¿Qué es The Tangle? Guía completa del gráfico acíclico dirigido (DAG) de IOTA

IOTA - ¿Qué es el Tangle?

Tangle es el apodo que se utiliza para describir la liquidación de transacciones basada en gráficos acíclicos dirigidos (DAG) de IOTA y la capa de integridad de datos centrada en Internet-of-Things (IoT). Tangle es esencialmente una cadena de transacciones individuales que están interconectadas entre sí y se almacenan a través de una red descentralizada de participantes de nodos..

Es importante destacar que Tangle no tiene mineros como usuarios de la red que funcionan como los propios mineros mediante la realización de pequeñas Pruebas de trabajo computacionales (PoW) para cada transacción al verificar las transacciones anteriores enviadas a la red. Enfocado en permitir que la red se escale para una red global de micropagos de dispositivos IoT interconectados, The Tangle está diseñado para ofrecer una solución a la naturaleza heterogénea de los sistemas blockchain actuales. Como el enredo papel blanco lo pone:

“Hay dos tipos distintos de participantes en el sistema, los que emiten transacciones y los que aprueban las transacciones. El diseño de este sistema genera una discriminación inevitable de algunos participantes, lo que a su vez genera conflictos que hacen que todos los elementos gasten recursos en la resolución de conflictos. Los problemas antes mencionados justifican una búsqueda de soluciones esencialmente diferentes de la tecnología blockchain, la base de Bitcoin y muchas otras criptomonedas “.

IOTA - ¿Qué es el Tangle?

La red IOTA y el DAG

La red IOTA es mantenida actualmente por la Fundación IOTA y es una de las criptomonedas más conocidas en el espacio hoy. La diferencia clave que separa a IOTA de otras redes de cadenas de bloques es que Tangle, la estructura de datos subyacente en la que se basa IOTA, es en realidad una cadena de bloques “sin bloques”. En lugar de que las transacciones creadas por los usuarios sean incorporadas en bloques por los mineros, los usuarios funcionan como mineros y como creadores de transacciones..

Este es el resultado de que Tangle comprende un DAG en lugar de una cadena de bloques para almacenar su libro mayor. El enfoque principal de la utilización de Tangle es crear un marco escalable para transacciones, específicamente micropagos, entre dispositivos de IoT donde la red se escalará teóricamente en proporción a la cantidad de transacciones que se envían a la red. Con la escalabilidad como un problema fundamental en las principales plataformas de criptomonedas en la actualidad (aunque se están trabajando varias soluciones innovadoras), Tangle está diseñado para facilitar el crecimiento de una vasta red futura de dispositivos interconectados..

En lugar de mineros en Tangle, los creadores de transacciones deben verificar dos transacciones anteriores dentro de la red y cada transacción requiere un pequeño cálculo de PoW en nombre del usuario. En particular, no hay tarifas cuando se utiliza un Tangle, ya que la red no es heterogénea donde los incentivos deben aplicarse a distintos participantes en el ecosistema..

La clave del Tangle es el uso de Gráficos acíclicos dirigidos (DAG) en lugar de una cadena de bloques. El DAG funciona efectivamente como un gráfico dirigido finito donde una colección de vértices (cuadrados) están conectados entre sí por aristas (flechas). Un ejemplo del gráfico de la Fundación IOTA Blog Esta abajo.

El enredo

Cada transacción está representada por un vértice en el gráfico y las flechas representan las conexiones de aprobación entre cada transacción. Cada transacción entrante necesita aprobar dos transacciones anteriores para poder ser validada y, como resultado, los bordes (flechas) representan la conexión de cada transacción con las anteriores. Por ejemplo, 5 aprueba 2 y 3 mediante aprobaciones directas, mientras que también es un aprobador indirecto de 1.

En particular, la transacción 0 es la transacción de génesis y, en el caso de IOTA, contenía toda la MIOTA (moneda IOTA) que alguna vez se creará. La transacción 6 se conoce como sugerencia de transacción porque es una transacción no aprobada, que verá que es importante en la estructura de la transacción..

Guía de IOTA

Leer: Nuestra guía de IOTA

La estructura de la transacción

Cada transacción entrante en Tangle debe aprobar 2 consejos. La estrategia implementada para seleccionar qué propinas serán aprobadas por una transacción entrante específica es una de las facetas más importantes de Tangle. Esto se conoce como el algoritmo de selección de punta y en el Tangle, se logra aprovechando una forma optimizada de caminatas aleatorias, principalmente la caminata aleatoria ponderada..

Es importante destacar que las transacciones en el DAG no se distribuyen uniformemente a lo largo del tiempo, existe un retraso intencional que hace que las transacciones entrantes sean invisibles durante un corto período para replicar la latencia del mundo real. El efecto también es que la maraña de transacciones es más diversa y no solo una cadena de transacciones..

La aleatoriedad de esta distribución de transacciones se logra mediante la Proceso de punto de Poisson, que es un método de probabilidad utilizado para mapear puntos aleatorios en un espacio matemático, en este caso, el DAG. En el Tangle, a pesar del retraso intencional de las transacciones entrantes, el promedio general de la tasa de transacciones entrantes permanece constante. El símbolo Lambda se utiliza para indicar la tasa promedio de transacciones entrantes y equilibrar una Lambda que no sea demasiado alta o baja es pertinente para mantener una red diversa de transacciones. Con un Lambda de 0, la red de transacciones de Tangle consistiría únicamente en una cadena lineal de transacciones vinculadas a una sola transacción de aprobación. Obviamente, esto no es ideal para una red escalable de miles de dispositivos interconectados..

Consejos sobre transacciones & El paseo aleatorio

El algoritmo de selección de puntas del Tangle se basa en un concepto conocido como paseos aleatorios. Básicamente, el selector de sugerencias (transacciones no aprobadas) comienza en la transacción de génesis y “camina” linealmente a través del DAG hacia las sugerencias más recientes, de izquierda a derecha. Hay dos tipos de paseos aleatorios:

  • Paseo aleatorio sin ponderar
  • Paseo aleatorio ponderado

Una caminata aleatoria no ponderada selecciona la siguiente sugerencia de transacción a la que saltar basándose completamente en la misma probabilidad. La caminata aleatoria ponderada es más compleja y coloca pesos acumulativos en cada salto a una punta, y es lo que usa Tangle. La imagen de abajo del blog de IOTA Demuestra el concepto de una caminata aleatoria ponderada donde los pesos acumulativos que asocian una mayor probabilidad de que el selector salte a esa punta específica se demuestran a través de porcentajes..

Caminata aleatoria

Es importante tener en cuenta que el proceso de recorrido aleatorio ponderado solo ocurre dos veces para cada transacción. En el Tangle, las transacciones reciben un peso acumulativo basado en la cantidad de transacciones que tienen aprobándolas tanto directa como indirectamente. La razón de esto es para mitigar lo que se llama “consejos perezosos”, o transacciones que solo validan transacciones antiguas, por lo que no se mantienen al día con el estado actual de Tangle. Esto es un impedimento para la red ya que estas transacciones no validan transacciones antiguas..

El método de establecer una regla distinta para la selección aleatoria de cada punta como un paso lineal del paseo aleatorio a través del DAG se conoce como el Cadena Markov Monte Carlo (MCMC), que es el algoritmo de selección de puntas fundamental del Tangle. El MCMC juega un papel vital en el modelo de transacción de Tangle y está optimizado con parámetros específicos que son necesarios para garantizar la validez y sostenibilidad de Tangle a largo plazo..

Por lo tanto, el concepto de usar una caminata aleatoria ponderada acumulativamente (MCMC) en lugar de la caminata aleatoria no ponderada permite que Tangle evite las propinas perezosas a través de un mecanismo de desincentivo por el cual las propinas perezosas no serán aprobadas por las transacciones entrantes. El selector en el modelo ponderado es más propenso a saltar a puntas más pesadas que a puntas más ligeras. La preferencia de las puntas más pesadas y, finalmente, el Tangle de transacciones más pesado es importante para el consenso final de la red Tangle que resulta de su diseño asincrónico..

Validez de la transacción y consenso eventual

Similar a cómo la cadena de bloques más larga en Bitcoin representa la mayor cantidad de PoW realizado y, por lo tanto, es la cadena más confiable y posteriormente válida, en el Tangle, la cadena más pesada (más apropiadamente la rama más pesada) de transacciones es el Tangle válido. Antes de profundizar en cómo se logra el consenso final y la validez de las transacciones en Tangle, es importante comprender cómo y por qué se considera que Tangle es asincrónico..

En general, dado que MCMC se emplea como el algoritmo de selección de sugerencias, no todos los usuarios (nodos) verán el mismo conjunto de transacciones en una instancia determinada de Tangle, e incluso puede haber presentes transacciones en conflicto. Sin embargo, el calificativo distintivo aquí es que debido al modelo de peso acumulativo que se agrega a cada transacción, eventualmente surgirá una rama de transacciones claramente más pesada sobre una rama más liviana, que eventualmente será descartada. Además, las transacciones que son lo suficientemente antiguas convergerán en el Tangle más pesado y llegarán a un consenso final..

El problema del doble gasto se mitiga eficazmente con la misma propiedad de peso acumulativo del Tangle. Las transacciones que no son válidas no serían aprobadas por los aprobadores (usuarios / mineros) y, debido a esto, todas las transacciones posteriores que aprueben transacciones no válidas se consideran inválidas. Debido a que estas transacciones no válidas específicas no tienen tantas conexiones de aprobación directas o indirectas como conexiones válidas (el peso acumulativo se basa en aprobaciones indirectas y directas), se convierten en parte de la rama más liviana de Tangle que finalmente se descarta.

Sin embargo, un problema claro desde la perspectiva del usuario es que no hay forma de saber si su transacción está validada o no y logra un consenso como parte de la rama más pesada que eventualmente llega a un consenso sobre el estado de Tangle, cuando se toma al pie de la letra. La solución a este problema radica en la confirmación de la confianza que se otorga a cada transacción. Mediante el uso de una fórmula patentada que mide la probabilidad del nivel de aceptación de una transacción en Tangle, a cada transacción se le otorga una puntuación de confianza de confirmación anotada en un porcentaje de probabilidad de que se haya incluido..

Las propinas muy ponderadas reciben más consideración para garantizar que la sucursal más pesada incluya transacciones válidas. Eventualmente, esto conduce a un consenso de transacciones válidas, sin embargo, abre la puerta a un vector de ataque potencial para un usuario malintencionado con un poder computacional sustancial. Siempre que el usuario sea capaz de enviar tantas o más transacciones que el resto de toda la red combinada, ese usuario podrá crear transacciones no válidas y engañar a Tangle para que piense que son parte de la sucursal válida..

El coordinador y la escalabilidad futura

Para mitigar el problema de un usuario malintencionado que ataca la red de la manera anterior, la Fundación IOTA emplea actualmente lo que se conoce como The Coordinator. El Coordinador actúa como un mecanismo de consenso alternativo centralizado, voluntario y temporal para el Tangle.

El Coordinador se utiliza para emitir una transacción de hito cada 2 minutos en Tangle, y se considera que todas las transacciones aprobadas por el Coordinador tienen una confianza de confirmación inmediata del 100%. La implementación del coordinador es controvertida, pero lógicamente comprensible, ya que la red IOTA no contiene suficientes transacciones entrantes que interactúan entre sí en el Tangle para mitigar de manera autónoma el vector de ataque mencionado anteriormente en este momento actual. Sin embargo, a medida que la red continúa escalando, el rol del Coordinador se reducirá y eventualmente se eliminará, dejando que Tangle funcione como una red completamente descentralizada asegurada a través de un mecanismo de consenso distribuido que utiliza MCMC en todo el DAG..

Conclusión

Tangle ha sido catalogado como la cadena de bloques de “próxima generación” desde su inicio original en octubre de 2017. A pesar de la controversia en torno a su implementación y la sostenibilidad y el potencial a largo plazo, Tangle sigue siendo uno de los conceptos más fascinantes en el ámbito de las criptomonedas..

Con las soluciones de escalamiento de blockchain en el horizonte, será fascinante ver si el Tangle “sin bloques” puede escalar a niveles en los que funciona como el marco distribuido para el surgimiento del IoT..

Mike Owergreen Administrator
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