La cadena de bloques Bitcoin se considera generalmente como la cadena de bloques original, ya que es la primera implementación de una nueva tecnología que se describe comúnmente hoy en día como tecnología de libro mayor distribuido (DLT). El nacimiento de la cadena de bloques Bitcoin 1.0 fue seguido por la versión programable Ethereum como la cadena de bloques 2.0 y pronto la tercera generación, la cadena de bloques 3.0 en forma de IOTA, Nano, o Hashgraph. La división del desarrollo en estas etapas individuales es una simplificación, porque la última generación de la tecnología de la cadena de bloques ni siquiera se caracteriza adecuadamente como una cadena de bloques. Más bien, la palabra clave aquí es DAG o gráfico a cíclico dirigido. Los proyectos basados en esta tecnología no son realmente cadenas de bloqueo. En cambio, IOTA, Nano, y Byteball son descritos como conceptos de post-bloqueo. Pero, ¿por qué los inversores y los usuarios de cadenas de bloqueo deben sustituir la tecnología original de cadenas de bloqueo por una nueva «variante DLT»?
La aparente debilidad de las cadenas de bloques actuales
En teoría, la tecnología de cadenas de bloques de primera y segunda generación ya ha puesto el mundo patas arriba. Parece que no hay casi ningún campo que no pueda ser cambiado fundamentalmente por blockchain. En la práctica, sin embargo, la situación ha sido algo diferente.
Actualmente, las cadenas de bloques como las de Bitcoin y Ethereum están sujetas a una restricción no resuelta: hasta la fecha, no han logrado un éxito sustancial de escalado. Esto significa que todos estos protocolos de cadena de bloques están limitados en términos de rendimiento y velocidad de las transacciones. Mientras que los sistemas heredados como PayPal pueden procesar alrededor de 200 transacciones por segundo (tps) y Visa incluso 56.000 tps, Ethereum sólo gestiona actualmente un máximo de 20 tps, mientras que Bitcoin sólo alcanza una capacidad de 7 transacciones por segundo. Esta es la razón por la que Bitcoin y Co. no están a la altura de los sistemas de pago actuales de nuestro tiempo.
Pero, ¿por qué existe esta limitación técnica? La respuesta es simple: Los protocolos de cadena de bloques no son lentos debido a alguna barrera inherente de escalabilidad. La restricción es más bien el resultado de una decisión «consciente»: construir una red de bloqueos descentralizada. Uno de los elementos centrales de las cadenas de bloques públicas como Bitcoin y Ethereum es dar a todos la posibilidad de operar un nodo de red. Cada nodo procesa cada una de las transacciones y, por lo tanto, tiene que almacenar todo el historial de transacciones de la cadena de bloques en su ordenador. Las cadenas de bloqueo públicas son tan fuertes como su eslabón más débil. La escalabilidad y, por lo tanto, el rendimiento y la velocidad de las transacciones dependen de la capacidad del nodo más débil. Por supuesto, los nodos débiles podrían ser descartados, pero entonces se dañaría la propiedad crucial de la resistencia a la censura, ya que algunos miembros de la red quedarían deliberadamente excluidos. Por lo tanto, es este dilema entre la descentralización, la seguridad y la escalabilidad lo que impide que blockchain logren la velocidad de las transacciones y el rendimiento de sistemas tradicionales como Visa o PayPal.
La solución de Blockchain
La investigación en las comunidades Bitcoin y Ethereum está en continuo movimiento. En cada ecosistema se están desarrollando soluciones de escalamiento. Por el lado de Bitcoin, Lightning Network y RootStock son dos de los enfoques más conocidos. En Ethereum, soluciones como Sharding, Plasma, o Caspar están al principio de la lista. Intentos como el Lightning Network o Sharding sugieren que la respuesta a la pregunta de escalado es que no todos los participantes – o nodos de la red – necesitan conocer toda la información en todo momento para mantener la red sincronizada. Este enfoque es algo en lo que también se basa el DAG o gráfico acíclico dirigido.
Un DAG trabaja según un esquema «horizontal», mientras que una cadena de bloques se basa en una arquitectura «vertical». Con la cadena de bloques, los mineros crean nuevos bloques que se añaden a la cadena de bloques. Por otra parte, la estructura «horizontal» de los DAG permite que las operaciones se vinculen directamente a otras operaciones sin ponerlas en primer lugar en un bloque. De esta manera no hay necesidad de esperar a que se confirme el siguiente bloque. Al mismo tiempo, no todos los participantes de la red tienen que confirmar la actualización del bloque. Dado que el concepto DAG no tiene ni bloques ni mineros, no existe una cadena de bloques llena de transacciones y, por lo tanto, no existe una «cadena de bloques». La estructura de un DAG es mucho más parecida a una red «laberíntica» de numerosas transacciones. Esta es la razón por la que a menudo se le llama Tangle – un término que aparece una y otra vez, especialmente en relación con el proyecto IOTA. En su núcleo, sin embargo, el Tangle tiene las mismas propiedades que una cadena de bloques: sigue siendo una base de datos distribuida basada en una red peer-to-peer. Así, el Tangle es también un mecanismo de validación para la toma de decisiones distribuida.
¿Cómo funciona la maraña?
La maraña se crea enlazando transacciones individuales en la red. La vinculación es una consecuencia del hecho de que cada nueva transacción no confirmada debe confirmar una o dos transacciones adicionales antes de que la transacción no confirmada pueda ser procesada y confirmada. A diferencia de la cadena de bloqueo de Bitcoin o Ethereum, no son sólo los mineros los responsables de la confirmación de las transacciones. En el caso de la maraña, esta tarea de procesar y aprobar nuevas transacciones es responsabilidad de todos los participantes activos de la maraña o de la red. De este modo, no sólo se confirman las nuevas operaciones añadidas, sino que también se confirma indirectamente todo el historial de operaciones. El «emisor de la transacción» no paga una comisión directa por el procesamiento de sus propias transacciones, sino que sólo paga indirectamente (con el poder del ordenador) mediante la confirmación de otras transacciones.
Las operaciones en el grafo que todavía no se han confirmado se denominan comúnmente «consejos». Para obtener la confirmación, estos «consejos» tienen que confirmar otras transacciones. Un algoritmo llamado Markov chain Monte Carlo asegura que los participantes de la red no sólo confirmen sus propias transacciones.
La razón por la que hay que confirmar las transacciones es obvia: hay que evitar el problema del doble gasto. Al igual que con una cadena de bloques regular, las unidades de criptomoneda – en el caso de IOTA el token de IOTA – deben ser detenidas de los intentos de doble gasto. Por ejemplo, si Alice envía diez fichas IOTA a Bob, Charlie comprueba el saldo de las fichas IOTA de Alice antes de esta transacción. Si Alice sólo tenía cinco fichas de IOTA, entonces su saldo sería demasiado bajo para que la transacción fuera válida. Charlie no querrá confirmar esta transacción porque tiene interés en que se confirme su propia transacción y lo más probable es que esto sólo suceda si él mismo no valida ninguna transacción inválida.
Como su nombre indica, la maraña es, en última instancia, una maraña de transacciones. El Enredo tiene un concepto llamado «confianza de confirmación» de modo que no se forman dos ramas separadas en este «laberíntico» grupo de transacciones en el que Alice ha emitido el mismo token de IOTA dos veces. Porque este es el nivel de confianza y aceptación que el resto de la maraña da a una transacción. Por lo tanto, cada transacción tiene un porcentaje determinado, dependiendo del número de propinas (transacciones no confirmadas) que la acepten. Con ello se pretende garantizar que sólo prevalezca una rama, a saber, la de mayor confianza en la confirmación.
Es este concepto el que debería permitir un mejor escalado de cualquier proyecto DAG. Lo que causa un atasco de tráfico en una cadena de bloques y ralentiza la red debería hacer que una maraña sea aún más seguro y rápido: Cuantos más participantes en la red y cuantas más transacciones se procesen, mejor será el procesamiento de las transacciones pendientes – eso es lo que dice la teoría. Hasta ahora, la red IOTA sigue siendo bastante pequeña, razón por la cual no se puede validar con seguridad la reclamación. Sin embargo, los mayores proyectos de maraña, IOTA y Nano, indican que actualmente pueden procesar ~1.000 y 7.000 tps respectivamente.
IOTA – ¿La columna vertebral del Internet de las cosas?
El proyecto IOTA surgió de una puesta en marcha de hardware que trabajaba en un nuevo microprocesador trinario llamado «Jinn». En el futuro, este componente de hardware debería permitir que cada vehículo, cada microondas y cada frigorífico se comunique a través de la red IOTA sin funcionar como un ordenador normal. Desde el comienzo de su desarrollo, el proyecto IOTA, debido a su inherente escalabilidad, se ha visto como la solución predestinada para el obvio problema del procesamiento eficiente de transacciones en una futura economía de máquinas.
Hoy en día, los expertos apenas parecen cuestionar el hecho de que nuestro mundo se convertirá en un gran Internet de las cosas. Ya hoy en día nuestro smartphone produce grandes cantidades de datos. Imagínese cuánto mayor será la cantidad de datos cuando nuestro coche se convierta en un smartcar, nuestra casa en un smarthome y nuestra ciudad en una smartcity. En nuestro tiempo, donde los datos son el petróleo digital y por lo tanto un nuevo tesoro, los ingresos generados por el negocio de datos serán enormes. Por supuesto, estos valores no deberían ser cosechados simplemente por las grandes empresas de tecnología. Como protocolo agnóstico universal, la IOTA podría funcionar como una «red de máquina a máquina» pública, descentralizada y autorreguladora a través de la cual las máquinas respectivas puedan comunicarse de forma independiente sin intermediarios y, por lo tanto, transferir valores.
Un ejemplo futurista, aunque a menudo mencionado, es el de un coche inteligente. Este vehículo inteligente podría tener una identidad y un «monedero electrónico» algún día. Con este equipo, el coche inteligente podría pagar varios servicios como el combustible (en el futuro probablemente electricidad en lugar de gasolina), el seguro, el lavado o los peajes. Incluso el pago de un ticket de aparcamiento debería ser posible, especialmente porque la red IOTA no tiene ninguna tasa de transacción real y por lo tanto parece estar predestinada a «micro-pagos», es decir, pagos muy pequeños.
Por lo tanto, el vehículo del futuro no sólo debería ser un coche de auto conducción, sino que también debería pagar de forma autónoma por los servicios utilizados y ser capaz de ofrecer sus propios servicios. El concepto de «movilidad como servicio» podría resultar más atractivo en una economía de máquinas de este tipo impulsada por la red IOTA. Siempre que uno de los propietarios del vehículo no necesite su vehículo, su coche podrá ofrecer sus servicios de conducción a los pasajeros de pago. Al llevar a los clientes y cobrar la cuota a través de la billetera electrónica, el coche genera una especie de ingreso pasivo para el propietario en lugar de simplemente sentarse en un aparcamiento. Como agente económico autónomo, las posibilidades de un vehículo de este tipo en el futuro parecen ser ilimitadas. En última instancia, los seres humanos nos beneficiamos porque nuestro tiempo puede ser optimizado de manera más eficiente. Por ejemplo, si un pasajero tiene mucha prisa, también puede ordenar al vehículo que haga que otros vehículos que tengan menos prisa se salgan de su camino – obviamente, una tarifa sería pagados directamente a otros vehículos a través de la red de IOTA usando fichas de IOTA para despejar el camino.
Los fundadores de la red IOTA están bastante seguros de sí mismos: Mientras que la humanidad ya está creando el Internet de los objetos digitalizándolos y equipándolos con sensores, la IOTA debería tener el potencial de hacer posible un paso más allá: Una economía de cosas en la que los datos y los dispositivos de IA pueden compartir sus activos digitales de forma autónoma a través de los mercados de la nueva economía de máquinas.
En cuanto a la IOTA, uno de los hechos más impresionantes es que el proyecto ha logrado establecer una fundación en Alemania. Esto es sorprendente porque Alemania es considerada como uno de los países más difíciles para establecer una fundación. Además, la fundación IOTA tiene asesores influyentes en el consejo de administración de su fundación. Por ejemplo, el «CDO» Johann Jungwirth de Volkswagen es miembro de la Junta Directiva. Robert Bosch Ventures también es miembro del consejo asesor y su fondo ya ha realizado importantes inversiones en IOTA.
A mediados de abril se puso en marcha en los Países Bajos la primera estación de carga de vehículos eléctricos del mundo, donde se puede realizar la carga y el pago con IOTA. El cargador fue instalado por ElaadNL, un instituto de investigación para la innovación. Para el equipo de IOTA, este es uno de los primeros pasos hacia la adopción en el mundo real.
Recientemente, el equipo de IOTA reveló el secreto tan esperado sobre el llamado Proyecto Q. Con Qubic, el protocolo IOTA no sólo soportará contratos inteligentes y oráculos, sino también una forma de computación distribuida. Esto hace que el IOTA maraña sea programable. Al mismo tiempo, las micro transacciones gratuitas deberían garantizar que la potencia de computación externa y distribuida pueda utilizarse para la maraña de IOTA. El objetivo de Qubic es poner a disposición de la IOTA maraña la potencia de cálculo no utilizada a escala mundial para mejorar aún más el rendimiento de la red IOTA. Según los fundadores de IOTA, el proyecto Qubic es uno de los hitos más importantes.
Hashgraph – La última excitación entre los DLTs
Además de la maraña, el término «Hashgraph» también está causando una gran conmoción en el mercado. Esta tecnología recientemente desarrollada también entra dentro de la categoría de tecnologías de ledger distribuido (DLT). La idea de Hashgraph fue desarrollada por Leemon Baird a mediados de 2016 y fue originalmente concebida para el sector empresarial privado. La propiedad intelectual de Hashgraph está en manos de Swirlds, una empresa fundada por Baird Swirlds distribuye un programa de desarrollo de software que permite a cualquiera experimentar con la «Hashgraph Consensus Library». Con CULedger, un consorcio de 6.000 bancos cooperativos en Norteamérica, Hashgraph ya ha encontrado un cliente potente que utiliza su software privado Hashgraph e incluso lo ha preferido a otras alternativas como Hyperledger.
Debido a este éxito en el sector corporativo, Swirlds ha lanzado la «Plataforma Hashgraph de Hedera» con el objetivo de impulsar la tecnología patentada de Hashgraph de Swirlds para el desarrollo de una red pública de Hashgraph. Mientras el código fuente del Hashgraph de Hedera esté disponible públicamente y cualquiera pueda formar parte del ecosistema Hashgraph de Hedera como nodo de red, el proyecto seguirá teniendo un modelo de gobierno similar al de Visa. Esto significa que habrá 39 organizaciones que formarán una especie de consejo de liderazgo. Actualmente se están ultimando los términos exactos y se anunciarán los 39 miembros. Debido a esta estructura con un órgano de gestión, no será posible dividir el código fuente para crear un proyecto alternativo utilizando un trabajo duro.
¿Cómo funciona el Hashgraph?
Al igual que con la maraña, el concepto de Hashgraph ya no se basa en bloques que se juntan cronológicamente para formar una cadena. En vez de eso, los llamados eventos, que se entrelazan entre sí – de ahí el nombre «Hashgraph». La siguiente información está contenida en estos «eventos»: una marca de tiempo, dos hashes padres diferentes y una o más transacciones.
Mientras que en una cadena de bloques el nodo ganador tiene la posibilidad de añadir el nuevo bloque con transacciones a la cadena existente, en el Hashgraph todos los nodos de toda la red se informan entre sí sobre el último estado e «intercambian» su información entre sí. Al igual que en una maraña, se crea un diagrama de conexión de «eventos» o transacciones, y las transacciones se organizan de acuerdo con una secuencia cronológica de tiempo. Este historial de transacciones permite un consenso sobre la secuencia de transacciones individuales.
Con el concepto Hashgraph, la información necesaria dentro de la red también se transfiere a través del llamado protocolo Gossip, un protocolo de comunicación. Para diseminar información dentro de una red, el protocolo Gossip es considerado el método más rápido y eficiente de comunicación entre diferentes ordenadores. Cada ordenador pasa la información recibida a una computadora seleccionada al azar. Esto conduce a una difusión exponencial de la información en toda la red.
Sin embargo, la mera difusión de información dentro de la red no es suficiente para lograr un consenso sobre la información compartida. Para ello, cada participante de la red debe conocer el historial exacto de las transacciones y, por lo tanto, la secuencia exacta de cada una de ellas, lo que está garantizado por las marcas de tiempo ya mencionadas. Por lo tanto, el algoritmo de consenso de Hashgraph utiliza el enfoque «Gossip-about-Gossip». Cada ordenador dentro de la red comparte todo su conocimiento sobre qué cuentas de red hablaron con qué, con quién y cuándo. O más técnicamente hablando: Cada ordenador comparte todos sus conocimientos sobre el Hashgraph, que es el orden exacto de todas las transacciones que se realizan en la red. Debido a que cada participante de la red siempre tiene el Hashgraph actual, cada ordenador conoce el historial completo de transacciones. Todos los participantes saben que todos los demás participantes de la red tienen toda la información relevante sobre las transacciones y su pedido. Esta circunstancia permite lo que se denomina «votación virtual» porque todos los nodos de la red tienen una copia del historial de transacciones e información sobre quién recibió la información y en qué momento, cada participante puede calcular cómo se comportará cada uno de los otros participantes de la red. Por lo tanto, cada nodo conoce la decisión del otro, sin que se haya tomado una decisión efectiva, es decir, un «voto». Sobre la base de esta «votación sin voto», existe un consenso entre los participantes de la red, aunque no tienen que llevar a cabo un procedimiento de coordinación entre ellos que requiere muchos recursos.
Curiosamente, los algoritmos de votación utilizados para el Hashgraph ya tienen más de 35 años y se utilizan en una forma ligeramente modificada. Estos son tan útiles porque tienen un nivel de seguridad matemáticamente probado que, hasta el momento, no puede ser superado. Los expertos detrás de Hashgraph por lo tanto afirman – y se refieren a la evidencia matemática – que Hashgraph es la única tecnología DLT que es A-BFT (asíncrona bizantina de tolerancia a fallos). Según ellos, esto significa: Mientras menos de 1/3 de los participantes de la red no tengan intención de defraudar a la red, siempre se puede encontrar un consenso entre los ordenadores sobre el estado de la red y el historial de transacciones.
El Plan para la Visión Futura del Hashógrafo
Como una forma de tecnología DLT, el Hashgraph también pretende cambiar radicalmente la estructura y organización del Internet actual y, con ella, del mundo. Cada vez es más evidente que Internet en su forma actual tiene graves deficiencias, algunas de las cuales se deben a defectos de nacimiento originales. Hoy en día, las grandes instalaciones de servidores centralizados son las piedras angulares de nuestra Internet global. Debido a estos puntos neurálgicos de ataque, cosas como hacks, spam, ataques de BotNet o DDoS son parte de la vida cotidiana en línea. Una y otra vez se nos recuerda este hecho en la realidad.
Hashgraph se ve a sí mismo como una solución potencial para estos problemas. Con Hashgraph, debería ser posible crear una «Internet de Mundos Compartidos» que minimice los numerosos riesgos de seguridad que existen hoy en día y al mismo tiempo elimine el aislamiento. Además, esta nueva Internet impulsada por Hashgraph debería permitir en el futuro a cada uno crear su propio mundo, su propia comunidad, ya que además de una seguridad inadecuada, Internet también sufre de aislamiento. Lo que esto significa es que Internet en su conjunto consiste en sistemas aislados en masa que no están conectados entre sí por defecto, lo que hace que la comunicación entre estos silos separados sea tediosa y compleja. Aunque Internet parece ser una red perfectamente interconectada en la superficie, sigue estando formada por innumerables mundos separados que requieren muchos recursos.
El protocolo de gráfico de hash, que a diferencia de los protocolos de cadena de bloques convencionales ya permite la escalabilidad en su protocolo básico, está diseñado para cambiar fundamentalmente el modelo de almacenamiento de datos de Internet también. Según los expertos, el almacenamiento de datos debe estar ampliamente distribuido a través de las redes y dentro de ellas. Para el suministro de su capacidad de almacenamiento de datos, los participantes de la red correspondientes serían remunerados sobre el terreno mediante micro pagos. El financiamiento de grandes unidades de servidores centralizados para el almacenamiento de datos ya no sería necesario, dicen los defensores que creen en la visión de Hashgraph. En el corazón de esta nueva Internet estarían las tecnologías DLT, como la gráfica hash, que captura de forma transparente toda la información importante sobre la comunidad. Si las aplicaciones de Internet se basaran en la tecnología Hashgraph, los participantes podrían estar seguros de que las reglas definidas por el protocolo se aplicarían de manera justa para todos, ya que están protegidas y se aplican mediante criptografía y matemáticas. De esta manera, las comunidades individuales podrían comunicarse sin problemas entre sí a través de las tecnologías DLT y llegar a un consenso en este nuevo mundo de mundos compartidos digitalmente.
Los conocedores de Hashgraph también insisten en otro punto importante: Esta tecnología también puede hacer que Internet sea más rápida. La actual Internet basada en el liderazgo, que se basa en servidores centrales que tienen que enrutar todo el tráfico de datos a través de todo el sistema, nos parece rápida. Sin embargo, si Internet se basara en una tecnología DLT como el Hashgraph, serían posibles velocidades aún mayores. Con su red privada Hashgraph, Swirlds ha logrado una mayor velocidad de transacción en los intentos de prueba que la red Visa actual. Aquí también, los visionarios de Hashgraph ven otra razón por la que su protocolo podría mejorar la Internet existente.
La Maraña y Hashgraph – ¿Pueden cumplir sus promesas?
como se describe al principio de este capítulo, los enfoques innovadores como la maraña o el Hashgraph son vistos como la próxima generación en la todavía joven historia de la tecnología DLT. La libre competencia en el mercado está impulsando aún más la innovación. La velocidad con la que avanza la innovación es asombrosa, pero la rivalidad mutua entre los proyectos a menudo se convierte en una verdadera animosidad. Los debates degeneran en batallas de barro infantiles, que hacen poco por hacer avanzar el mundo de la criptografía, la cadena de bloques y la DLT en su conjunto. Es difícil para los inversores hacer un seguimiento de todas las acusaciones y críticas baratas, cargadas emocionalmente y a menudo personales, y llegar a una evaluación razonable de las posibles ganancias de capital de cada criptomoneda.
Sin embargo, una de las objeciones más significativas debe ser descrita brevemente: En el caso de un DAG, no hay un estado de red global, ya que un DAG (Maraña y Hashgraph) no tiene bloqueos y se basa en cierta medida en el principio del consenso regional. Esto significa que los participantes de la red ya no almacenan todas las transacciones, sino sólo los datos «locales» de sus «vecinos» y dependen de «otras regiones» para hacer lo mismo cuidadosamente. La última pregunta aquí es si este concepto de regionalismo puede realmente prevenir los ataques de doble gasto. Para ser justos, hay que decir que la misma pregunta surge en las empresas de escalado de Ethereum que quieren aprovechar la solución de escalado.
También se teme que la maraña y Hashgraph asuma un gran tamaño de datos debido a su escalabilidad y que esto conduzca a la centralización entre los nodos de la red que mantienen la red en funcionamiento. IOTA y Hashgraph Hedera parecen tener una solución para este problema: anunciaron acortar regularmente la maraña o Hashgraph. Por supuesto, esto significaría, sin embargo, que las redes podrían introducir de nuevo ciertos puntos de ataque neuronales centralizados. Los responsables de ambos proyectos argumentan que los coordinadores de la maraña y el consejo de liderazgo del Hashgraph sólo tienen una función de apoyo. Una vez que los dos proyectos alcanzaran un cierto tamaño y relevancia, estas «ruedas de apoyo» ya no serían necesarias, sobre las que los coordinadores de la IOTA y el Hashgraph Leadership Council perderían influencia. Para entonces, el problema de los grupos de datos demasiado grandes también podría haberse resuelto. Hasta entonces, sin embargo, mucho tiene que suceder, y los proyectos deben alcanzar primero la escala prometida. Aunque tanto la maraña como el Hashgraph parecen prometedores, todavía no han proporcionado la prueba final y práctica de lo que se afirma.
