Nuevos avances en la tecnología de la cadena de bloques: la combinación perfecta de alta capacidad y baja latencia

Desde el nacimiento de Bitcoin, la tecnología de la cadena de bloques ha estado en constante desarrollo. Con la aparición de nuevas aplicaciones como juegos y NFT, la industria ha estado explorando formas de mejorar la eficiencia técnica, especialmente en el manejo de cargas altas y en la realización de respuestas en tiempo real. Las cadenas de bloques L1 enfrentan dos grandes desafíos: uno es lograr un alto rendimiento manteniendo una baja latencia, y el otro es asegurar la estabilidad a largo plazo del protocolo de consenso. Al abordar estos problemas, también es necesario mantener la descentralización a través de la participación dinámica y la reconfiguración de nodos de validación.

Una forma de aumentar el rendimiento es adoptar un protocolo de consenso basado en DAG. Este tipo de protocolo permite a la cadena de bloques procesar simultáneamente una gran cantidad de transacciones, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones como juegos y NFT. Sin embargo, este enfoque puede resultar en latencia de varios segundos, lo que puede ser costoso para transferencias normales o acciones en juegos.

Por otro lado, los protocolos sin consenso muestran un gran potencial en la reducción de latencia y escalabilidad. Eliminen la necesidad de consenso, permitiendo un procesamiento rápido de transacciones sin necesidad de un orden total de transacciones independientes procesadas en paralelo. Sin embargo, este tipo de protocolos está limitado a algunas operaciones simples de cadena de bloques, restringiendo la capacidad expresiva de los contratos inteligentes y dificultando la reconfiguración de conjuntos de validadores que cambian dinámicamente.

A pesar de que estos métodos tienen un gran potencial, aún no se han aplicado de manera extensa en cadenas de bloques de nivel de producción. Un nuevo protocolo combina las ventajas del consenso basado en DAG y los métodos sin consenso, logrando latencia de subsegundos y un rendimiento continuo de miles de transacciones por segundo. Al mismo tiempo, mantiene la capacidad de ejecutar contratos complejos sobre objetos compartidos, generar puntos de control y reconfigurar el conjunto de validadores a lo largo de los períodos.

Este nuevo protocolo utiliza un enfoque único que combina las dos tecnologías mencionadas anteriormente. Para las operaciones de activos de propiedad única, el sistema utiliza un protocolo de difusión consistente entre los validadores, logrando una latencia inferior a la de consenso. Para contratos inteligentes complejos sobre objetos compartidos, se basa en un mecanismo de consenso para su procesamiento. El protocolo también admite operaciones de mantenimiento de red, como la definición de puntos de control y la reconfiguración de validadores. Esta estrategia innovadora proporciona un método que es tanto eficiente como seguro al manejar transacciones en un entorno bizantino replicado.

En este protocolo, los usuarios crean y firman transacciones a través de claves privadas, cambiando los objetos que poseen o compartiendo objetos. La transacción se envía a nodos de verificación para su revisión y firma, luego el cliente recoge las respuestas de la mayoría de los nodos de verificación para formar un certificado de transacción, en este momento la transacción se considera irreversible. Una vez que el certificado se completa, se envía de regreso a todos los nodos de verificación para su confirmación. Para transacciones que implican únicamente objetos exclusivos, se pueden procesar y ejecutar de inmediato, sin necesidad de esperar al motor de consenso. Todos los certificados se reenvían a un protocolo de consenso basado en DAG. El consenso finalmente emite el orden total de los certificados, y los nodos de verificación ejecutan las transacciones que incluyen objetos compartidos.

Además del proceso de transacción principal, el protocolo también ofrece varias funciones que soportan la cadena de bloques de nivel de producción:

1. Implementar el protocolo de puntos de control, generar la historia causal de todas las transacciones en el sistema, para auditoría completa y sincronización.

2. Soporta la reconfiguración al final de cada periodo, permitiendo cambios en el conjunto de validadores y su poder de voto.

3. Al final del período, asegúrese de "desbloquear" de manera segura los activos que han sido bloqueados erróneamente, minimizando el impacto de posibles vulnerabilidades.

Este nuevo protocolo proporciona un sólido apoyo para la gestión de grandes valores en la Cadena de bloques, un informe técnico completo detalla cómo funcionan los protocolos de seguridad y actividad, así como las pruebas de seguridad de los participantes bizantinos parcialmente sincronizados en un modelo de sistema distribuido estándar.