18 GIU 2024 · En este capítulo Iván y Chema nos hablarán de varios temas muy importantes en las Blockchain en general y en Subspace en particular, entre ellas se hablará de: - Los desafíos de seguridad en las blockchains: ataques, vulnerabilidades y la necesidad de mecanismos robustos de consenso. - Protocolo Dilithium. - Del protocolo KZG. - Que son los Rollup. - Que son Sharding. - Del Dilema del Granjero. Para entender la importancia de los mecanismos de consenso en las blockchains, primero debemos reconocer los desafíos de seguridad que enfrentan estas redes. Las blockchains, aunque altamente seguras en comparación con muchos otros sistemas, no están exentas de riesgos y vulnerabilidades. Ataques Comunes: - Ataques del 51%: Ocurren cuando un solo actor o grupo controla más del 50% del poder de cómputo de la red. Este control les permite alterar el orden de las transacciones y evitar que nuevas transacciones obtengan confirmaciones, lo que podría llevar a un doble gasto de criptomonedas. - Ataques de Sybil: En estos ataques, un solo atacante crea múltiples identidades falsas para ganar una influencia desproporcionada en la red, afectando procesos de votación o consenso. - Ataques de Reorganización (Reorg Attacks): Involucran la reescritura de partes de la cadena de bloques, lo que puede revertir transacciones ya confirmadas y facilitar el doble gasto. Vulnerabilidades: - Errores en el Código: Las blockchains dependen de software complejo que puede contener errores. Vulnerabilidades en el código pueden ser explotadas por atacantes para comprometer la red. - Problemas de Escalabilidad: A medida que más usuarios se unen a una red blockchain, la cantidad de transacciones aumenta, lo que puede llevar a cuellos de botella y aumentar las posibilidades de ataques debido a la sobrecarga del sistema. - Descentralización: La falta de suficiente descentralización puede hacer que una blockchain sea vulnerable a ataques centralizados. Si una red no tiene suficientes nodos independientes, puede ser más fácil de atacar. La Necesidad de Mecanismos Robustas de Consenso: - Proof of Work (PoW): Aunque consume mucha energía, PoW ha demostrado ser un mecanismo de consenso robusto y seguro contra muchos tipos de ataques, debido a la gran cantidad de recursos necesarios para comprometer la red. - Proof of Stake (PoS): Más eficiente energéticamente, PoS selecciona validadores en función de la cantidad de criptomonedas que poseen y están dispuestos a "apostar" como garantía. Esto reduce los riesgos de centralización y ataques del 51%, ya que el costo de adquirir el control mayoritario de la red es muy alto. - Proof of Space (PoSpace) y Proof of Time (PoTime): Utilizados en Subspace, combinan el uso del espacio de almacenamiento disponible y la secuencia temporal para crear un consenso seguro y eficiente. Esto permite una mayor descentralización y reduce el consumo energético. Estos mecanismos de consenso no solo protegen la red contra ataques, sino que también garantizan la integridad y la disponibilidad de los datos, asegurando que las transacciones sean válidas y estén en el orden correcto. En Subspace, el uso de Proof of Space y Proof of Time, junto con el protocolo Dilithium, proporciona una solución avanzada y segura para enfrentar estos desafíos. En resumen, los desafíos de seguridad en las blockchains son múltiples y complejos, pero con la implementación de mecanismos de consenso robustos, podemos mitigar estos riesgos y construir redes más seguras y confiables." Dilithium Es un protocolo de consenso utilizado en Subspace que combina la Prueba de Espacio (Proof of Space) con codificación de borrado y compromisos de KZG. Esta combinación crea un sistema ligero, seguro y eficiente en términos energéticos, permitiendo la participación de cualquier persona con un SSD, y mejorando la seguridad y escalabilidad de la red blockchain. KZG (Kate-Zaverucha-Goldberg) Es un esquema de compromiso criptográfico basado en polinomios que permite la creación de pruebas eficientes y cortas para verificar propiedades específicas de los datos sin revelar los datos completos. Utilizado en blockchains para mejorar la escalabilidad y la privacidad, KZG es crucial en técnicas como rollups y sharding, facilitando la verificación de transacciones y datos distribuidos de manera segura y eficiente. Imagina que tienes un libro con mil páginas, y alguien quiere demostrar que una página específica tiene un error tipográfico sin mostrar todo el libro. Usando KZG, esta persona puede crear un compromiso criptográfico del libro completo, que es como una huella digital única del contenido. Luego, genera una prueba específica solo para la página con el error. Con esta prueba y el compromiso inicial, cualquier verificador puede confirmar que la página contiene el error tipográfico, sin necesidad de ver las otras 999 páginas. Esto es útil en blockchains para verificar partes de datos (como transacciones) sin tener que procesar o revelar todo el conjunto de datos, mejorando la eficiencia y privacidad. es similar a hacer un MD5 pero con diferencias clave. Ambos crean un "resumen" o "huella digital" de datos, pero tienen usos y características diferentes. - MD5: Es una función hash criptográfica que toma una entrada y produce un resumen de 128 bits. Se usa para verificar la integridad de los datos, pero no permite verificar partes específicas de los datos sin tener la totalidad de ellos. Además, MD5 ya no se considera seguro contra ataques criptográficos avanzados. - KZG: Va más allá de una simple función hash. No solo crea un compromiso de los datos completos, sino que permite generar pruebas específicas para subcomponentes de los datos (como una página de un libro). Estas pruebas permiten verificar propiedades de esos subcomponentes sin revelar todo el conjunto de datos, lo que es fundamental para aplicaciones en blockchains que requieren pruebas de integridad y privacidad. En resumen, mientras que MD5 simplemente verifica si los datos han cambiado, KZG permite pruebas detalladas y eficientes sobre porciones específicas de los datos sin necesidad de acceso al conjunto completo. Rollups: - Definción: Los rollups son una solución de escalabilidad para blockchains que agrupan múltiples transacciones en una sola transacción fuera de la cadena principal (off-chain). Luego, estas transacciones agrupadas se envían como una sola transacción comprimida a la cadena principal (on-chain). - Funcionamiento: Los rollups procesan transacciones off-chain, pero publican datos comprimidos (llamados "pruebas de rollup") on-chain para mantener la seguridad y la verificación de la cadena principal. Esto reduce la carga en la cadena principal y mejora el rendimiento. - Tipos: - - Optimistic Rollups: Asumen que las transacciones son válidas por defecto y solo realizan verificaciones si se detecta un fraude. - ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups): Utilizan pruebas de conocimiento cero para validar las transacciones off-chain de manera eficiente y segura. Sharding: - Definición: Sharding es una técnica de escalabilidad que divide la cadena de bloques en varias "shards" (fragmentos) más pequeños y manejables. Cada shard procesa su propio conjunto de transacciones y contratos inteligentes, permitiendo que múltiples shards operen en paralelo. - Funcionamiento: En lugar de que cada nodo de la red procese todas las transacciones, los nodos solo procesan las transacciones de su shard específico. Esto distribuye la carga de trabajo y mejora significativamente la capacidad de procesamiento de la red. - Beneficios: Sharding aumenta la capacidad de transacciones por segundo (TPS) de una blockchain, mejorando su rendimiento y escalabilidad sin comprometer la descentralización. En resumen, rollups y sharding son técnicas que mejoran la escalabilidad de las blockchains al reducir la carga en la cadena principal y distribuir el procesamiento de transacciones. Rollups agrupan transacciones off-chain y las publican on-chain, mientras que sharding divide la cadena en fragmentos que procesan transacciones en paralelo. El Dilema del Granjero En el contexto de las blockchains, especialmente aquellas que utilizan el Proof of Space (PoSpace) como Subspace, se refiere a la tensión entre la utilización eficiente del espacio de almacenamiento y la seguridad del consenso. En PoSpace, los participantes (llamados "granjeros" en lugar de "mineros") dedican espacio en sus discos duros para almacenar datos que prueban su participación en la red. El dilema surge porque: - Almacenamiento vs. Utilidad: Los granjeros deben decidir cuánto espacio de almacenamiento dedican a la red versus a otros usos personales o comerciales. Un mayor compromiso con la red puede aumentar sus recompensas, pero reduce el espacio disponible para otras aplicaciones. - Seguridad vs. Costos: Más almacenamiento dedicado aumenta la seguridad de la red, ya que dificulta los ataques. Sin embargo, esto también implica costos mayores para los granjeros en términos de hardware y mantenimiento. El dilema del granjero destaca el equilibrio necesario entre maximizar las recompensas individuales y contribuir a la seguridad y eficiencia global de la blockchain. Música: Track: Different Music by https://www.fiftysounds.com

15 MAG 2024 · 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. Enlaces de interés: - https://github.com/subspace/subspace - https://substrate.io/ecosystem/projects/subspace-network/ - https://subspace.network/news/securing-dilithium-with-proof-of-time - https://blog.subspace.network/dilithium-the-subspace-consensus-v2-3c5df0759e72 https://scroll.io/blog/kzg Música: Track: Different Music by https://www.fiftysounds.com

24 MAR 2024 · En este primer episodio, Iván y Chema nos van a explicar que es una Blockchain o una cadena de bloques y como ha evolucionado la web de desde web1 hasta la web3. También nos explicarán que problemas tienen las cadenas de bloque actualmente y como Subspace enfoca su protocolo para solucionar estos problemas. Nos introducirán el protocolo Subspace y no hablarán del Trilema. Música: Track: Different Music by https://www.fiftysounds.com