Subspace en Español #02 - Arquitectura y formas de control

18 apr 2024 · 20 min. 6 sec.

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En este capítulo Iván y Chema nos hablarán de la arquitectura de Subspace y de los mecanismos de control que tienen las blockchains en general y Subspace en particular. Arquitectura: ...

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En este capítulo Iván y Chema nos hablarán de la arquitectura de Subspace y de los mecanismos de control que tienen las blockchains en general y Subspace en particular.

Arquitectura:
Subspace es una red blockchain modular dividida en una cadena de consenso de capa base, conocida como protocolo central, y un número casi ilimitado de cadenas de ejecución secundarias, conocidas como dominios.

El protocolo central gestiona el consenso, la disponibilidad de datos y la liquidación de paquetes de transacciones, que los operadores ejecutan en sus respectivos dominios.
Los dominios son esencialmente paquetes acumulativos consagrados que pueden admitir cualquier marco de transición de estado imaginable y entorno de ejecución de contratos inteligentes.

Capas:

Capa de aplicación: permite crear cualquier aplicación imaginable que fomente nuevas oportunidades en transacciones y acuerdos automatizados, gobernanza, juegos y economías virtuales.
Capa de dominio: Los dominios de ejecución desacoplados admiten cualquier marco de transición de estado y entorno de ejecución capaz de ejecutar código de complejidad arbitraria. Los dominios permiten la capa de aplicaciones y la integración e interoperabilidad entre diferentes cadenas de bloques.
Capa de consenso: promueve la seguridad y la equidad descentralizadas con el protocolo Dilithium, permitiendo participar a cualquier persona con un SSD. Diseñado teniendo en cuenta la escalabilidad, admite el procesamiento de transacciones de alto rendimiento.

Mecanismos de controlo:

Prueba de trabajo (Proof of Work, PoW): Es el mecanismo utilizado por blockchains como Bitcoin. Requiere que los participantes (mineros) resuelvan problemas matemáticos complejos para tener el derecho de agregar un nuevo bloque a la cadena.
Prueba de participación (Proof of Stake, PoS): Es un método más nuevo empleado por blockchains como Ethereum (en su actualización a Ethereum 2.0). En lugar de requerir soluciones a problemas matemáticos, PoS elige a los participantes (validadores) para crear nuevos bloques basándose en la cantidad de moneda que "apuestan" o bloquean como garantía.
Prueba de espacio (Proof of Space, PoSpace): Utilizado por blockchains como Chia o Subspace, permite a los participantes usar el espacio libre de disco duro para ayudar en el consenso de la red. Los usuarios muestran que están dedicando una cantidad de espacio en disco a la red.
Prueba de Tiempo (Proof of Time): Después de que un participante ha creado una solución válida usando su almacenamiento (Prueba de Espacio), la Prueba de Tiempo verifica esta solución asegurando que se respeten los intervalos de tiempo necesarios antes de que se acepte un nuevo bloque.

Aclaraciones sobre los protocolos:

Dilithium: es un nuevo protocolo que combina la prueba de espacio subyacente del protocolo Chia con la codificación de borrado y los compromisos de KZG. Su sinergia produce una variante de consenso ligera, segura y energéticamente eficiente de almacenamiento de acacultación (PoAS). El protocolo representa un avance significativo en seguridad y experiencia de usuario para los participantes de la Red Subespacial. 
Chia: El protocolo de blockchain de Chia utiliza un método de consenso novedoso llamado "Prueba de Espacio y Tiempo" (Proof of Space and Time, PoST), diseñado como una alternativa más ecológica en comparación con las pruebas de trabajo que consumen mucha energía, como se ve en Bitcoin. Los usuarios de Chia pueden "sembrar" espacio de almacenamiento no utilizado en sus discos duros para participar en la minería. Esto es complementado por la "Prueba de Tiempo", que verifica que el espacio se esté utilizando durante un período determinado. Esto hace que la minería de Chia sea menos intensiva en energía y más accesible para individuos con hardware estándar de computadora. 
El "Proof-of-Archival-Storage" (PoAS): es un mecanismo de consenso diseñado para sistemas de blockchain que se enfoca en asegurar y verificar el almacenamiento de datos a largo plazo. Esta metodología está pensada para garantizar la integridad y disponibilidad de los datos almacenados a lo largo del tiempo, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren la retención de grandes volúmenes de información que no deben ser modificados o eliminados, como registros históricos, documentos legales, y otros datos de archivo.
KZG: se refiere a los esquemas de compromiso basados en polinomios desarrollados por los investigadores Kate, Zaverucha y Goldberg. Los compromisos KZG utilizan criptografía basada en emparejamientos para permitir la creación de pruebas cortas y eficientes para propiedades específicas de polinomios. Son especialmente útiles en la creación de pruebas de conocimiento cero y en la escalabilidad de blockchains. Estos compromisos permiten a un prover demostrar que un valor específico está incluido en un conjunto de datos sin revelar el conjunto completo, proporcionando una herramienta poderosa para sistemas que requieren verificación sin comprometer la privacidad o la seguridad. Por ejemplo, se pueden usar en rollups y sharding, que son técnicas para mejorar la escalabilidad de las redes blockchain al dividir la carga de procesamiento de las transacciones y los datos a través de múltiples nodos. 
Las "pruebas de compromiso cero" o "pruebas de conocimiento cero" (Zero-Knowledge Proofs, ZKP): son métodos criptográficos que permiten a una parte (el probador) demostrar a otra parte (el verificador) que una afirmación es cierta, sin revelar ninguna información adicional aparte de la validez de la afirmación. Estas pruebas son un concepto fundamental en la criptografía y tienen aplicaciones importantes en seguridad y privacidad. Por ejemplo, en el contexto de blockchain, las pruebas de conocimiento cero pueden ser utilizadas para realizar transacciones de manera privada. Permiten verificar que una transacción es válida, conforme a las reglas de la red, sin necesidad de revelar los detalles de la transacción, como los montos o las partes involucradas. Esto es crucial para sistemas como Zcash, una criptomoneda que utiliza ZKPs para proporcionar transacciones completamente privadas.Las ZKPs también son fundamentales en aplicaciones fuera de blockchain, como en la autenticación de usuarios donde se puede probar la identidad sin revelar información sensible, o en sistemas de votación electrónica para asegurar que los votos sean válidos sin comprometer el anonimato del votante.

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