Abordando la centralización en el arranque de PoS

La tecnología blockchain está cambiando nuestra forma de pensar sobre sistemas de confianza y transacciones. Todo comenzó con Bitcoin y ha crecido para incluir muchas otras criptomonedas y plataformas. Una parte clave de esta tecnología es cómo logra el consenso entre los usuarios, lo cual es crítico para mantener la precisión y seguridad del sistema.

El consenso se puede lograr a través de diferentes métodos, como Proof-of-Work (PoW) y Proof-of-Stake (PoS). PoW requiere que los usuarios resuelvan problemas matemáticos complejos para proponer nuevos bloques de transacciones, lo que consume mucha energía. PoS, por otro lado, permite a los usuarios crear nuevos bloques según la cantidad de criptomonedas que tienen y están dispuestos a "apostar" como garantía. Este método se considera generalmente más eficiente en cuanto a energía.

#¿Qué es el Bootstrapping en PoS?

Cuando se crea un nuevo sistema PoS, necesita una distribución inicial de monedas entre sus usuarios. Este proceso se conoce como bootstrapping. La forma en que se distribuyen las monedas durante esta fase puede tener un impacto duradero en la seguridad y equidad del sistema. Si se hace mal, puede llevar a la Centralización, donde un pequeño grupo controla una gran parte de la apuesta, socavando la integridad del sistema.

#El Desafío de la Centralización

La centralización es una preocupación significativa en los sistemas PoS. Si se entregan demasiadas monedas a unos pocos usuarios durante la fase de bootstrapping, esos usuarios tienen demasiado poder. Podrían manipular el sistema, votar por sus intereses o incluso atacar la red.

Algunos ejemplos del mundo real de sistemas PoS centralizados incluyen Polygon y varios otros, donde un pequeño grupo de validadores posee una participación mayoritaria. Eventos como el colapso de Luna destacan cómo la centralización puede llevar a vulnerabilidades y comportamientos erráticos en el mercado.

#Importancia de la Descentralización

La descentralización es esencial para la seguridad y gobernanza de los sistemas blockchain. Un sistema que está demasiado centralizado presenta riesgos de manipulación y puede llevar a graves problemas de gobernanza. Si solo unos pocos jugadores controlan demasiado de la apuesta, pueden tomar decisiones que afectan a todos los demás, a menudo en su propio beneficio.

Por lo tanto, es crucial encontrar formas de asegurar la descentralización durante el proceso de bootstrapping. Esto significa crear protocolos que distribuyan monedas de manera que eviten que cualquier grupo obtenga un control excesivo.

#Objetivo del Estudio

Este estudio tiene como objetivo abordar la centralización en los sistemas PoS durante la fase de bootstrapping. Al examinar métodos existentes y proponer un nuevo enfoque, esperamos crear un entorno más equitativo y descentralizado para los sistemas PoS.

Definimos criterios específicos para un protocolo de bootstrapping exitoso, que incluyen:

1. Racionalidad Individual (IR): Cada participante debería beneficiarse al unirse al sistema.
2. Compatibilidad de Incentivos (IC): Los participantes deben tener una razón sólida para seguir el protocolo establecido.
3. Descentralización (DC): La distribución final de monedas no debería llevar a la centralización.

#Analizando Métodos de Bootstrapping Actuales

Varios métodos se utilizan comúnmente para el bootstrapping en sistemas PoS:

• Airdrop: Las monedas se distribuyen a los usuarios según criterios específicos. Sin embargo, este método puede llevar a manipulación, ya que los actores pueden crear identidades falsas para obtener más monedas.

• Proof-of-Burn (PoB): Los usuarios "queman" una cierta cantidad de criptomonedas para recibir nuevos tokens. Este método es criticado por no garantizar que los participantes reciban suficiente utilidad.

Lo que hemos visto es que estos métodos a menudo no cumplen con los criterios para un protocolo de bootstrapping ideal. Los airdrops pueden llevar a la centralización a través de ataques Sybil, y PoB puede no proporcionar suficientes incentivos para que los usuarios participen honestamente.

#Introduciendo una Nueva Métrica para la Centralización

Para analizar mejor la descentralización en sistemas PoS, proponemos una nueva métrica llamada C-NORM. Esta métrica se centra en entender cómo la distribución de monedas puede llevar a la centralización o descentralización. C-NORM considera tanto la cantidad de apuesta que se tiene como las valoraciones de los jugadores, lo que proporciona una perspectiva más completa sobre cuán descentralizado es realmente un sistema.

#Juego de Centralización

Se introduce el concepto de un juego de centralización para evaluar la efectividad de varias métricas de centralización, incluida C-NORM. Al simular escenarios donde los jugadores pueden coludirse y formar alianzas, podemos entender mejor cómo las métricas existentes se comportan frente a la realidad del comportamiento estratégico en redes blockchain.

En este juego, un jugador actúa como un retador tratando de presentar un sistema centralizado, mientras que otro jugador trata de detectar si el sistema está efectivamente centralizado o descentralizado. A través de estas simulaciones, podemos evaluar la efectividad de diferentes métricas, incluida C-NORM, para captar la centralización.

#Evaluando Protocolos de Bootstrapping Existentes

Evaluamos varios métodos de bootstrapping prominentes contra los criterios establecidos para un protocolo ideal.

• Airdrop: No solo este método invita a los jugadores a participar en prácticas cuestionables como crear múltiples identidades para obtener más recompensas, sino que también falla en asegurar que los participantes tengan algún incentivo real para jugar según las reglas.

• Proof-of-Burn: Similar al Airdrop, este método no garantiza beneficios individuales para todos los participantes. De hecho, las posibles pérdidas hacen que la participación real sea menos atractiva.

Dadas las deficiencias de estos métodos, exploramos una alternativa prometedora: un método de bootstrapping basado en Proof-of-Work conocido como W2SB.

#Proof-of-Work como Solución de Bootstrapping

Proof-of-Work tiene ventajas inherentes en cuanto a seguridad y equidad. Dado que los mineros necesitan resolver problemas complejos para proponer bloques, este método resiste naturalmente la manipulación.

Cuando analizamos W2SB, encontramos que cumple con los criterios requeridos para un protocolo de bootstrapping ideal. La utilidad esperada para los participantes es mayor que abstenerse, y los participantes tienen incentivos claros para seguir adelante. Además, si el protocolo se ejecuta durante un número suficiente de rondas, el sistema logra la descentralización.

#Análisis Empírico de W2SB

También llevamos a cabo experimentos para probar la efectividad de W2SB en la creación de un sistema PoS descentralizado. Al simular la llegada de participantes y sus respectivas apuestas, recopilamos datos valiosos sobre cómo se desempeña W2SB con el tiempo.

Los hallazgos indican que a medida que aumentamos el número de rondas, la métrica de centralización se acerca a cero, lo que indica una mejor descentralización. Además, observamos que se puede alcanzar cualquier nivel deseado de descentralización ejecutando el protocolo durante un número específico de rondas.

#Conclusión y Trabajo Futuro

En conclusión, este estudio arroja luz sobre el problema de la centralización en el bootstrapping de PoS. Presentamos una nueva métrica, C-NORM, para evaluar mejor cómo se desempeñan los diferentes métodos y esbozamos un nuevo enfoque utilizando W2SB, que ha demostrado ser prometedor para lograr los objetivos de IR, IC y descentralización.

La investigación futura puede expandir este trabajo explorando métodos para mejorar la eficiencia energética en los protocolos de bootstrapping y analizando problemas de centralización que puedan surgir después del bootstrapping debido a grupos de participación y otros factores. Abordar estos desafíos será crucial para el desarrollo continuo de sistemas blockchain robustos y equitativos.