Avalanche Consensus: El futuro del consenso blockchain explicado

La Evolución del Consenso Descentralizado

Para que una criptomoneda funcione de manera descentralizada, necesita un protocolo de consenso que permita a todos los participantes ponerse de acuerdo sobre qué transacciones son válidas. A lo largo de la historia de la tecnología de cadenas de bloques, hemos visto dos grandes modelos antes de la llegada de Avalanche.

1. Consenso Clásico (La Monarquía): Este fue el primer enfoque. Requiere que todos los nodos participantes se conozcan entre sí. Debido a su alto costo de comunicación, no es muy escalable. Es una red con permiso (), donde los líderes suelen ser elegidos por alguna autoridad. Una analogía simple para este modelo es una monarquía o una familia real de nodos.

2. Consenso Nakamoto (La República): Creado por Satoshi Nakamoto, este consenso permitió la primera criptomoneda verdaderamente descentralizada: Bitcoin. A diferencia del modelo clásico, los nodos no necesitan conocerse, lo que permite una mayor escala. Es una red sin permiso (permissionless), donde cualquiera puede entrar y salir del sistema en cualquier momento. Aquí, la competencia (a través de la minería) decide quién produce bloques, actuando los mineros como funcionarios que representan la voluntad de la gente.

Avalanche: La Democracia Sin Funcionarios

Avalanche es un protocolo de consenso más reciente, descrito como fundamentalmente diferente de los dos modelos anteriores.

La característica principal de Avalanche es que es de naturaleza sin líderes. En lugar de que los líderes sean elegidos por una autoridad o ganados a través de la competencia, cada nodo en la red tiene un voto, y no hay nodos especialmente privilegiados.

Si usamos la analogía histórica, Avalanche sería como un igualitarismo (o quizá una democracia sin funcionarios), donde el individuo dice lo que sucede sin la necesidad de un funcionario electo de ningún tipo.

Además de ser sin líderes, Avalanche es altamente escalable en el conteo de nodos y muy rápido; el proceso completo desde que se transmite una transacción hasta su finalidad debería ocurrir en un par de segundos.

Cómo Funciona Avalanche: Las Cuatro Etapas

El proceso de consenso de Avalanche se divide en cuatro etapas distintas: Slush, Snowflake, Snowball y Avalanche.

1. Slush (El Votante Inicial)

Una red Avalanche está compuesta por una gran cantidad de nodos.

• Estados de Voto: Cada nodo tiene tres estados: neutro (representado como incoloro o amarillo), verdadero (azul) o falso (rojo).

• Inicio del Proceso: Cada nodo comienza incoloro hasta que se enfrenta a una transacción o decisión, momento en el que vota rojo o azul.

• Consulta Aleatoria: Una vez que un nodo elige un color, consulta a un número de otros nodos aleatorios en la red.

◦ Si los nodos consultados aún no tienen un color, adoptan el color del nodo que consulta.

◦ Si la mayoría de los nodos consultados tienen el mismo color que el nodo consultante, este no realiza ninguna acción.

◦ Si la mayoría de los nodos consultados tienen un color diferente, el nodo consultante cambiará a ese color.

• Llegada al Consenso: Ocurren múltiples rondas de consultas con diferentes nodos aleatorios hasta que la mayoría de la red llega al mismo color. El lado con más apoyo termina ganando. La aleatoriedad del proceso asegura que, incluso en el peor escenario de una división 50/50, eventualmente un lado tendrá la ventaja y se alcanzará el consenso.

2. Snowflake (Memoria a Corto Plazo)

Snowflake introduce una memoria muy corta en la red.

• Contador: Cada nodo comienza a tener un contador para cada consulta Slush que devuelve el mismo color, aumentando en uno por resultado consecutivo.

• Fijación: Si el nodo cambia de color, el contador se restablece. Cuando el contador alcanza un número suficientemente alto, el nodo se "fija" en ese nivel y ya no cambiará de color con futuras consultas Slush.

• Esta fijación de Snowflake actúa como un período de finalización del ciclo Slush.

3. Snowball (Confianza y Memoria Persistente)

Snowball se basa en Snowflake al añadir un estado de confianza.

• Memoria más Larga: Este contador de confianza retiene una memoria más larga que Snowflake.

• Decisión por Confianza: Los nodos cambian de color basándose en su confianza en las consultas pasadas, en lugar de simplemente basarse en los resultados de color consecutivos de cada nodo.

4. Avalanche (Finalidad)

Esta es la parte final donde todo se une y se vuelve permanente.

• Las transacciones confirmadas se adjuntan a una estructura de datos. En este caso, se usa un grafo acíclico dirigido (Directed Acyclic Graph o DAG) de solo apéndice.

Consideraciones Finales

Doble Gasto: En el caso de que se intente realizar un doble gasto, se lleva a cabo otra ronda de votación similar a Slush, Snowflake y Snowball. Dado que utiliza una estructura DAG, los nodos votan no solo sobre la transacción en sí, sino también sobre sus transacciones padres y descendientes. Si hay un empate, se aplica la regla del "primer senior".

Resistencia Sybil y Escasez: Es importante destacar que Avalanche por sí mismo no es resistente a los ataques Sybil. Debe utilizarse dentro de un sistema que garantice la escasez.

Existen diferentes implementaciones, como usar Avalanche sobre una cadena de prueba de trabajo (Proof-of-Work) para añadir beneficios (algo que la cadena Bitcoin Cash está planeando hacer). También existe una implementación de prueba de participación (Proof-of-Stake) llamada Ovid.