Casper - Ethereum: cómo funciona

Una breve guía del protocolo que tiene como objetivo reducir (y finalmente eliminar) la rentabilidad de la minería de éter.

¿Qué es Casper?

Casper es la tan esperada actualización de la red Ethereum que permitirá que los bloques verificados mediante el algoritmo se agreguen a la cadena de bloques. Prueba de Estaca.

Hasta cierto punto, Casper es un descendiente del FANTASMA, o Subárbol Observado Más Pesado Codicioso. Introducido al ecosistema Ethereum en 2013, el protocolo GHOST desalienta la centralización. Durante el funcionamiento de la red, los llamados bloques abandonados o bloques huérfanos (bloques comprobados con éxito que no cayeron en la cadena actual) se crean periódicamente; a menudo se les conoce como "tíos" en la comunidad Ethereum, enfatizando la diferencia con los bloques de padres e hijos.

Dichos bloques pasaron la prueba, pero la red los rechazó debido al hecho de que otra cadena más larga se convirtió en dominante. Los mineros más rápidos y poderosos tienen la ventaja a la hora de resolver bloques y crear las cadenas más largas. En última instancia, su dominio conduciría a una centralización excesiva de la red. Para evitar esto, Ethereum premia la generación de bloques abandonados animando a todos los mineros a participar en la construcción de la red, no solo a los más ricos.

Algoritmos de consenso

Las cadenas de bloques almacenan información importante, por lo que agregar nuevos bloques con un potencial mínimo de fraude es la tarea principal de cualquier algoritmo. Los algoritmos de consenso determinan exactamente cómo se incluyen los nuevos bloques en la cadena. Los más comunes son Prueba de trabajo (PoW) y Prueba de participación (PoS).

En PoW, los mineros agregan bloques a la cadena, resolviendo un problema matemático complejo y compitiendo entre sí. Obviamente, con este método de minería, la ventaja es para los mineros con los equipos más potentes. Esto socava la descentralización de la red y la hace vulnerable.

PoS utiliza conceptos de teoría de juegos para fomentar el buen comportamiento y minimizar el mal comportamiento. En este caso, los mineros no compiten entre sí, pero ponen una cierta cantidad en los bloques que se ofrecen para su inclusión. si un minero intentará hacer trampa y el bloque será rechazado, perderá los fondos apostados.

El método PoW consume grandes cantidades de electricidad. Los mineros compran el hardware más potente para aumentar sus posibilidades de ganar. El método PoS reduce significativamente los requisitos de hardware y el consumo de electricidad.

El trabajo de los validadores

En esencia, el protocolo Casper representa el algoritmo PoS para Ethereum. El validador ingresa la oferta en el contrato inteligente, lanza el nodo y mantiene la red. El método Casper the Friendly Finality Gadget (CFFG) es responsable de agregar bloques a la cadena. Los validadores son recompensados ​​por sus esfuerzos, pero pierden la apuesta en caso de problemas.

Casper detecta violaciones, instala validadores inescrupulosos y los castiga. También permite que nuevos validadores ingresen al sistema y se desconecten de los existentes. La seguridad es una parte integral de Casper.

Casper tiene la forma de un módulo independiente y está asociado con un motor de propuestas. Actualmente, el mecanismo de propuesta de Ethereum se basa en POW. Por lo tanto, la primera generación del protocolo Casper está asociada con el algoritmo PoW existente. El resultado es un sistema híbrido PoW / PoS. En el futuro, los desarrolladores pueden optar por no participar en POW a favor de un enfoque diferente. Puede ser un algoritmo basado en Round-robin (algoritmo cíclico de equilibrio de carga por método de fuerza bruta).

Problemas de seguridad

Desde el punto de vista de la seguridad, hay una salvedad. Casper estará indefenso en caso de que el mecanismo de suministro de bloques subyacente se vea comprometido. Siempre que Casper reciba mensajes adecuados y "verdaderos" del motor de ofertas, funcionará como de costumbre.

La seguridad del algoritmo POS se basa en el concepto de recompensas y castigos de la teoría de juegos. Los validadores garantizan la seguridad y corrección de los bloques por el tamaño de sus depósitos. Si un validador deshonesto tiene que gastar 100 Ether para robar 5, abandonará esta empresa. Por otro lado, bien puede optar por el robo, si puede conseguir 100 Ethers, gastando sólo 5. En este caso, las pérdidas se percibirán como costes normales de "negocio".

Características de Casper

Como mecanismo de red, Casper debe garantizar la integridad de la cadena y debe permanecer operativo en todo momento.

Las características fundamentales de Casper son la falta de ambigüedad y la estabilidad de la información. La falta de ambigüedad evita que aparezca información contradictoria en la cadena de bloques (una contradicción solo es posible si las reglas son violadas por al menos 1/3 de los validadores). La resiliencia garantiza la capacidad de completar un nuevo bloque, siempre que al menos 2/3 de los validadores sigan el protocolo.

En los protocolos estándar de PoW, siempre se prefiere la cadena más larga. En este sentido, Casper es más complejo. Hay casos extremos en los que elegir la cadena más larga dañará la red. Por lo tanto, la lógica del programa Casper tiene en cuenta los nodos raíz del árbol de puntos de control y selecciona la cadena más larga que satisface las condiciones.

Materiales adicionales

Casper se basa en la teoría de juegos y el desarrollo del protocolo está asociado con una gran cantidad de investigación y cálculos matemáticos. En muchos sentidos, este es un sistema complejo. El 15 de noviembre de 2017, Vitalik Buterin y Virgil Griffith publicaron sus detalles técnicos.

Aparentemente, un documento anterior (sin referencia a una fecha específica) con el mismo nombre contiene información completamente diferente. Su autor es el propio Buterin y está publicado en su sitio web personal. Este documento analiza los posibles problemas de seguridad que aborda Casper.

También el 1 de agosto de 2015, se publicó una descripción de Vlad Zamfir en el blog Ethereum.

Conclusión

Por ahora, el algoritmo de consenso de PoW ha tenido éxito. Los bloques se agregan con éxito a la cadena, los usuarios confían en el resultado. Sin embargo, el proceso es lento, consume grandes cantidades de electricidad y requiere enormes costos de equipo. El enfoque de Casper se basa en la teoría de juegos, elimina muchos de los problemas de PoW y proporciona una seguridad similar.

El nuevo protocolo puede enfrentar dificultades imprevistas, pero su existencia como módulo separado facilita la resolución de problemas y la mejora del código. Casper es una solución innovadora basada en la investigación y el modelado matemático que seguramente provocará una ola de nuevas ideas y sugerencias.

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