El primer principio fundamental de la cadena de bloques: un ejemplo de Sui y Arweave AO

Autor: Pignard

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Fuente: Contenido Gremial - Investigación de Inversiones

¿Qué es el primer principio?

El primer principio (pensamiento de primeros principios) se refiere a volver a las condiciones más básicas de las cosas, descomponiéndolas en varios elementos para analizarlas, y así encontrar el mejor camino para lograr el objetivo.

En 2014, Elon Musk habló en la ceremonia de graduación de la Escuela de Negocios de la Universidad del Sur de California sobre su método de toma de decisiones basado en primeros principios.

Quizás hayas escuchado que debes pensar en los problemas desde el punto de vista de la física, este es el primer principio. Es decir, no uses razonamiento analógico. Divide las cosas en los elementos más básicos que puedas imaginar, y luego razona a partir de ahí, es una buena manera de determinar si algo tiene sentido. Este tipo de pensamiento no es fácil, es posible que no puedas aplicarlo a todo porque requiere mucha energía. Pero si quieres innovar en el conocimiento, entonces este es el mejor método de pensamiento. Este marco fue propuesto y desarrollado por físicos, y gracias a él descubrieron cosas que desafiaban la intuición, como la mecánica cuántica. Así que este es un método muy efectivo y poderoso. De todos modos, intenta hacerlo siempre que sea posible.

Elon Musk toma el tren de vacío como ejemplo. Si se diseña un nuevo producto ferroviario con pensamiento comparativo o experiencia, la mayoría de la gente piensa en mejorar las funciones existentes, hacer que la potencia sea más fuerte y la fluidodinámica sea mejor. Pero si se analizan las necesidades del producto desde primeros principios, hay que volver al propósito fundamental del medio de transporte: transportar una gran cantidad de carga desde el punto A al punto B. Este es el propósito original de fabricar trenes u otros medios de transporte, no necesariamente se requiere tracción para mejorar. Con el soporte de los primeros principios, Musk propone utilizar un modelo de levitación magnética más baja en vacío para crear el tren de vacío.

Principio fundamental en la cadena de bloques

Entonces, ¿cuál es el primer principio fundamental de la cadena de bloques?

El Dr. Xiao Feng dijo en su discurso de clausura en el Hong Kong Web3 Carnival 2024: El primer principio fundamental de la cadena de bloques es un nuevo método de contabilidad.

“La cadena de bloques que salió en 2009, como libro mayor distribuido (DLT), registra el valor digital y de red, y ya no se contabiliza en un libro mayor privado, sino en un libro mayor público global abierto y transparente, donde todos los interesados llevan cuentas juntos. Este es el primer principio de la cadena de bloques, un “libro mayor público global” transparente y abierto, sobre el que se basa toda la innovación de Web3.”

El autor está de acuerdo con el punto de vista del Dr. Xiao Feng y, basándose en este punto de vista, amplía aún más la esencia de la cadena de bloques.

La palabra “blockchain” se puede dividir en “bloque” y “cadena”. Dado que el primer principio fundamental de la cadena de bloques es una forma de contabilidad, ¿son realmente necesarios los bloques y las cadenas?

Antes de responder a esta pregunta, primero veamos por qué Bitcoin, como libro mayor distribuido, necesita bloques y cadenas.

En Bitcoin, un bloque es un registro digital que contiene un conjunto de información de transacciones. Se puede entender como una página de un libro de contabilidad. Se puede calcular un valor hash utilizando una función hash. La característica de este valor hash es que si se cambia ligeramente el contenido del bloque, el valor hash también cambia. Cada bloque contiene el valor hash del bloque anterior, lo que se puede entender como que la primera línea del bloque N+1 debe escribirse con el hash calculado del bloque N, formando así una estructura de cadena inmutable.

En Bitcoin, el mecanismo para sincronizar el libro mayor es el mecanismo de consenso PoW. Cuando ocurren transacciones en la red de Bitcoin, estas transacciones se colocan en la mempool (memory pool). Luego, el minero selecciona un conjunto de transacciones de la mempool e intenta formar un nuevo bloque. Para hacer esto, el minero necesita encontrar un valor específico en un número aleatorio y combinar este valor con los datos del bloque para generar un valor hash que cumpla con el objetivo de dificultad de la red, este proceso se llama “minería”, quien primero calcule un valor hash que cumpla con los requisitos, obtendrá el derecho a registrar las transacciones, es decir, tendrá éxito en la minería. El objetivo de dificultad es un valor dinámico, que se ajusta cada 2016 bloques (aproximadamente cada dos semanas), para mantener el tiempo promedio de generación de bloques de Bitcoin en alrededor de 10 minutos.

El bloque y la cadena son la infraestructura básica de Bitcoin, PoW es el mecanismo de consenso de Bitcoin, y su combinación logra la función de contabilidad descentralizada de Bitcoin. Sin embargo, en cuanto a la naturaleza de la cadena de bloques, siempre que se pueda lograr una contabilidad descentralizada, la contabilidad puede no ser en forma de bloques (por ejemplo, consenso de transacciones individuales) y el libro de cuentas tampoco tiene que ser una estructura en forma de cadena (por ejemplo, DAG). Por lo tanto, los bloques y la cadena no son necesarios, solo que la palabra “blockchain” se ha arraigado en la mente de las personas y se ha convertido en sinónimo de los libros de cuentas descentralizados representados por Bitcoin, Ethereum, Solana, entre otros.

Después de todo, Bitcoin es un producto de 2009. Con el desarrollo continuo de la investigación en blockchain, aunque la mayoría de las blockchains siguen la estructura tradicional de bloque + cadena, también han surgido algunas blockchains diseñadas desde primeros principios. Abordan el problema fundamental de contabilidad descentralizada y tienen estructuras de datos y consensos únicos. En este artículo, se toman como ejemplo Sui y Arweave AO.

Sui: El camino del agua

Sui es un Layer1 reconstruido y rediseñado basado en primeros principios, cuyo equipo principal proviene de los proyectos Diem y Novi de Facebook (ahora conocido como Meta) que han sido disueltos. El nombre de ‘Sui’ proviene del japonés y significa ‘agua’, lo cual también se refleja en su imagen de marca.

Sui utiliza Sui Move para escribir sus contratos inteligentes, adoptando un modelo de datos basado en objetos donde todas las transacciones toman objetos como entrada y generan nuevos objetos o modificados como salida, permitiendo que los objetos independientes procesen transacciones en paralelo.

En Sui Move, cada contrato inteligente es un módulo que consta de definiciones de funciones y estructuras. Las estructuras se instancian en las funciones y se pueden pasar a otros módulos mediante llamadas a funciones. Las instancias de estructuras almacenadas en tiempo de ejecución actúan como objetos, y en Sui hay tres tipos diferentes de objetos: objetos propietarios, objetos compartidos y objetos inmutables.

Sui no tiene bloques, valida las transacciones de forma individual, y si una transacción pasa por el mecanismo de ordenación y consenso de Sui depende de si los objetos en la transacción son compartidos o no compartidos.

Si no hay transacciones que involucren objetos compartidos, se denomina transacción simple. Sui utiliza un algoritmo ligero de difusión consistente bizantina (Byzantine Consistent Broadcast), basado en el diseño de FastPay. Los clientes transmiten las transacciones a todos los validadores de Sui y recopilan los votos ponderados por derechos de los validadores para generar un certificado. Luego, el certificado se transmite de vuelta a los validadores y aquellos que lo reciben pueden ejecutar directamente la transacción.

Si se trata de transacciones que involucran objetos compartidos, se denominan transacciones complejas. Sui utiliza el mecanismo de consenso Narwhal & Bullshark. Narwhal es un módulo de mempool que se encarga de garantizar la disponibilidad de las transacciones. Narwhal funciona en base a rondas, cada una dividida en dos pasos: distribución de transacciones (sincronización de transacciones a otros nodos) y verificación de transacciones (recopilación de votos de otros nodos sobre las transacciones). Después de varias rondas, las transacciones formarán un grafo acíclico dirigido (DAG). Bullshark es un módulo de consenso encargado de ordenar las transacciones DAG en Narwhal.

Sui utiliza DAG para la propagación y el consenso de las transacciones, lo que reduce la latencia de las transacciones y disminuye los gastos de comunicación durante el proceso. Al mismo tiempo, para mantener la integridad y el orden de la información histórica, Sui ordena las transacciones en un proceso separado como puntos de control, que se enlazan de forma lineal para proporcionar una estructura similar a la cadena de bloques tradicional para el almacenamiento y acceso de datos históricos.

Pero en realidad, la estructura de datos de Sui es completamente diferente a la de la cadena de bloques tradicional. Las transacciones agrupadas en Sui en un punto de control ya están finalmente confirmadas, mientras que en la cadena de bloques tradicional, las transacciones que aún no están finalmente confirmadas se agrupan en bloques.

Arweave AO: El Camino del Vacío

El agua no tiene una forma constante, pero al final tiene una forma. Al igual que Sui mantiene el mecanismo de consenso tradicional en la cadena de bloques y finalmente organiza los datos de transacciones en la estructura de bloque + cadena de la cadena de bloques tradicional. AO, por otro lado, subvierte completamente el paradigma de la cadena de bloques tradicional, sin bloques, sin cadena, sin consenso, en comparación con el agua, AO se acerca más al cielo en un sentido simbólico (en japonés, Sora).

AO es un sistema informático distribuido, de descentralización y orientado a actores basado en Arweave. Se basa en los primeros principios no para construir un libro mayor de descentralización, sino para construir un sistema informático de descentralización. Presumiblemente similar a la relación entre una aplicación y un sistema operativo.

El sistema de computación se puede dividir en tres problemas: almacenamiento, cálculo y comunicación, todos los cuales tienen soluciones muy maduras en Web2, pero la descentralización es difícil. Una idea es construir una red de almacenamiento descentralizado, una red de cálculo descentralizado y una red de comunicación descentralizada por separado, que es precisamente la idea de la arquitectura de tecnología descentralizada integral de cálculo, almacenamiento y comunicación propuesta por Gavin Wood, cofundador de Ethereum, en 2014. Ethereum (contratos inteligentes) es responsable de la parte de cálculo descentralizado, Swarm es responsable de la parte de almacenamiento descentralizado, y Whisper es responsable de la parte de comunicación descentralizada.

AO también está compuesto por tres unidades:

• Unidad de mensajería (Messenger Unit): Responsable de la comunicación de mensajes, transmitiendo mensajes a la unidad de cálculo y coordinando para calcular los resultados de salida;
• Unidad de programación (Scheduler Unit): Responsable de la programación y clasificación de mensajes, y carga de mensajes en Arweave;
• Unidad de cálculo (Compute Unit): Responsable de procesar cálculos y cargar los resultados en Arweave.

Un proceso en AO está compuesto por un conjunto de unidades, cada una de las cuales puede funcionar como una subred escalable horizontalmente, ejecutando un gran número de transacciones para lograr un alto rendimiento computacional, pero cada unidad no es una red descentralizada. De hecho, en toda la arquitectura de AO, solo Arweave, la red de almacenamiento subyacente, es verdaderamente descentralizada.

El proceso en AO obtiene propiedades verificables al cargar sus datos holográficos en Arweave, lo que permite a cualquier persona restaurar este proceso en AO. Esto es una forma de paradigma de consenso de almacenamiento (SCP), en el que, siempre que el almacenamiento sea inmutable, las transacciones en él serán trazables, lo que significa que cualquier cálculo de la aplicación dará los mismos resultados sin importar dónde se realice.

AO no tiene un mecanismo de consenso, pero a través de SCP, separa la capa de cálculo de la capa de almacenamiento, lo que hace que la capa de almacenamiento sea descentralizada permanentemente, mientras que la capa de cálculo mantiene el modo de cálculo tradicional. Por lo tanto, la escalabilidad computacional en AO no tiene ningún tipo de limitación, no solo puede implementar servicios de contabilidad de blockchain con núcleo EVM, WASM o Move, sino que también puede volver a construir cualquier servicio Web2 existente en AO como una versión descentralizada.

Resumen

El primer principio es pensar en la esencia de las cosas desde el punto de vista de la física, y luego diseñar en capas desde esa esencia. Aunque Sui y Arweave AO son blockchains diseñadas según el primer principio, debido a sus diferentes esencias, se ha creado una arquitectura completamente diferente.

La esencia de Sui es un servicio de libro mayor descentralizado, que se compara con Layer1 de alto rendimiento como Solana. Por lo tanto, Sui ha diseñado un modelo de datos orientado a objetos centrado en ‘un servicio de libro mayor más rápido’, con un mecanismo de consenso dual y una ejecución paralela de transacciones basada en el acceso al estado, lo que mejora la escalabilidad y reduce la latencia y los costos. Esto permite a los desarrolladores desarrollar rápidamente aplicaciones basadas en contratos inteligentes de Sui Move de manera rápida y rentable.

La esencia de Arweave AO es un sistema informático de descentralización, o servicio en la nube de descentralización, que es la infraestructura para ejecutar servicios de contabilidad, por lo que AO propone SCP en torno al “sistema informático distribuido verificable”, es decir, la computación off-chain, colocando el almacenamiento en la on-chain y realizando la interconexión y colaboración de computadoras masivamente paralelas. La experiencia del usuario es casi la misma que la de los servicios tradicionales en la nube, pero detrás de ella hay un sistema informático de descentralización.