Por Craig Wright | 13 de septiembre de 2023 | Bitcoin y tecnología blockchain
Dr. Craig Wright
DBA, Universidad Walden
Clase DDBA8100-656/DDBA-8101
S1 – Definiciones operativas
Al estudiar la escalabilidad en una cadena de bloques, es esencial establecer definiciones operativas claras para garantizar una medición consistente y precisa de los factores relevantes. Sin embargo, Walch (2017) sostiene que los desafíos causados por el lenguaje fluido y controvertido que rodea a la tecnología blockchain pueden generar problemas. Más específicamente, se afirma que la terminología utilizada en el ecosistema blockchain es a menudo imprecisa, superpuesta e inconsistente. Además, se utilizan diferentes términos indistintamente, lo que aumenta la confusión.
Este estudio argumentará que esta barrera del idioma dificulta que los reguladores comprendan y evalúen con precisión la tecnología, lo que podría conducir a decisiones erróneas y regulaciones inconsistentes en todas las jurisdicciones. Además, los desarrolladores y otras personas dentro de la industria blockchain participan constantemente en actividades que exageran los beneficios y subestiman el riesgo. Como destaca Walch (2020) en un artículo posterior, el vocabulario poco claro en torno a la tecnología blockchain puede facilitar que los defensores de la tecnología exageren sus capacidades y beneficios mientras minimizan los riesgos y desventajas potenciales. Esta situación se ve agravada por la naturaleza interdisciplinaria de la tecnología blockchain, que puede hacer que los reguladores duden en cuestionar las afirmaciones de la industria debido a su falta de experiencia.
Términos engañosos, como "nodo completo", podrían contribuir a malentendidos e ideas erróneas sobre el funcionamiento y las capacidades de los nodos dentro de una red blockchain. Como tal, será esencial definir estos términos y definiciones en el documento. Por lo tanto, para comprender estos términos es necesario presentar algunas definiciones operativas a considerar:
- Rendimiento de transacciones: se refiere a la cantidad de transacciones que procesa la red blockchain dentro de un período de tiempo determinado. Es esencial definir la unidad de tiempo específica (por ejemplo, transacciones por segundo, transacciones por minuto) para medir con precisión la escalabilidad de la red.
- Tiempo de Confirmación: Representa el tiempo que tarda una transacción en ser confirmada y agregada a la blockchain. Esta definición debe incluir si se refiere al tiempo que lleva incluir una transacción en un bloque o al tiempo que tarda una cierta cantidad de bloques en agregarse encima del bloque que contiene la transacción.
- Tamaño de bloque: define el tamaño máximo permitido de un bloque en la cadena de bloques. Esto se puede medir en términos de bytes u otras unidades relevantes. El tamaño del bloque juega un papel crucial en la determinación de la escalabilidad de la red, ya que afecta la cantidad de transacciones que se pueden incluir en cada bloque.
- Latencia de la red: esto se refiere al retraso de tiempo experimentado en la propagación de información a través de la red blockchain. La latencia de la red puede afectar el rendimiento general y la escalabilidad de la red; por lo tanto, debe definirse y medirse de manera consistente.
- Recuento de nodos: representa el número total de nodos activos que participan en la red blockchain. La cantidad de nodos puede afectar significativamente la escalabilidad de la red y es esencial definir los criterios exactos para determinar los nodos activos.
- Mecanismo de consenso: se refiere al algoritmo o protocolo específico utilizado por la red blockchain para lograr consenso entre los nodos. El mecanismo de consenso puede afectar la escalabilidad y su definición operativa debe incluir detalles sobre el algoritmo específico utilizado y cualquier parámetro asociado.
- Potencia computacional: define las capacidades de procesamiento de nodos individuales en la red blockchain. El poder computacional puede influir en la velocidad a la que se validan y agregan las transacciones a la cadena de bloques. Por lo tanto, la definición operativa debe incluir la métrica específica utilizada para medir la potencia computacional, como la tasa de hash o la velocidad de procesamiento.
- Métrica de escalabilidad: abarca la métrica o criterio específico utilizado para evaluar la escalabilidad de la red blockchain. Podría ser el rendimiento de la transacción, el tiempo de confirmación o cualquier otro factor mensurable que determine la capacidad de la red para manejar un mayor volumen de transacciones.
Nodos
En informática, un nodo es un concepto fundamental en diversas estructuras de datos y sistemas de red (Trifa & Khemakhem, 2014). La definición específica de un nodo puede variar según el contexto, pero generalmente, un nodo se refiere a un elemento u objeto individual dentro de una estructura o red más grande. Existen superposiciones significativas entre la definición de un término como nodo tal como se utiliza en un lenguaje extendido y un campo particular como blockchain. A continuación se muestran algunas definiciones estándar de nodos en diferentes dominios de la informática:
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Estructuras de datos: en estructuras de datos como listas vinculadas, árboles o gráficos, un nodo representa un elemento individual o unidad de datos dentro de la estructura. Cada nodo normalmente contiene un valor o carga de datos y una o más referencias o punteros a otros nodos de la estructura. Los nodos están interconectados para formar la estructura subyacente, lo que permite un almacenamiento y manipulación de datos eficiente.
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Redes: en redes, un nodo se refiere a cualquier dispositivo o entidad que puede enviar, recibir o reenviar datos a través de una red. Esto puede incluir computadoras, servidores, enrutadores, conmutadores o cualquier otro dispositivo habilitado para red. Cada nodo de una red tiene una dirección o identificador único y desempeña un papel en la transmisión y enrutamiento de paquetes de datos dentro de la red.
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Teoría de grafos: en la teoría de grafos, un nodo (también llamado vértice) representa un objeto o entidad discreta dentro de un gráfico. Un gráfico consta de un conjunto de nodos y aristas que conectan pares de nodos. Los nodos pueden representar varias entidades, como individuos, ciudades o páginas web, mientras que los bordes denotan relaciones o conexiones entre los nodos.
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Sistemas distribuidos: en sistemas distribuidos, un nodo se refiere a un dispositivo informático o servidor que participa en una red o sistema distribuido. Cada nodo suele tener sus capacidades de procesamiento, almacenamiento y comunicación. Los nodos colaboran y se comunican entre sí para realizar tareas, compartir datos y brindar servicios de manera descentralizada.
Es importante tener en cuenta que la definición exacta y las características de un nodo pueden variar según la aplicación o el sistema específico que se esté analizando. Sin embargo, el concepto de nodo sirve como elemento fundamental en la informática, ya que permite la representación, organización y manipulación de datos y facilita la comunicación y coordinación dentro de redes y sistemas distribuidos. La sección 5 del documento técnico de Bitcoin titulada "Red" proporciona información sobre las definiciones operativas de los nodos en la red Bitcoin. Aquí están las descripciones críticas a considerar al estudiar nodos en una red blockchain, haciendo referencia particularmente a los conceptos descritos en el documento técnico de Bitcoin (Wright, 2008): -
Nodos de archivo: los nodos de archivo son computadoras o dispositivos que mantienen una copia completa de toda la cadena de bloques. Estos nodos no validan ni verifican transacciones y bloques. Si bien se les ha denominado falsamente “nodos completos”, la única actividad que realizan es almacenar y propagar un subconjunto limitado del historial de transacciones. En la red Bitcoin, se promueve que los nodos de archivo mantengan la integridad de la cadena de bloques y participen en el mecanismo de consenso. Sin embargo, los únicos nodos que validan y verifican las transacciones son los definidos en la sección 5 del Libro Blanco, también llamados nodos de minería.
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Nodos de minería: los nodos de minería son el único sistema que podría denominarse correctamente nodo completo, ya que participan en el proceso de minería, donde compiten para resolver acertijos computacionalmente intensivos para agregar nuevos bloques a la cadena de bloques. Los nodos mineros validan transacciones y crean nuevos bloques que contienen transacciones validadas. Aportan potencia computacional a la red y son responsables de proteger y ampliar la cadena de bloques.
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Nodos ligeros (SPV): los nodos de verificación de pagos simplificados (SPV), también conocidos como nodos ligeros, no almacenan toda la cadena de bloques, sino que dependen de nodos completos para la verificación de transacciones. Estos nodos mantienen un conjunto limitado de datos, normalmente almacenan solo los encabezados de los bloques y utilizan pruebas de Merkle para verificar la inclusión de transacciones dentro de bloques específicos. Los nodos SPV brindan una opción más liviana para los usuarios que no requieren un historial de transacciones completo.
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Conectividad de red: esta definición operativa se refiere a la capacidad de un nodo para conectarse y comunicarse con otros nodos de la red. Los nodos deben establecer y mantener conexiones de red para intercambiar información, propagar transacciones y bloques y participar en el proceso de consenso. La conectividad de la red se puede medir por la cantidad de enlaces que tiene un nodo o la calidad de sus conexiones.
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Participación por consenso: esta definición abarca la participación activa de los nodos en el mecanismo de consenso de la red blockchain. En la red Bitcoin, los nodos participan en el proceso de consenso siguiendo el algoritmo de prueba de trabajo, aportando potencia computacional para extraer nuevos bloques y validando transacciones. El nivel de participación se puede evaluar en función de los recursos computacionales dedicados a la minería o la frecuencia de validación y propagación de las transacciones.
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Diversidad de Nodos: Se refiere a la variedad de tipos de nodos y su distribución dentro de la red. Esta definición operativa considera la presencia de nodos completos, nodos de minería, nodos SPV y otros nodos especializados. La diversidad de nodos puede influir en la descentralización y la resiliencia de la red, ya que los diferentes tipos de nodos aportan funcionalidades únicas y ayudan a mantener un ecosistema distribuido.
Al considerar estas definiciones operativas de nodos, los investigadores pueden describir y analizar con precisión las características, roles e interacciones de los nodos dentro de una red blockchain, particularmente en lo que respecta a los conceptos descritos en el documento técnico de Bitcoin. Además, estas definiciones ayudan a comprender la arquitectura de los nodos, la dinámica de la red y el funcionamiento general del sistema blockchain.
Descentralización
Baran (1964) analiza el concepto de redes de comunicaciones distribuidas. En este trabajo, el autor sienta las bases de la idea de redes descentralizadas al proponer una arquitectura de red distribuida que pueda soportar interrupciones y fallas. Baran presenta el concepto de una red que consta de nodos conectados en una estructura similar a una malla. Esta arquitectura de red distribuida o descentralizada tiene como objetivo proporcionar una comunicación sólida y resistente al permitir que los mensajes se enruten a través de múltiples rutas en lugar de depender de una autoridad central o un único punto de falla.
Como forma de definir la descentralización, el concepto presentado por primera vez por Baran (1964) establece los principios de una red descentralizada al abogar por la redundancia, la tolerancia a fallas y la ausencia de un nodo de control central. Este trabajo ha influido significativamente en el desarrollo de sistemas descentralizados y constituye la base para futuras investigaciones y avances en el campo. Sin embargo, con los usos alternativos generalizados del término “descentralización” (Walch, 2017) y las diferentes interpretaciones resultantes, que luego dependen del contexto y las aplicaciones específicas dentro de la informática, se hace necesario definir con precisión este término al analizar la tecnología blockchain.
Por lo tanto, si bien el artículo de Baran (1964) es fundamental en el campo de las redes distribuidas, una definición integral de descentralización requiere examinar una gama más amplia de literatura e investigación cuando se aplica a Bitcoin. Al establecer explicaciones operativas claras para estos factores, los investigadores pueden garantizar la coherencia y comparabilidad en su estudio de la escalabilidad en una red blockchain. Además, estas definiciones ayudarán a diseñar experimentos, recopilar datos y analizar los resultados con precisión.
S1 – Supuestos, limitaciones y delimitaciones
En esta sección, discutimos los supuestos y limitaciones asociados con el proyecto doctoral a gran escala destinado a medir la centralidad, interconexión, conectividad y resiliencia de la red Bitcoin. Al reconocer estos factores, garantizamos la transparencia y brindamos una comprensión integral del alcance y el impacto potencial de los hallazgos de la investigación.
Suposiciones
- Estabilidad del Protocolo Bitcoin:
Suponemos que el protocolo subyacente de Bitcoin y la arquitectura de red se mantienen relativamente estables durante el período de investigación. Sin embargo, cualquier cambio o actualización significativo del protocolo puede influir en la estructura y las métricas de la red, lo que podría afectar la validez de los hallazgos.
- Disponibilidad de datos:
Se supone que hay suficientes datos e información sobre la red Bitcoin disponibles para su análisis. El proyecto se basa en fuentes de datos accesibles que proporcionan datos de red relevantes, información de nodos y detalles de conectividad. Sin embargo, la disponibilidad y calidad de dichos datos pueden variar, lo que podría afectar la precisión y confiabilidad de la investigación.
- Representación precisa de la topología de la red:
Suponemos que los métodos y herramientas elegidos para medir la centralidad, interconexión, conectividad y resiliencia de la red pueden representar con precisión su topología. El análisis asume que los datos recopilados capturan efectivamente la estructura y las conexiones de la red.
- Validez de Métricas y Metodologías:
El proyecto asume que las métricas y metodologías seleccionadas para medir la centralidad, la interconexión, la conectividad y la resiliencia son apropiadas y válidas para evaluar la red Bitcoin. Además, las métricas elegidas deben alinearse con los marcos teóricos establecidos y demostrar relevancia para los objetivos de la investigación.
Limitaciones
- Disponibilidad e integridad de los datos:
Una limitación es la posible limitación de la disponibilidad de datos. Es posible que no sea fácil acceder a datos completos y en tiempo real sobre la red Bitcoin. Es posible que los investigadores tengan que depender de fuentes de datos disponibles públicamente, que pueden no capturar toda la red ni proporcionar información actualizada. Esta limitación podría afectar la exhaustividad y precisión del análisis.
- Precisión de los datos y sesgo de muestreo:
La precisión e integridad de los datos obtenidos de diversas fuentes pueden variar. Los datos inexactos o incompletos podrían introducir sesgos y afectar la confiabilidad de los hallazgos de la investigación. Además, la selección de nodos para el análisis puede introducir un sesgo de muestreo, lo que podría limitar la generalización de los resultados a toda la red Bitcoin.
- Visibilidad de la red:
Es posible que los investigadores no todos los nodos de la red sean visibles o conocidos. Por ejemplo, algunos nodos pueden optar por operar de forma privada o permanecer ocultos, lo que afecta la precisión de las mediciones y los análisis. Además, la falta de visibilidad completa podría limitar la capacidad del investigador para capturar las características de toda la red.
- Dinámica de la red:
La red Bitcoin es dinámica, con nodos que se unen o salen de la red y las conexiones de red cambian con el tiempo. La investigación captura una instantánea específica de la red y es posible que los hallazgos no representen completamente el comportamiento de la red durante un período prolongado. La dinámica de la red a largo plazo puede requerir más investigación para una comprensión integral.
- Factores externos:
Es posible que la investigación no considere ni tenga en cuenta factores externos que influyen en la centralidad, interconexión, conectividad y resiliencia de la red. Por ejemplo, los cambios regulatorios, los avances tecnológicos o los ataques a la red podrían afectar el comportamiento y las métricas de la red. Estas influencias externas están más allá del alcance de la investigación actual.
- Restricciones de financiación:
La disponibilidad de recursos financieros puede afectar el alcance y la escala de la investigación. Por el contrario, las limitaciones en la financiación podrían restringir potencialmente la profundidad y amplitud del análisis de los datos, lo que puede influir en el alcance de las conclusiones extraídas de los resultados de la investigación.
Delimitaciones
- Centrarse en la red Bitcoin:
La investigación se centra en la red Bitcoin y su centralidad, interconexión, conectividad y resiliencia. Otras redes blockchain o criptomonedas están fuera del alcance de este estudio. Por lo tanto, es posible que los hallazgos no se apliquen directamente a otras redes o ecosistemas.
- Periodo de tiempo:
El estudio se limita a un período de tiempo específico y el análisis captura el estado de la red Bitcoin dentro de ese período de tiempo. Por lo tanto, la dinámica, las métricas y las características de la red pueden evolucionar con el tiempo y los resultados de la investigación pueden no reflejar el comportamiento histórico o futuro de la red.
- Capa de red:
La investigación se centra principalmente en analizar la red Bitcoin en la capa de protocolo. Si bien la capa de aplicación de la red y los servicios y aplicaciones asociados pueden afectar el comportamiento de la red, no se examinan explícitamente en este estudio.
- Enfoque metodológico:
La investigación adopta metodologías y técnicas analíticas específicas para medir la centralidad, interconexión, conectividad y resiliencia de la red Bitcoin. Los enfoques o métodos alternativos pueden producir resultados diferentes, pero no se exploran dentro del alcance de este estudio.
- Factores externos:
La investigación se limita a examinar los factores externos que influyen en las características de la red Bitcoin. No se abordan directamente las condiciones económicas, los cambios legales y regulatorios o las actitudes sociales hacia las criptomonedas. Estos factores podrían potencialmente afectar el comportamiento y las métricas de la red, pero están fuera del alcance de este estudio.
- Generalizabilidad:
Si bien la investigación tiene como objetivo proporcionar información sobre las características de la red Bitcoin, es posible que los hallazgos no sean universalmente aplicables a todos los nodos o participantes dentro de la red. Además, las variaciones en las configuraciones de los nodos, la distribución geográfica y las estrategias operativas pueden afectar la generalización de los resultados de la investigación a toda la red.
- Alcance limitado de la resiliencia:
La investigación de la resiliencia de la red se limita a métricas e indicadores específicos relacionados con la capacidad de la red para resistir interrupciones o ataques. Como resultado, la investigación no evalúa de manera exhaustiva todas las posibles amenazas o vulnerabilidades que podría enfrentar la red Bitcoin.
Conclusión
Las delimitaciones descritas anteriormente aclaran los límites específicos y el alcance del proyecto de investigación doctoral. Además, reconocer estas delimitaciones permite una investigación e interpretación más enfocadas de los hallazgos dentro de los parámetros definidos. En un escenario de investigación en el que el investigador también es el creador del sistema Bitcoin original, es esencial reconocer el potencial de sesgo debido a las opiniones personales del investigador y su participación en el desarrollo del sistema.
El conocimiento íntimo y la perspectiva del investigador como creador pueden influir en las interpretaciones y conclusiones sobre la centralidad, interconexión y resiliencia de la red Bitcoin. Abordar este sesgo de manera abierta y transparente es crucial para garantizar que la investigación mantenga la objetividad y el rigor. Al revelar el papel y los posibles sesgos, el investigador permite a los lectores y revisores evaluar críticamente los hallazgos de la investigación dentro del contexto de la perspectiva de su creador. Esta transparencia permite una comprensión más matizada de la investigación y fomenta la verificación y validación independiente de los resultados por parte de otros investigadores en el campo.
Al reconocer los supuestos y limitaciones del proyecto de doctorado, aseguramos la transparencia y promovemos una comprensión integral del alcance y el impacto potencial de la investigación. Además, estas consideraciones proporcionan una base para interpretar y contextualizar los hallazgos y guiar futuras investigaciones en el campo.
S1 – Declaración de transición
Este estudio se ha desarrollado para examinar críticamente la centralidad de la red Bitcoin, la interconexión entre los nodos de la red, la conectividad y la resiliencia utilizando datos cuantitativos y verificables que pueden ser revisados y validados por pares de forma independiente, de acuerdo con los principios del método científico. Es esencial reconocer que, al ser la red Bitcoin una red pública, puede introducir sesgos en la definición de resultados específicos, como la privacidad, el anonimato y los objetivos contrastantes de trazabilidad e imprastreabilidad dentro del panorama de las criptomonedas. Estas definiciones suelen estar sujetas a debates filosóficos y a diferentes perspectivas.
Además, este estudio reconoce la necesidad de abordar los desafíos de escalabilidad en el contexto de Bitcoin como sistema de pago monetario. A medida que la red crece y aumenta la adopción, resulta crucial evaluar la capacidad de la red para manejar mayores volúmenes de transacciones manteniendo sus principios básicos de descentralización, seguridad y eficiencia. Al analizar datos cuantitativos y utilizar metodologías científicas establecidas, esta investigación pretende contribuir a comprender los problemas de escalamiento dentro de la red Bitcoin y sus implicaciones para su viabilidad a largo plazo como sistema de pago confiable.
S2 – Población y muestreo
Al analizar el escalado y la distribución de nodos de una aplicación basada en blockchain, la población involucrada se refiere a toda la red de nodos que participan en la red blockchain. En una cadena de bloques, los nodos son computadoras o dispositivos individuales que mantienen una copia del libro mayor distribuido y participan en el mecanismo de consenso para validar y verificar las transacciones.
La población en este contexto incluye todos los nodos dentro de la red blockchain, independientemente de su ubicación geográfica, tamaño o potencia computacional. Cada nodo contribuye a la seguridad general y la descentralización de la red manteniendo una copia de la cadena de bloques y participando en el proceso de validación. El muestreo, por otro lado, implica seleccionar un subconjunto de nodos de la población para su análisis. El muestreo tiene como objetivo obtener información sobre las características, el rendimiento o el comportamiento de la red general mediante el estudio de un subconjunto representativo (Campbell et al., 2020).
Al analizar el escalado en una aplicación basada en blockchain, el muestreo puede resultar útil para estudiar el rendimiento de la red bajo diferentes cargas de transacciones. Al seleccionar un subconjunto de nodos y observar su comportamiento durante períodos de alto volumen de transacciones, los investigadores o desarrolladores pueden inferir la escalabilidad de toda la red. Este enfoque permite un análisis más eficiente, ya que puede resultar costoso desde el punto de vista computacional analizar toda la población de nodos.
De manera similar, al examinar la distribución de los nodos, el muestreo puede ayudar a comprender la distribución geográfica, las capacidades computacionales o los patrones de conectividad de los nodos de la red. Los investigadores pueden extrapolar información sobre la población en general seleccionando una muestra de nodos y analizando sus atributos. Es importante señalar que la metodología de muestreo debe diseñarse cuidadosamente para garantizar que la muestra sea representativa y evite sesgos. Al seleccionar la muestra se deben considerar factores como el tipo de nodo (p. ej., “nodos completos”, nodos de minería), la ubicación geográfica, la conectividad de la red y la potencia computacional.
En resumen, la población involucrada en el muestreo de una aplicación basada en blockchain al analizar el escalado y la distribución de nodos se refiere a toda la red de nodos que participan en la red blockchain. El muestreo permite un análisis más eficiente al seleccionar un subconjunto de nodos para obtener información sobre las características, el rendimiento y el comportamiento de la red general.
Referencias
Barán, P. (1964). Sobre Redes de Comunicaciones Distribuidas. Transacciones IEEE sobre comunicaciones , 12 (1), 1–9. https://doi.org/10.1109/TCOM.1964.1088883
Campbell, S., Greenwood, M., Prior, S., Shearer, T., Walkem, K., Young, S., Bywaters, D. y Walker, K. (2020). Muestreo intencional: ¿complejo o simple? Ejemplos de casos de investigación. Revista de Investigación en Enfermería , 25 (8), 652–661. https://doi.org/10.1177/1744987120927206
Trifa, Z. y Khemakhem, M. (2014). Nodos Sybil como estrategia de mitigación contra el ataque Sybil. Procedia Ciencias de la Computación , 32 , 1135-1140. https://doi.org/10.1016/j.procs.2014.05.544
Walch, A. (2017). "Vocabulario traicionero de blockchain: un desafío más para los reguladores ". 9.
Walch, A. (2020). Deconstruyendo la ‘descentralización’: explorando el reclamo central de los sistemas criptográficos. En Papers.ssrn.com . https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3326244
Wright, CS (2008). Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico entre pares. Revista Electrónica SSRN . https://doi.org/10.2139/ssrn.3440802