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Vault, la criptomoneda del MIT que prevé aportar mayor escalabilidad

Investigadores del MIT están desarrollando Vault, una nueva criptomoneda que promete reducir hasta en un 99 % los datos que necesitan los usuarios para unirse a la red y verificar las transacciones…

Esto se traduce en una red que podría ser mucho más escalable, en comparación con las principales criptomonedas del presente.

¿Qué es Vault?

Es una criptomoneda desarrollada por el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), que funcionará sobre la base de Algorand, plataforma creada por Silvio Micali, profesor del MIT, ganador del Premio Turing y uno de los autores en 1982 – junto a Shafi Goldwasser- del primer sistema de cifrado probabilístico de clave pública.

Algorand apunta a resolver el «trilema de blockchain» con una plataforma que ofrece descentralización, seguridad y escalabilidad, proporcionando la infraestructura necesaria para edificar sistemas «para miles de millones de usuarios«, aseguran desde su web.

La carga de datos del ecosistema actual

Bitcoin y otras criptomonedas son redes desarrolladas en una blockchain, una secuencia de bloques («cadena de bloques») individuales, donde cada uno contiene datos de transacciones.

La descentralización de las redes supone que no hay bancos ni otras organizaciones que administren y validen los fondos y saldos.

Son los usuarios quienes unen esfuerzos para almacenar y verificar las transacciones de la red.

Si bien la descentralización es un avance y atributo muy valorado en el ecosistema cripto, conlleva un problema de escalabilidad.

¿Por qué? Porque para formar parte de la red de una criptomoneda y verificar sus transacciones, los nuevos usuarios deben descargar y almacenar todos los datos de transacciones anteriores, de cientos de miles de bloques individuales.

También se mantienen bajo registro los saldos de las cuentas, porque así se garantiza que los usuarios tengan fondos suficientes para completar las transacciones.

Estos requisitos posibilitan la seguridad y actualización de los datos. Pero tal como remarca un artículo publicado en la web del MIT, este proceso se vuelve lento o computacionalmente impráctico.

Por ejemplo, para unirse a Bitcoin en 2018 un usuario que quisiera validar bloques debería descargar 500.000 bloques por un total de aproximadamente 150 gigabytes.

En ese sentido, MIT alerta que las exigencias de almacenamiento son cada vez mayores, considerando que «Bitcoin se expande a lo largo de más de 22 millones de cuentas».

Menos espacio, más escalabilidad

En el caso de Vault, los usuarios no tendrán que descargar la cadena de bloques completa en su computadora, sino que para unirse a la red deben descargar sólo una fracción del total de datos de la transacción.

A su vez, el diseño de Vault posibilita eliminar cuentas vacías que ocupan espacio, así como realizar las verificaciones usando únicamente los datos de transacciones más recientes que se dividen y comparten en la red.

Los investigadores del MIT diseñaron un sistema que identifica y descarta las cuentas que han tenido saldos cero durante un cierto período de tiempo.

Esto también se diferencia de otras criptomonedas, que mantienen incluso todas las cuentas vacías, lo que aumenta los requisitos y carga de almacenamiento de datos y sin sentido, dado que no necesitan verificación.

En Vault, los usuarios que almacenan datos ignoran esas cuentas antiguas y vacías.

De este modo, propone un sitema que prevé bajar sustancialmente los requisitos para el almacenamiento y procesamiento de datos de un usuario individual.

Derek Leung, un estudiante graduado en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) y uno de los autores del proyecto, indicó:

“Actualmente hay muchas criptomonedas, pero están llegando a cuellos de botella relacionados con unirse al sistema como nuevo usuario y al almacenamiento. El objetivo general aquí es permitir que las criptomonedas se amplíen bien para más y más usuarios».

90 % menos

En experimentos realizados, Vault logró reducir el ancho de banda para unirse a su red en un 99 % en comparación con Bitcoin y en un 90 % en comparación con Ethereum.

El documento técnico de Vault promete:

“Con Vault, una tecnología de compresión de blockchain, queremos asegurarnos de que Algorand evitará los costos de almacenamiento y ancho de banda asociados con otros protocolos de blockchain, que a su vez la convierten en una solución de blockchain más viable para que las empresas la adopten. Las partes más interesantes de Vault son que libera el almacenamiento local en los nodos, distribuye los costos de almacenamiento de la cadena de bloques de Algorand en diferentes partes de la red mediante la fragmentación (sin sacrificar la seguridad), y reduce el ancho de banda requerido para unirse a la red permitiendo nuevas nodos para evitar revisar cada bloque desde el primer día».

Superando el «trilema»

Vitalik Buterin, creador de Ethereum, fue quien usó por primera vez el término «trilema», al referirse a la dificultad de alcanzar, al mismo tiempo, el anhelado tridente: la seguridad, descentralización y escalabilidad.

Hoy las dos primeras cualidades conviven en las cadenas de bloques. No así la escalabilidad. Sin embargo, Micali opina:

El trilema es falso. El hecho de que más de 2000 proyectos de blockchain anteriores no puedan ser simultáneamente seguros, escalables y descentralizados no es una prueba de que sea imposible alcanzar estas tres propiedades. Algorand existe para resolver este desafío exacto y estamos avanzando los límites de blockchain por medio de avances tecnológicos como nuestro algoritmo puro de prueba de participación».

La adopción de Proof of Stake

Para la verificación de los bloques y la incorporación de nuevos usuarios, Algorand se aparta del Proof of Work y el rol de los mineros, adoptando en cambio POS («Proof of Stake» / «Prueba de Participación»). Tal como Ethereum, que recientemente anunció su inminente transición hacia POS.

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Para cada bloque, se elige un «comité» de verificación representativo. Los usuarios con mayor participación en la red tienen mayor probabilidad de ser seleccionados como proponentes de un bloque.

Para ello, se utilizará una VRF (función aleatoria verificable), también creada por Micali en los 90′.

VRF es el mecanismo de clasificación criptográfico de Algorand, utilizado para seleccionar los comités que ejecutan el protocolo de consenso. Se trata de una función, para la cual cada usuario posee una clave secreta personal.

Al proponerse un nuevo bloque a la cadena, se selecciona entonces un comité de «votantes», que deberán votar en relación al bloque propuesto. Si más de dos tercios de los «votos» son emitidos por «usuarios honestos», el bloque se considera válido, es decir certificado.

Los miembros del comité son cuentas seleccionadas al azar con poder de voto, que depende de su participación en línea en la red.

Fragmentación y descartes

Para reducir los requisitos de almacenamiento de datos, también acuden a un esquema de «fragmentación», que permite dividir los datos de transacción en porciones más pequeñas (o fragmentos).

Los usuarios individuales solo tienen que procesar pequeñas cantidades de datos para verificar las transacciones.

Para su implementación, Vault usa una estructura de datos conocida como árbol de Merkle binario, en donde un solo nodo superior se ramifica en dos nodos «hijos», y estos se dividen en otros dos nodos hijos, y así sucesivamente.

Los investigadores dividen el árbol Merkle en fragmentos separados, asignados a grupos separados de usuarios.

Cada cuenta de usuario sólo almacena los saldos de las cuentas en su fragmento asignado y también los hashes de raíz, almacenando una capa de nodos que atraviesa todo el árbol Merkle.

Si un usuario necesita verificar una transacción desde fuera de su fragmento, se traza una ruta hacia esa capa común, desde donde pueden determinar el saldo de la cuenta fuera de su fragmento y continuar la validación.

Al respecto, Leung explica:

«Cada fragmento de la red es responsable de almacenar una porción más pequeña de una estructura de big data, pero esta porción pequeña permite que los usuarios verifiquen las transacciones de todas las demás partes de la red».

Fuentes para ampliar:

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