Satoshi en Venezuela

Bitcoin, Consenso Global Descentralizado Emergente

Antes de abordar el tema central de este artículo, hablemos de algunos conceptos que nos ayudarán a descubrir Bitcoin:

Consenso

Se denomina consenso al acuerdo producido por consentimiento entre todos los miembros de un grupo y/o sistema o entre varios grupos. El consenso se diferencia de una mayoría en que cuando una mayoría se pone de acuerdo también existe una minoría que disiente, en cambio en el consenso no hay disenso. No obstante, una decisión por consenso no implica un consentimiento activo de cada uno de los participantes, sino más bien una aceptación en el sentido de no-negación.

Sistema Distribuido

Un sistema distribuido implica un conjunto de procesos distintos, por ejemplo: un grupo de computadoras que se pasan mensajes entre sí y se coordinan para lograr un objetivo común, es decir, resolver un problema computacional. En pocas palabras, un sistema distribuido es un grupo de computadoras (nodos) que trabajan juntas para lograr un objetivo unificado y aunque los procesos están separados, el sistema emerge como una sola computadora para el usuario o usuarios finales.

Blockchain (cadena de bloques)

La blockchain de Bitcoin es el libro de registros público y distribuido de transacciones válidas de bitcoin agrupadas en forma de bloques válidos, cada bloque está vinculado y es dependiente de su predecesor formando así una cadena irrompible de vuelta al bloque génesis «bloque “0” (el primer bloque)» el cual es el ancestro común de todos los bloques. La blockchain de Bitcoin es la base de datos que mantienen los nodos partícipes de la red y esta representa un registro público en orden cronológico de todas las transacciones válidas ocurridas en Bitcoin.

Piense en la blockchain como en un libro que se comenzó a escribir el 3 de enero de 2009, piense en los bloques como páginas que conforman este libro y en las transacciones como líneas en las páginas.

A medida que se avanza en el tiempo se van agregando más páginas a este libro, es decir, más bloques, pero todas las personas que mantienen una copia del libro (nodo completo) y aseguran el libro (minero) deben llegar a un acuerdo de consenso sobre lo que en ellas se está escribiendo , en otras palabras, un acuerdo sobre las «líneas “transacciones”» para que así las nuevas páginas pueden pasar a formar parte permanente del libro que es público y distribuido, es decir cualquiera lo puede leer y cualquiera puede contribuir a mantenerlo y asegurarlo.

Deseas profundizar en que es una blockchain, en este video alojado en mi canal de YouTube:

Minería:

Es el mecanismo por el cual la seguridad de Bitcoin es descentralizada, la palabra «minería» en Bitcoin abarca muchos conceptos de carácter técnico, pero en  palabras simples la minería se refiere al poder computacional distribuido que está participando en el modelo de seguridad de teoría de juegos que está basado en un mecanismo para alcanzar el consenso global descentralizado de forma emergente en la blockchain, el  algoritmo de «Prueba-de-Trabajo (Proof-of-Work, PoW)».

Cualquiera puede ser un minero y por lo cual recibirá un incentivo en forma de una recompensa, los mineros reciben dos tipos de recompensa:

  • Subsidio de bloque: nuevos bitcoin recién creados, es el mecanismo mediante el cual se efectúa la emisión monetaria en Bitcoin.
  • Comisiones: tarifas que pagan las transacciones incluidas en los bloques por usar los recursos de la red.

Recompensa de bloque = Nuevos BTC + Comisiones

La recompensa de bloque se refiere a la cantidad de bitcoin que los mineros pueden reclamar como parte del sistema de incentivos por crear un bloque válido y es igual a la suma del subsidio de bloque (nuevas monedas) más la comisión de transacción pagada por las transacciones incluidas en el bloque.

Deseas profundizar en la emisión de moneda de Bitcoin, en el siguiente video lo explico en detalle:

Ten en cuenta que crear un bloque en Bitcoin requiere de un poder computacional de escala monumental, lo que implica que cuando alguien está minando Bitcoin comparte la recompensa con muchos otros mineros que también están comprometiendo recursos para asegurar la red mientras participan en el modelo de competición probabilístico para ganar dicha recompensa. Al momento de escribir este artículo 15 de julio 2020, el total de poder computacional de la red Bitcoin está alrededor de 144 ExHashesperseconds, es decir:

 144 000 000 000 000 000 000 Hashes por segundos (se lee 144 trillones).

La tasa de hash se refiere a la cantidad de computo que los mineros usan para validar la blockchain de Bitcoin. Cuanto más poder, más seguridad.

Bitcoin es un sistema distribuido en el cual ocurre un consenso global de forma descentralizada y emergente cada 10 minutos en promedio, es decir, todos los nodos acuerdan un valor que es el resultado de que el protocolo termina y todos los nodos correctos deciden sobre el mismo valor y a su vez este valor debe haber sido propuesto por un nodo correcto. A continuación, desarrollare esto.

Consenso y Bitcoin

Construir un sistema distribuido confiable sin ninguna autoridad central de control para imponer la confianza es un desafío común en computación distribuida. Es el mismo problema que se tiene cuando se desea realizar una transmisión de dinero sin un intermediario confiable.

En computación distribuida esta situación es expresada de manera abstracta en lo que se conoce con el nombre de «El Problema de los Generales Bizantinos» propuesto por Leslie Lamport, Robert Shostack y Marshall Peace en 1982, el cual enuncio a continuación:

Imaginemos que varias divisiones del ejército bizantino están acampadas fuera de una ciudad enemiga, cada división es dirigida por su propio general. Los generales pueden comunicarse entre sí solo por mensajería y después de observar al enemigo deben decidir sobre un plan de acción común. Sin embargo, algunos de los generales pueden ser traidores y traten de evitar que los generales leales lleguen a un acuerdo. Los generales deben tener un algoritmo para garantizar que:

  1.         Todos los generales leales decidan sobre el mismo plan de acción.

Todos los generales leales harán lo que el algoritmo dice que deberían hacer, pero los traidores pueden hacer lo que quieran. El algoritmo debe garantizar la condición «A» independientemente de lo que hagan los traidores. Los generales leales no solo deben llegar a un acuerdo, sino que también deben ponerse de acuerdo sobre un plan razonable, por lo tanto, también queremos asegurarnos de que:

  1. Un pequeño número de traidores no haga que los generales leales adopten un mal plan.

En términos simples, el problema consiste en tratar de acordar un curso de acciones o el estado de un sistema mediante el intercambio de información a través de una red poco confiable y potencialmente comprometida, lo que significa:

«Lograr Consenso»

La invención de Satoshi Nakamoto es la mejor solución a este problema que se ha propuesto hasta la fecha y la cual ha tenido una amplia adopción. La brillantez del consenso de Nakamoto en Bitcoin funciona de forma probabilística, en lugar de que todos los nodos acuerden un valor, el protocolo funciona de manera que todos los nodos acuerden la probabilidad de que el valor sea correcto.

La solución de Satoshi Nakamoto, que utiliza el concepto de Prueba-de-Trabajo (Proof-of-Work, PoW), un algoritmo de minería para lograr el consenso sin una autoridad central en control confiable, crea un modelo de seguridad basado en una competición (teoría de juegos) centrada en la red, la cual implica un riesgo  «comprometer recursos ”hardware, energía, etc.”» y un incentivo «moneda “bitcoin”», en orden de tener un incentivo significativo se necesita una moneda intrínseca y nativa a la red que todos los participantes busquen obtener y los mantenga compitiendo de una manera justa y limpia.

La moneda a su vez tiene valor en un mercado lo que hace que este modelo de seguridad también este basado en las fuerzas de un libre mercado, sino se tuviese algún incentivo de valor, no se tendrían las bases para una competición, sin las bases para una competición no se tendría seguridad —sin seguridad — el proceso de validación de transacciones y emisión de monedas pasaría a ser centralizado y controlado por una autoridad central en la que habría que confiar.

El poder computacional distribuido que se compromete para asegurar la red Bitcoin comúnmente llamado «minería» es el mecanismo específico que apuntala la seguridad de manera descentralizada en Bitcoin y permita que emerja el consenso en toda la red.

Consenso Descentralizado en la Red

¿Cómo pueden todos los participantes de la red de Bitcoin ponerse de acuerdo sobre una «única verdad universal sobre quién posee qué», sin tener que confiar en nadie?

Todos los sistemas tradicionales de pagos dependen de un modelo de confianza que tiene una autoridad central que proporciona un servicio de cámara de compensación, que básicamente verifica y asienta todas las transacciones. Bitcoin no tiene autoridad central, todos los nodos son iguales, sin embargo, de alguna manera cada nodo completo tiene una copia completa de un libro de registros público en el que puede confiar como el registro autorizado. La blockchain no es creada por una autoridad central, sino que es ensamblada independientemente por cada nodo en la red.

De una manera soberana, cada nodo en la red que está actuando sobre la información transmitida a través de conexiones inseguras, puede llegar a la misma conclusión y ensamblar una copia del mismo libro de registros públicos como todos los demás. La invención de Satoshi Nakamoto es el mecanismo descentralizado para el consenso emergente —emergente— porque el consenso no se logra explícitamente, no hay elecciones, ni un momento fijo cuando el consenso ocurre. En cambio, el consenso es un artefacto emergente de las interacciones sin coordinación temporal de miles de nodos actuando independientemente, todos siguiendo reglas simples.

Todas las propiedades de Bitcoin, incluyendo la creación de moneda, transacciones y el modelo de seguridad que no depende de una autoridad central o la confianza, derivan de esta invención.

El «Consenso Global Descentralizado Emergente», ocurre sobre el estado del libro de registros de Bitcoin «la blockchain», en algún momento en la red todos los nodos participantes llegan al acuerdo sobre todo lo escrito en ella y coinciden en esa única verdad de la cual todos los nodos poseen una copia autorizada que es mantenida y ensamblada independientemente por cada uno de ellos. El acuerdo es sobre el estado actual de la blockchain y cada vez que ocurre el acuerdo es registrado de manera inmutable y permanente en ella misma, esto sucede cada 10 minutos en un tiempo promedio (el protocolo se autorregula para conseguir esto) y es un mecanismo que no cesa, Bitcoin nunca deja de funcionar.

Bitcoin y Confianza

Bitcoin es una plataforma que garantiza ciertas funciones de confianza, su esencia es la habilidad de operar de una forma descentralizada sin tener que confiar en nadie. Un sistema descentralizado por diseño, un conjunto de reglas que existen independientemente de los actores humanos, estas existen en base a la topología de su red. Un protocolo que puede evaluar reglas sin la intervención humana y ser confiable sin tener que confiar en ningún humano, el riesgo de contraparte no existe en Bitcoin.

Piensa en este sistema como en un conjunto reglas sin gobernantes, las reglas de consenso rigen el protocolo, pero no existe una autoridad que vele, ejecute, garantice, escriba o modifique dichas reglas, en vez de una autoridad existe un «Consenso».

En Bitcoin tú no confías en otros, porque terminas confiando en algo más importante: «El Efecto de Red» el cual permite que el «Consenso Global Descentralizado Emergente» suceda.

La interacción persona-a-persona es la forma más primitiva de las relaciones humanas, las redes de intercambios sin intermediario y sin la necesidad de un sistema de confianza jerárquico es nuestra forma intuitiva de relacionarnos.

Bitcoin trae de vuelta «la descentralización» en una escala global. ¡Bitcoin revoluciona la confianza!

Nota: este artículo es el segundo de la serie «La Triada de Bitcoin» y la lectura en conjunto al primer artículo «¿Qué es Bitcoin?» amplía enormemente la experiencia de lectura.

Aníbal Santaella

Twitter @a_santaellas

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