiable. El problema de los generales bizantinos ha sido estudiado por investigadores durante más de treinta años.
La analogía de varias divisiones del ejército aliadas que sostienen la ciudad sitiada sugirió que no se podía confiar en nadie en el campo para entregar un mensaje, y que no se podía confiar en algunos de los generales mismos para emitir un comando.
Sin embargo, la redacción de la analogía del ejército implicaba la presencia de al menos dos clases de tropas: generales y soldados.
Luego, algunas personas limitaron su pensamiento a un caso más específico cuando los generales dieron órdenes que debían transferirse a otros generales y protegerse de la interferencia de intrusos o traidores.
Al final, este enfoque condujo a una definición limitada del problema del consenso.
Los modelos de consenso basados en líderes, como Paxos y Raft, se enseñaron en las universidades y los desarrolladores de la red blockchain los usaron como modelos.
Como resultado, las soluciones prácticas al problema de los generales bizantinos se centraron en varios métodos para seleccionar un nodo líder que enviaría un bloque de información verificada a todos los demás nodos en lugar de tratar de llegar a un consenso sobre el contenido del bloque.
Objetivo faltante
El consenso sobre qué nodo debe ser el líder actual no resuelve el problema de la confianza. Se debe confiar en el líder actual. Debe hacer el trabajo de verificar y ensamblar los bloques de manera justa.
Por lo tanto, según los protocolos de consenso actuales, el líder debe otorgar cierta autoridad: prueba de trabajo, prueba de participación, prueba de habilidad o prueba de otra cosa.
Esta "evidencia" no garantiza nada más que el interés personal que los sitios líderes (o sitios que buscan ser sitios líderes) pueden tener en la red: cuanto más interés obtengan, menos estarán listos para destruir su forma de ingresos.
Esta "evidencia" asegura que los líderes potenciales tengan autoridad, pero no garantizan que la información recopilada en el bloque sea correcta o que la mayoría de los nodos la haya verificado.
Vimos más de 60 soluciones propuestas basadas en modelos de liderazgo para diversas implementaciones de blockchain. Sufren un error común: un nodo decide qué almacenará cada nodo en la cadena de bloques. El resultado es casi lo contrario de lo que se requiere.
Resumen de deficiencias basadas en protocolos de líder
Los protocolos basados en el líder tienen las siguientes desventajas:
- No resuelven el problema de la confianza. El nodo líder puede ingresar datos erróneos, intencionalmente o no, en el bloque de información.
- Los premios asociados con el trabajo de verificar y ensamblar los bloques crean un incentivo para que los nodos compitan por premios y avancen a posiciones de liderazgo. Este incentivo tiende a crear una clase especial de nodos. La red se está convirtiendo en una red descentralizada. Por ejemplo, Bitcoin comenzó como una red de socios, donde cada nodo podía verificar transacciones y luchar por una recompensa. Hoy es una red de dos clases (mineros y usuarios), que es administrada por los propietarios de grandes piscinas.
- Cuando un conjunto de bloques se transfiere a un nodo, uno de los requisitos básicos de la teoría del consenso deja de ser válido: el acuerdo no se basa en el consenso mayoritario sobre qué información se almacenará en la cadena de bloques. El único acuerdo alcanzado es el método de selección del nodo líder.
- Se introduce un cuello de botella o punto único de falla: un nodo debe transmitir un bloque entre sí.
- La eficiencia no es la mejor: grandes bloques de datos son más propensos a errores de transmisión y retransmisión de paquetes de tamaño máximo.
- La redundancia es casi del 100%: cada transacción incluida en el bloque ya fue recibida por cada nodo por separado cuando la transacción se completó originalmente.
Mejor analogia
Reflexionando sobre la analogía con el problema de llegar a una solución común en un entorno desorganizado y poco confiable, podríamos usar la analogía del ejército sin filas, pero no sería muy intuitiva.
Una mejor analogía sería la tarea de determinar el precio de cierre diario de la bolsa de valores. Según esta analogía, muchos compradores y vendedores determinan el precio de cierre diario de las acciones utilizando el proceso estocástico, sin ningún tomador de decisiones específico para nadie más.
No existe una respuesta "correcta" al precio de las acciones en el mercado de valores, sino solo un precio de cierre diario acordado.
Del mismo modo, en un bloque, varias variables, como el orden de las transacciones, pueden determinar la composición final del bloque. No existe una composición "correcta" de bloques, solo uno con el que los nodos sean consistentes.
Los protocolos de consenso basados en una analogía más distribuida podrían evitar la tendencia hacia la centralización y la necesidad de nodos intermedios típicos de los protocolos basados en líderes.
Ejemplos de intermediarios de red:
- Mineros, fabricantes o supervisores que participan voluntariamente o participan en la prestación de servicios de red,
- Nodos especiales de sistemas federados que están interesados en el éxito de la red,
- Nodos seleccionados con algunos criterios para la gestión de la red,
- Nodos propiedad de empresas o instituciones confiables
- Jugadores especiales, como los intercambios de divisas centralizados que poseen billeteras de usuario.
¿Qué les pasa a los intermediarios?
En primer lugar, es una cuestión de costo: si los intermediarios realizan un trabajo útil, por ejemplo, verifican transacciones, deben ser recompensados.
Esto también es una cuestión de confianza: los clientes que usan una red con intermediarios deben confiar en:
- Que el intermediario no da preferencia a usuarios o transacciones específicas,
- Que el intermediario no fue o no será capturado por el atacante,
- Que el sistema intermediario no se apaga, no sufre un ataque DoS, falla del sistema o cualquier otra razón que afecte o demore las transacciones del cliente,
- El software del sistema y los datos intermedios son confiables, por lo que la integridad y la seguridad de los datos están garantizadas.
- Que están realmente conectados con un sistema confiable, y no con un imitador (por ejemplo, con algún otro sistema que afirme ser un intermediario confiable), y
- Que no sucederá ningún otro evento impredecible. Recientemente, por ejemplo, el propietario de la casa de cambio canadiense Quadriga murió o desapareció. Como resultado, faltan millones de dólares de fondos de clientes.
Finalmente, es una cuestión de disponibilidad de datos. Si la red tiene una clase de nodos privilegiada o limitada que controla la cadena de bloques, entonces la mayoría de los nodos no tienen acceso instantáneo a la réplica de la cadena de bloques actual. Esto puede interferir con el desarrollo de aplicaciones en tiempo real, como las aplicaciones comerciales automatizadas.
¿Es demasiado tarde para cambiar el modelo de consenso en la cadena de bloques?
La mayoría de los expertos le dirán que la función principal de los protocolos negociados es mantener la seguridad de la red. Esta vista mezcla dos problemas. La seguridad es necesaria, pero este es un requisito completamente diferente que puede resolverse de otras maneras.
Sin embargo, muchos desarrolladores sostienen la idea de que el consenso significa elegir un líder, y que el consenso es necesario para mantener la seguridad.
Mirando hacia atrás, si estuviéramos pensando en una analogía mejor distribuida, el estudio podría ir en una dirección diferente, ofreciendo enfoques estocásticos, y podría llevarnos a un desarrollo más temprano de soluciones mejor distribuidas sin intermediarios.
Ahora, este es un problema de educación, no un problema técnico. La mayoría de los investigadores, consultores y expertos en redes criptográficas poseen todos los detalles de PoW, PoS, DPoS y docenas de alternativas basadas en el mismo modelo basado en el líder.
Esas pocas soluciones que no se basan en líderes no son soluciones de blockchain: estas son soluciones donde cada transacción se procesa por separado.
Por otro lado, la mayoría de las personas y el 95% de las empresas, según una encuesta reciente, entienden el potencial de la tecnología blockchain.
La transición de un modelo descentralizado a uno distribuido se necesita con urgencia para desbloquear el verdadero potencial de blockchain, resolver problemas de escalabilidad y ejecutar blockchain en cualquier dispositivo de usuario sin intermediarios.