We work the black seam together

17 mar 2018

This place has changed for good
Your economic theory said it would

Escribo esto con algo de lata. Porque tengo que explicar la parte que para mi representa lo más decepcionante del blockchain, o al menos en la implementación original que viene con el BitCoin, la famosa prueba de trabajo.

Además sucede que ya me aburre el tema, pues veo que más que un análisis serio de las restricciones y ventajas de una tecnología interesante, lo que hay es un fanatismo que trata de usar blockchain en todo y de las formas más ridículas posibles, Así que terminemos este trago amargo de una vez y dejemos de hablar de blockchain en este blog por un buen tiempo.

Primero repasemos lo escrito hasta ahora. En mi primer post: The Chain, hablé de cadenas, y de su uso en distintos aspectos del desarrollo de software, en particular sobre su uso para arquitecturar soluciones de software, pero el foco de ese artículo era la idea de trabajo colectivo y distribuido, versus trabajo centralizado. Es un bonito post, donde hablo más de arquitectura de software que de otras cosas, pero donde muestro las ventajas y desventajas de contar con un intermediario central para garantizar la consistencia de las operaciones. Todo amenizado con la música de Fleetwood Mac, por supuesto.

El segundo post, To The Bone, habla sobre computación distribuida, e introduce el famoso problema de los generales bizantinos, algo que supuestamente resuelve el blockchain. El nombre hace referencia a una canción de Steven Wilson que dice en una de sus frases: “Truth is individual calculation”, y que es aplicable en este contexto, donde la “verdad”, definida como el consenso, surge del cálculo individual de los individuos que participan de la red.

En ese artículo explico lo que son las fallas bizantinas, y los protocolos que ayudan a resolver este problema, como Gossip y los árboles de Merkle, que son una solución elegante que se usa en muchas tecnologías.

Hay que destacar que estas son soluciones anteriores al Blockchain, los Merkle Tree fueron patentados por Ralph Merkle en 1979.

Ahora bien, uno de los aspectos que intrigan al iniciado en estas tecnologías, y que se usa como elemento de marketing al habla de BitCoin por ejemplo, es el concepto de minado. Se dice que durante el minado los nodos de la red, conocido como mineros, realizan “resuelven complicados problemas matemáticos”, y que cuando uno de estos mineros resuelve este complicado problema obtiene como recompensa un bitcoin.

Cuando leí esa descripción hace un tiempo pensé lo asombroso de esa afirmación, imaginé una red de computadores distribuidos resolviendo complicados problemas matemáticos. ¿Qué será lo que resuelven estos computadores? pensé. ¿Acaso tratan de demostrar alguna famosa conjetura matemática? ¿O tratan de calcular el número primo más alto? ¿O resolver la conjetura de Goldbach por fuerza bruta? ¿O analizan la información que ha capturado el programa SETI? o ¿estarán simulando el plegamiento de proteinas para combatir el cancer? ¿Analizando el genóma de las especies en peligro?

No, la respuesta es más prosaica y un algo decepcionante.

En términos bien simples y rudimentarios, los minero reciben un número, deben generar otro número aleatorio, aplicar una función relativamente fácil de calcular (llamada hash), ver si el resultado termina en una serie de n ceros, si eso no se cumple, probar con otro número hasta obtener una cifra que termine en n ceros.

Ejemplo:

Supongamos que mi función de “hash” consisten en sumar dos números:
f(x, y) = x+y
Entonces el proceso de minado consiste en que recibo un número x, genero un número y, tantas veces como sea necesario hasta que f(x,y) se divisible exactamente por 10.000 (es decir, termine en 4 ceros).
Supongamos que recibo el número x=345.987.
Entonces, genero un número al azar, supongamos que es y=2.452.
Calculo f(x,y) = 348.439. No he tenido éxito, incremento y en 1 y repito.
f(x, y) = 348.440, he conseguido 1 cero, necesito 3 más!
Itero, 4.012 veces más y llego al número 350.000 y he logrado la meta, un número que termina en cuatro ceros.

A este proceso se le conoce como prueba de trabajo (proof of work), que es muy ingenioso, porque indica que el computador que entrega un trabajo ha tenido que invertir tiempo en llegar a un resultado. Por supuesto en el caso de Bitcoin la función f es mucho más complicada, se usa un doble hash usando la función SHA-256, lo que garantiza que el proceso no es tan fácil de adivinar como en el caso de mi ejemplo.

Esto de la prueba de trabajo, proof of work (PoW) es muy interesante, y fue creado en 1993. Lo interesante del PoW es que es una operación asimétrica, es muy difícil generar el resultado, pero muy fácil verificarlo.

Un algoritmo de PoW es HashCash1, que se usa para combatir el SPAM, por ejemplo, al recibir un email un sistema de correo recibe el siguiente encabezado:

X-Hashcash: 1:52:380119:calvin@comics.net:::9B760005E92F0DAE

Para verificar que fue emitido por un emisor reconocido, el sistema de correos calcula la función SHA-1 sobre este header (omitiendo la palabra ‘X-Hashcash:’, si lo hacen obtendrán lo siguiente

0000000000000756af69e2ffbdb930261873cd71

Un número que tiene 13 dígitos en cero al inicio. Para poder generar ese hash, el emisor debió calcular 2 elevado a 52 veces el hash, usando un proceso muy parecido al que describí arriba.

“They build machines that they can’t control
And bury the waste in a great big hole
Power was to become cheap and clean”

Para el bitcoin se usa un algoritmo de hash más complejo, y en la actualidad la dificultad es tal que se requiere hardware especializado para hacer estos cálculos, los mineros se han convertido en sofisticadas instalaciones que consumen enormes cantidades de energía.

Eso es lo decepcionante, en mi opinión de esta tecnología, porque la codicia ha llevado a cosas tan bizarras como este datacenter en Islandia, dedicado sólo a minar bitcoins

O ciudades que son tomadas por mineros de bitcoins2

Yo considero que esto es una locura, independiente de que el blockchain tiene aplicaciones de diversas tecnologías interesantes, hay que tener cuidado con cómo se ocupa, porque el caso del bitcoin es una alerta de lo cara que puede resultar la operación de estos procesos.

Hoy hay alternativas más eficientes en tiempo y recursos, como la red Ethereum, que se basa en otro principio, como la Proof of Stake3,pero hay críticas sobre estos algoritmo, puesto que podrían no ser capaces de alcanzar el consenso, o pueden ser manipulados para alcanzar un consenso. Pero eso es seguir entrando en honduras y no tengo mucho ánimo de seguir hablando de blockchain.

Hay gente que lo ha explicado mejor que yo, de todas maneras y les recomiendo leerlos a ellos. Una buena introducción es esta 4.

Con esto termino mi serie sobre el blockchain.