Reducción de la hinchazón de blockchain: protocolo Coda y nodos Bitcoin de sincronización instantánea

Bloat Coda Blockchain

La capacidad de reducir el tamaño de una cadena de bloques mediante la poda o compactación de su tamaño presenta enormes beneficios para la descentralización sostenible de la red y la eliminación de la delegación de confianza. La reducción de la carga de almacenamiento de los clientes de nodo completo permite a los usuarios ejecutar prácticamente nodos completos sin tener que comprar hardware de gama alta para admitir la ejecución de un cliente completo..

Las iniciativas y propuestas para reducir el tamaño de las cadenas de bloques son cada vez más comunes entre las criptomonedas, incluido Bitcoin. Del mismo modo, las criptomonedas orientadas a la privacidad que utilizan construcciones de transacciones más engorrosas se suman a la cadena de bloques más rápido que las transacciones criptográficas más comunes debido a las pruebas adicionales agregadas a cada transacción..

Las criptomonedas como Monero y ZCash han implementado recientemente mejoras de eficiencia en dichas transacciones, pero es probable que se necesiten soluciones compactas de blockchain a largo plazo..

Bloat Coda Blockchain

Como resultado de la creciente necesidad de buscar soluciones para la hinchazón de la cadena de bloques y la sincronización más rápida, varios métodos emergentes para reducir el tamaño de las cadenas de bloques han pasado al primer plano de la conversación en la descentralización. En particular, algunas soluciones intrigantes que se basan en pruebas de conocimiento cero (ZKP) se encuentran en sus etapas de concepto o ya se están probando.

Protocolo de Coda es uno de estos proyectos, que utiliza zk-SNARKs para comprimir el tamaño de la cadena de bloques, lo que permite que incluso los clientes móviles ejecuten nodos completos. Del mismo modo, un propuesta de concepto reciente de Tyler Smith detalla el potencial de permitir la sincronización instantánea de los nodos de Bitcoin mediante el uso de ZKP para producir una sincronización completa de la cadena de bloques con un tamaño constante y en tiempo constante..

Protocolo de Coda

Coda Protocol es una criptomoneda codificada en OCaml que utiliza una “composición recursiva de zk-SNARKs” para comprimir toda la cadena de bloques a una fracción del tamaño de los libros de contabilidad tradicionales de cadenas de bloques. El protocolo comprime la representación completa del estado de la cadena de bloques en una prueba zk-SNARK de 1 KB.

los prueba zk-SNARK representa la autenticidad del estado de la cadena de bloques sin que los nodos necesiten almacenar la cadena de bloques completa para validar el libro mayor. La prueba es el único componente que debe almacenarse, junto con una pequeña cantidad de datos adicionales utilizando una ruta Merkle desde el libro mayor del estado a la cuenta de una persona..

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Coda

Coda se refiere a la cadena de bloques comprimida como una “cadena de bloques sucinta” y el protocolo permite una prueba de tamaño constante, independientemente de la cantidad arbitraria de cálculos en el libro mayor. En lugar de bloques que contienen transacciones, consisten en un zk-SNARK que verifica la existencia de transacciones específicas y hace la transición del estado del libro mayor..

Según la Coda papel blanco:

“Los nodos pueden participar en un protocolo de cadena de bloques sucinto sin almacenar nada excepto la cadena de bloques más fuerte y un estado total o parcial. Si un nodo tiene estos elementos, puede estar seguro de que la información en cualquier estado que tenga está respaldada por una cadena de bloques con la fuerza indicada y que los saldos se han actualizado solo a través de una secuencia de transacciones válidas contenidas en esa cadena de bloques “.

Las implicaciones de lo que Coda está trabajando son convincentes. El aumento del tamaño de la cadena de bloques eventualmente evitará que muchos participantes se conviertan en validadores en la red al aumentar los costos de hardware necesarios para ejecutar nodos completos. De manera similar, los clientes de nodo completo, aunque operables en computadoras portátiles de consumo promedio, no son compatibles con teléfonos inteligentes debido a su menor capacidad de almacenamiento. La capacidad de tener nodos móviles de validación completa otorga un potencial de descentralización mucho más poderoso al reducir drásticamente la barrera para acceder a un nodo que verifica la cadena de bloques..

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Otro efecto colateral de una cadena de bloques comprimida es la capacidad de sincronizarse casi instantáneamente, ya que un nodo requiere menos de 1 MB de datos para descargarlos. Coda incluso proporciona un explorador de estado de verificación completa en su sitio web (de su red de prueba Alpha) que se actualiza en tiempo real en el navegador. La eficiencia de una cadena de bloques sucinta también permite que la red escale desacoplada de la cantidad de datos en la cadena de bloques..

Coda anunció recientemente su red de prueba Alpha, y el proyecto es un excelente ejemplo de cómo aprovechar el poder, en gran parte sin explotar, de los ZKP..

Nodos de Bitcoin de sincronización instantánea

Inspirándose en Coda y trabajando en paralelo en un concepto similar aplicado a Bitcoin, Tyler Smith propuso una idea para permitir a los clientes de Bitcoin sincronizar y validar instantáneamente la cadena de bloques de Bitcoin con un tamaño y tiempo constantes similares a los del protocolo Coda. Tal solución eliminaría la necesidad de que los nodos SPV deleguen la confianza en la red Bitcoin, mejorando enormemente la eficiencia de la validación de la cadena de bloques en el proceso..

Su concepto ya ha ganado tracción en Reddit donde se debatió una discusión significativa sobre su desarrollo potencial y obstáculos, una rara ocasión en cripto Reddit.

La idea de los nodos de Bitcoin de sincronización instantánea consistiría en una red de superposición donde los participantes pueden publicar pruebas con “circuitos zk”. Según Smith:

“En lugar de incluir una construcción ZK en particular en el protocolo de Bitcoin, podemos construir un protocolo de superposición en el que cualquiera puede producir y publicar pruebas procesando bloques extraídos con un circuito ZK que implementa las reglas de transición de Bitcoin. Este proceso sería como una sincronización de nodo completo estándar, excepto que el estado que calculan sería autenticado por el circuito “.

Para sincronizar, los clientes solo necesitarían descargar el hash de estado más trabajado, que representa el estado auténtico de la cadena de bloques. Los nodos completos tradicionales funcionarían como “productores de pruebas”, pero los nodos SPV podrían convertirse en nodos de validación que puedan sincronizarse instantáneamente con la cadena de bloques en lugar de depender de nodos completos para complementarlos con el estado correcto..

El PoW acumulativo podría verificarse mediante nodos que se presentan con múltiples estados válidos que consisten en el conjunto UTXO, la altura del bloque, el PoW y el estado del sistema. El estado con más trabajo es la cadena primaria y la prueba de estado auténtica de que el nodo selecciona sin necesidad de validar el PoW para cada bloque..

Smith señala que podría desarrollarse un nuevo ecosistema de entidades donde se les incentive a proporcionar pruebas, como mineros e intercambios. Además, hace referencia al modelo de falla mejorado para los nodos SPV:

“En este modelo propuesto, una sola entidad que proporcione pruebas es suficiente y podría ser operada por instituciones (es decir, organizaciones sin fines de lucro, universidades, etc.) o empresas sin confianza. Si todos los probadores están comprometidos, la cadena sigue siendo segura, pero los clientes que dependen de las pruebas ya no pueden validar las actualizaciones. Este es un modo de falla mucho mejor que SPV porque no se engaña a los nodos para que acepten un estado no válido, simplemente no pueden continuar validando nuevos estados hasta que un probador vuelva a estar en línea “.

Aunque prometedor, persisten algunos obstáculos importantes. Específicamente, la necesidad de más trabajo de desarrollo sobre la “composición recursiva de zk-SNARKs” conocida como “circuitos zk”, y la necesidad de un hard fork para implementar completamente las características propuestas, una propuesta ardua para el enfoque altamente conservador de cambio de la comunidad Bitcoin..

Otras iniciativas para reducir la hinchazón de Blockchain

Los ZKP son un método criptográfico relativamente nuevo con un enorme potencial, pero no son el único medio propuesto para reducir la hinchazón de la cadena de bloques. Los recientes lanzamientos de Grin y BEAM destacan un aspecto de Mimblewimble que adopta un enfoque proactivo para mitigar el aumento del tamaño de la cadena de bloques, así como el potencial de podar la cadena de bloques..

¿Qué es Grin Coin & amp; Mimblewimble?

Leer: ¿Qué es Grin Coin??

Los nodos de Mimblewimble solo necesitan almacenar el estado actual del conjunto UTXO en lugar del historial completo de transacciones de la cadena de bloques. Los nodos pueden verificar las entradas haciendo referencia a encabezados de bloque y salidas ficticias, por lo que todos los demás datos de transacciones son innecesarios. Como resultado, una cadena de bloques de Mimblewimble es mucho más delgada que la de Bitcoin. De hecho, es posible que las cadenas de bloques de Mimblewimble ni siquiera crezcan con el tiempo, dependiendo de si se almacenan más monedas en menos salidas, ya que solo se requiere verificar las salidas de transacciones específicas no gastadas..

Fuera de las ventajas proactivas de Mimblewimble, los datos de la cadena de bloques pueden podarse ya que los nodos solo requieren los compromisos UTXO.

En el Github de Grin documentación, tres colaboradores (dos alias de Harry Potter): Ignotus Peverell, Seamus Finnigan y Quentin Le Sceller describen varios contextos para los datos de poda.

  • Un nodo completo elimina los datos ya validados.
  • Un modo SPV puede no estar interesado en recibir o retener todos los datos.
  • Los nodos completos previstos pueden actuar como nodos de validación parcial (SPV) para estar disponibles más rápido, aunque eventualmente se conviertan en nodos completos.

La poda solo puede eliminar los datos que no se requieren para la validación del estado, por lo que los protocolos de Mimblewimble siempre requerirían que los encabezados de bloque, los núcleos, las salidas de transacciones no gastadas, UTXO MMR y la prueba de rango MMR permanezcan intactos.

Hay otros métodos propuestos de poda y blockchain compactos para varias criptomonedas, y no se limitan estrictamente a los protocolos ZKP o Mimblewimble..

Reducir el tamaño de la cadena de bloques o desacelerar su crecimiento se volverá vital a medida que muchas de las cadenas de criptomonedas establecidas se acumulen progresivamente. La comunidad de Bitcoin, en particular, ha mostrado una inclinación a realizar los ajustes de red necesarios cuando sea necesario, por lo que será interesante observar cómo surgen las innovaciones para ayudar a mitigar el tamaño cada vez mayor de la cadena de bloques de Bitcoin. Los nodos de sincronización instantánea y las cadenas de bloques sucintas ofrecen un vistazo al poder de los ZKP, y el desarrollo y la aplicación futuros de la nueva tecnología son convincentes..

Mike Owergreen Administrator
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