Obsesionado con la integridad y el gran ideal

Escalar la cadena de bloques es mucho más que dinero, comercio y NFT. Se trata de un elevado ideal: la integridad. Eli Ben-Sasson, Cofundador y presidente de StarkWare explica.

Las cadenas de bloques serán la base de las transacciones financieras, estamos cada vez más convencidos. En una encuesta reciente encargada por mi empresa, StarkWare Industries, alrededor del 53 % de los encuestados estadounidenses coincidieron en que "las criptomonedas serán el futuro de las finanzas". La cifra fue de casi el 70% para el grupo de edad de 25 a 34 años.

Pero las cadenas de bloques no pueden hacer frente a la demanda, lo que significa que son lentas y hay mucha demanda. tarifas de gas. Estamos llegando al límite de cuánto pueden procesar estas redes descentralizadas. La solución es reducir la cantidad de trabajo que las computadoras, o "nodos", de la cadena de bloques deben realizar para cada transacción.

Eso es realmente fácil de hacer si nos comprometemos con algunos de los valores fundamentales de blockchain. Sin embargo, es extremadamente difícil si nos aferramos a ellos.

Álgebra llega a los titulares

La última semana ha sido surrealista para mí. La investigación de álgebra que realicé hace años con otros científicos informáticos es repentinamente la base de un negocio de $ 8 mil millones, que es la mayor solución de escalado de "capa 2" para Ethereum. StarkWare, una empresa de apenas 80 personas, acaba de recibir esta valoración en una ronda de inversión Serie D. Cuando la gente me preguntó mi reacción ante esta figura, mi respuesta los desconcertó. “Esperábamos que hablaras de criptografía y, en cambio, flotaste hacia la filosofía”, se rió un amigo.

Dije lo siguiente para provocar esta reacción. El gran CS Lewis dijo que la integridad es “hacer lo correcto, incluso cuando nadie está mirando”. ¡Imagínese si el mundo operara sobre este principio! Lo hace en una pequeña escala: en blockchain, donde cada nodo observa todo.

Durante los últimos cinco años, he estado trabajando con mi viejo amigo de la universidad Uri Kolodny, el director ejecutivo de StarkWare y un equipo talentoso, para permitir que blockchain haga esto a una escala lo suficientemente grande como para que todo el mundo lo use. No se trata solo de permitir transacciones; se trata de entregar integridad. Es por eso que la cita de Lewis se ha convertido en el lema no oficial de mi empresa.

Diferentes rutas a escala

Hay varias opciones para crear escala. Consideremos un par de ellas antes de profundizar en el enfoque basado en el álgebra que yo y otros hemos adoptado.

Una es aliviar parte de la tensión de los nodos de una cadena de bloques bien establecida como Ethereum al desviar el tráfico a muchas redes conectadas llamadas cadenas laterales. Esta es una idea atractiva en principio, pero en la práctica se pierde algo valioso.

Una vez que deja Ethereum por una cadena lateral, también sale de su robusta EN LINEA perímetro, supervisado por un gran número de nodos. Todas y cada una de las cadenas laterales deciden y hacen cumplir su propio protocolo de seguridad, que inevitablemente es supervisado por menos nodos que Ethereum, el equivalente a un vecindario con poca vigilancia. 

Escalado de cadena de bloques: chips

Otra solución aparentemente atractiva tiene un gran inconveniente de seguridad. Los chips llamados TEE (Trusted Execution Environments) podrían subcontratar gran parte del cálculo que actualmente realizan las cadenas de bloques, como proponen algunas empresas y académicos. Dichos chips pueden escupir una clave firmada que se escribe en la cadena, lo que certifica de manera concisa que todos los cálculos realizados en el chip, fuera de la cadena de bloques, se han realizado correctamente.

Sin embargo, incluso los chips más seguros corren el riesgo de ser pirateados, como lo demuestra una larga lista de infracciones. Incluyen una debilidad en el chip SLE66 CL PE "inhackeable" de Infineon en 2010, y la identificación en 2020 de fallas en Intel Software Guard Extensions, que supuestamente crearon enclaves, cuyo contenido se supone que no se puede leer más allá del enclave.

Volviendo a mi afirmación inicial, necesitamos reducir urgentemente la carga que estamos infligiendo por transacción en los nodos de la cadena de bloques para que las criptomonedas se generalicen. Pero como estamos empezando a ver, un camino pavimentado con buenas intenciones puede llevar al infierno.

Siento que tenemos una única obligación abrumadora con los miles de millones que confiarán a blockchain su dinero, otros activos, datos y más. Está a escala utilizando la definición de verdad más objetiva e indiscutible: la dada por las matemáticas. Quiero una realidad en la que no puedas engañar al sistema más de lo que puedes argumentar con el hecho matemático de que 1+1=2.

Usando las matemáticas para escalar

Hablar de demostraciones suena abstracto, así que seamos más específicos. Son protocolos diseñados para convencer a cualquiera que los observe de que los cálculos se realizaron de la manera correcta, incluso cuando nadie estaba mirando. Esto es muy parecido a una prueba de geometría que nos convence de que dos triángulos son iguales. Pero, en marcado contraste con las demostraciones que usamos en la escuela secundaria, nuestras demostraciones son fáciles de verificar para las computadoras. De hecho, usando el mismo esfuerzo computacional que se usaría para acuñar un solo NFT directamente en Ethereum, la tecnología basada en pruebas acuña decenas de miles.

Estamos viviendo una explosión cámbrica de sistemas de prueba matemática, con SNARK, BulletProofs, PLONK y Halos siendo probados e implementados en cadenas de bloques. El sistema que inventé conjuntamente, STARK, requiere que el probador presente una prueba que es un registro anotado del cálculo realizado, para dar fe de la integridad de muchas transacciones.

Una pequeña pieza de software, el verificador, ahora verifica que el cálculo sea válido, pero sin necesidad de repetir el cálculo realizado por el probador, ni de leer el registro enviado. Más bien, el verificador realiza un muestreo aleatorio de las entradas de ese registro y los patrones numéricos en esas muestras brindan toda la información necesaria para determinar la integridad computacional.

Escalado de blockchain: cálculo válido

Si el cálculo es válido, y solo si es válido, el verificador considerará que la prueba es legítima y aceptará las transacciones en la cadena de bloques. Puede haber cientos de miles de transacciones "agrupadas" en una sola prueba de 80 kilobytes, mucho menos que el tamaño de una foto de un teléfono inteligente, antes de que se agregue a la cadena de bloques.

No hay hardware que pueda ser pirateado, solo matemáticas revisadas por pares y analizadas públicamente y su implementación en código de software disponible públicamente. Este software solo verifica la prueba y es lo único que se necesita para hacer cumplir la integridad a gran escala, por medios simples.

La cadena de bloques del mañana

No hay duda de que blockchain se generalizará. Pero hay una gran pregunta con respecto a cómo se verá mañana. ¿Reflejará bien la visión fundacional? ¿O hará grandes concesiones para convertirse en la corriente principal?

Mi creencia es que podemos apegarnos a nuestras armas originales y tener escala. O como me gusta decirlo, podemos tener nuestra cripto pastel y comerlo también.

Es más, construya un sistema de escalado basado en matemáticas y no solo lo hará súper seguro para hoy, sino también para mañana. Porque las computadoras avanzarán, y tal vez incluso evolucionen para aprovechar los fenómenos cuánticos que romperían muchos esquemas de encriptación predominantes. Los sistemas criptográficos de calidad como el de STARK tendrán una validez duradera con la misma seguridad que permanecerá Pi (para citar solo los primeros 10 dígitos) 3.1415926535. Tienen el poder de brindar integridad hoy y para las generaciones futuras.

Acerca del autor.

Eli Ben-Sasson es co-inventor del FUERTE, FRI y Zerocash y científico fundador de la Zcash Compañía. A lo largo de los años ocupó puestos de investigación en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Harvard y el MIT y, más recientemente, fue profesor de informática en el Instituto de Tecnología Technion-Israel. Dejó esta publicación para cofundar StarkWare. Hoy dirige la empresa, como presidente, junto con el cofundador y director ejecutivo Uri Kolodny.  

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