Investigadores descubren una expresión matemática para el ‘trilema blockchain’

En el desarrollo de blockchain, existe una regla general que establece que solo dos de las siguientes son válidas simultáneamente: escalabilidad, seguridad y descentralización. Sin embargo, la expresión matemática de esa regla todavía estaba en desarrollo.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Kioto ha descubierto una expresión matemática para el trilema de la cadena de bloques. En la fórmula para las cadenas de bloques basadas en Proof of Work, entre ellas Bitcoin, el producto de los tres términos (escalabilidad, seguridad y descentralización) es 1.

«Al observar la fórmula del trilema, podemos ver formas de mejorar la escalabilidad sin sacrificar la seguridad ni la descentralización», afirma el líder del equipo Kazuyuki Shudo del Centro Académico de Estudios de Computación y Medios de la Universidad de Kioto.

Dos de estas formas incluyen:

1) reducir el tamaño de un bloque o un conjunto de transacciones

2) enviar y recibir bloques más rápido

El análisis de los métodos existentes también puede mejorar la escalabilidad. Por ejemplo, el Compact Block Relay de Bitcoin reduce el tamaño de las transacciones en un bloque.

Además, aumentar uno de los términos disminuye los otros, lo que da como resultado que la cadena de bloques no logre los tres simultáneamente.

La ambigua afirmación de Vitalik Buterin, cofundador de la plataforma pública de blockchain Ethereum, sobre el trilema ha generado diversas interpretaciones. Muchos desarrolladores han presentado sus ideas para resolver el trilema, pero aún no han demostrado nada al respecto.

«Muchos también han propuesto técnicas para mejorar la escalabilidad, pero no está claro hasta qué punto sacrificaron la seguridad y la descentralización», señala Shudo.

En un estudio previo sobre la seguridad de la cadena de bloques, el equipo encontró otra fórmula que representa estrictamente un índice de seguridad F, es decir, la probabilidad de ocurrencia de una bifurcación. Observaron que no solo la seguridad, sino también la escalabilidad (transacciones por segundo) aparecen en la fórmula. La inspiración llevó al equipo a obtener la fórmula del trilema transformando la fórmula de seguridad anterior.

Al ajustar el tiempo que tarda la comunicación a través de Internet, P afecta el índice Herfindahl-Hirschman (HHI) de las tasas de hash de generación de bloques, que se refiere a la potencia de construcción de bloques. El HHI representa la descentralización del mercado de la industria para empresas seleccionadas.

«Nuestro énfasis en la Prueba de Trabajo adoptada por Bitcoin no disminuye la creciente importancia del reciente cambio de Ethereum a la Prueba de Participación, que nos ha inspirado a encontrar fórmulas para ello», concluye Taishi Nakai, también de la Escuela de Posgrado de Informática de la Universidad de Kioto.

El artículo se publica en la revista Acceso IEEE.