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Las redes de minería Blockchain son a menudo víctimas de su éxito. Las dos realidades contemporáneas que demarcan el panorama minero y hacen que las cadenas de bloques no cumplan con lo que prometen son 1) la actual carrera de armamentos tecnológicos impulsada por la codicia competitiva inherente; y 2) los crecientes costos de energía asociados con la minería de prueba de trabajo (PoW). Las cadenas de bloques construidas sobre el consenso de PoW se han vuelto muy desiguales y cada vez más centralizadas en términos de su tasa de hash. Esta concentración de poder minero en cada vez menos manos es un ataque al requisito fundamental de distribución y descentralización que poseen las cadenas de bloques.
Además, la motivación para aumentar el poder de la minería tiene un efecto dominó en términos de costos de energía descontrolados, que tienen el potencial de causar daños ambientales irrevocables, como ha sido el quid de la saga minera china de Bitcoin (BTC). Para garantizar un futuro sostenible para blockchain y las criptomonedas, la tasa de hash debe distribuirse de manera más equitativa, asegurando que los componentes principales de distribución y descentralización se mantengan intactos. Esto requiere una reinvención del proceso de minería tal como lo conocemos y requiere una reestructuración de los sistemas PoW.
El impacto perjudicial de la reasignación minera
Antes de analizar cómo podría ser una solución de este tipo, vale la pena enfatizar el alcance de los problemas. El consenso de PoW fue, y sigue siendo, esencial para la perdurable popularidad, éxito y confiabilidad de Bitcoin. En particular, PoW ofrece una solución al conocido problema de los generales bizantinos en los campos de las matemáticas y la informática, a través de una configuración de incentivos y un compromiso continuo de recursos que hace inviable que una parte malintencionada interfiera con un consenso honesto.
La distribución y la descentralización siguen siendo los aspectos cruciales para resolver el dilema en el que las partes deben acordar una estrategia única para evitar el fracaso total, permitiendo un consenso generalizado sobre “el mensaje” y eliminando el riesgo que se presenta si algunas de las partes involucradas son corruptas o poco confiables. Sin embargo, cuanto más centralizada y dominada por un pequeño número de entidades se vuelve una red blockchain, menos puede funcionar el protocolo de consenso como solución a este problema. El aumento de granjas ASIC masivas permite que un puñado de jugadores poderosos ejerzan control sobre la infraestructura de la cadena de bloques, lo que amenaza su capacidad para permanecer distribuido y descentralizado y, en última instancia, sin confianza.
Este problema de la “última etapa” del consenso de PoW surge a través de cómo se incentiva a los mineros a través de la competencia por la recompensa en bloque. Aunque es una parte esencial de la estructura de la teoría del juego para mantener la red segura, esta carrera de todo o nada hacia la cima también crea problemas serios. En particular, da lugar al alegórico "problema del atleta que hace trampa", que describe cómo cuando la recompensa por una carrera vale mucho, los participantes harán casi cualquier cosa para ganar, incluidas las trampas. Imagínese un grupo de atletas en la línea de salida de la primera de una serie de carreras, donde cada uno intentará cruzar la línea de meta primero y ganar un premio.
Hay una cierta cantidad de suerte involucrada en ganar cada carrera (no es simplemente el más rápido quien triunfa), pero la posibilidad de ganar aumenta con la velocidad del atleta. Hacer trampa, en este caso, se define como obtener una ventaja sustancial sobre los otros corredores mediante el uso de tecnología y / o colusión, de modo que el ganador de cada carrera no sea lo suficientemente aleatorio como para proporcionar una solución al problema de los generales bizantinos ( es decir, consenso distribuido a través de un compromiso de recursos distribuido de forma suficientemente aleatoria).
Es en una línea similar que la carrera de PoW conduce al desarrollo de máquinas cada vez más hambrientas de energía y granjas mineras más grandes, reduciendo la descentralización y distribución de la red e impidiendo que el compromiso de recursos actúe como un medio de verificación sin confianza. Además, impulsa el uso general de energía de la red, potencialmente hasta un punto en el que podría afectar negativamente al medio ambiente si no se controla.
Equilibrio del protocolo para redes de minería blockchain
Para desarrollar una solución al problema del atleta que hace trampa, es necesario comenzar con la comprensión de que no es la tasa de hash total de una red blockchain lo que le da seguridad; más bien, es cómo se distribuye esa tasa de hash. Con este fin, se busca una solución donde la redistribución de la tasa de hash sea una característica fundamental del protocolo (en lugar de dejarse en manos de la política o comités centralizados, sin importar cuán bien intencionados sean).
Es posible equilibrar las posibilidades de ganar "la carrera" aplicando un hándicap a los corredores que son significativamente más rápidos y dando una ventaja a los corredores que son significativamente más lentos. En una red de cadena de bloques, esto se puede implementar a través de un proceso de equilibrio de igual a igual termodinámico que ajusta la dificultad de hash individual para los mineros de manera fluida y verificable. Esto permite que la red se mueva hacia el equilibrio en la tasa de hash efectiva y elude los peores excesos de centralización del poder minero en la red, todo mientras continúa operando de forma autónoma sin la participación de terceros confiables.
Actualmente existen muchas implementaciones de la tecnología blockchain, la mayoría de las cuales poseen algún tipo de valor económico o monetario y emplean una tecnología subyacente que tiene como objetivo garantizar mejor la seguridad y eficiencia de la red. Sin embargo, un protocolo de equilibrio algorítmico, que acerca la red hacia una distribución homogénea (aunque no del todo, una red completamente "plana" traería sus propios problemas económicos y de seguridad) puede lograr el equilibrio óptimo entre la distribución y la incentivación económica. Esto puede reducir sustancialmente las prácticas mineras monopólicas mientras mantiene la huella de carbono de la red al mínimo al desincentivar el aumento continuo de la potencia de procesamiento a través de tecnologías costosas y la construcción de grandes granjas ASIC.
Un futuro más verde, más justo y más seguro
Los problemas planteados por la descentralización generalizada de la minería que vemos comúnmente hoy en día representan un desafío significativo para el consenso de PoW, pero no deberían significar su fin. Emergiendo como una innovación tecnológica revolucionaria, PoW resolvió un problema matemático y de ciencias de la computación de larga data que allanó el camino para el éxito de Bitcoin y muchas otras criptomonedas, al tiempo que prometía un medio completamente nuevo de intercambio económico. Existe el peligro de que no exploremos por completo el poder transformador de PoW si lo dejamos a un lado demasiado apresuradamente.
Aquí hay similitudes con la exploración de los sistemas económicos por parte de la humanidad. El capitalismo es uno de los sistemas más grandes y progresistas jamás desarrollados en la historia de la humanidad: mejora la innovación, la esperanza de vida, las oportunidades y la calidad de vida de miles de millones de personas. Sin embargo, si no se controla, puede generar riqueza y desigualdad sin precedentes y, potencialmente, incluso llevarnos al borde de la catástrofe climática. En lugar de abandonarlo por completo, lo que las sociedades suelen intentar hacer es equilibrar los pros y los contras de este sistema: crear una forma de capitalismo moderado en el que no se permita que la codicia y los esfuerzos monopolísticos dominen por completo, de modo que un funcionamiento más responsable y funcional. , puede surgir y florecer una sociedad más justa. Esto es en gran medida lo que las sociedades han tratado de implementar (con distintos niveles de éxito) en forma de redistribución de la riqueza mediante, por ejemplo, impuestos, leyes antimonopolio, etc.
De manera similar, el consenso de PoW es una invención revolucionaria, pero necesita moderación para frenar los peores excesos de codicia dentro del sistema. Colectivamente, tenemos la oportunidad, y la responsabilidad, de alinear más el protocolo de consenso de PoW con las necesidades de la sociedad y con su propósito original al reducir las tendencias monopólicas y prevenir la descentralización de la minería criptográfica. En pocas palabras, en lugar de reinventar la rueda (abandonar PoW en favor de alternativas arriesgadas), lo que se necesita es una forma de aprovechar la rueda de manera más eficaz para construir una máquina que conecte y cambie el mundo.