Los investigadores Margarita Capretto, Martín Ceresa (IMDEA Software), Antonio Fernández Anta (IMDEA Networks), Antonio Russo (IMDEA Networks) y César Sánchez (IMDEA Software) presentan Setchain, una nueva estructura de datos que mejora la escalabilidad de las cadenas de bloques o blockchains, permitiendo un mayor número de transacciones por bloque, lo que conlleva a una reducción del riesgo y costes por parte de los usuarios.
En la actualidad, las blockchain modernas cuentan con la figura de los smart contracts, programas que describen la funcionalidad de las transacciones. Con ellos, las personas usuarias pueden observar de principio a fin los detalles de una transacción, generando no solo una mayor confianza sino una mayor eficiencia, además de obtener más oportunidades.
La introducción del algoritmo de consenso bizantino para evitar ataques generó una limitación en el número de transacciones que se pueden insertar en la cadena. De ahí que exista un creciente interés por mejorar la escalabilidad de las blockchains, es decir, por mejorar el rendimiento de la red de blockchain ante un elevado número de transacciones. En este sentido, el equipo de investigación de IMDEA Software e IMDEA Networks ha realizado un trabajo conjunto que se plasma en el artículo “Setchain: Improving Blockchain Scalability with Byzantine Distributed Sets and Barriers” y en el desarrollo de la aplicación Setchain. El estudio es fruto de un acuerdo de colaboración entre IMDEA Software, la Fundación Tezos y Nomadic Labs, con el objetivo de satisfacer las necesidades del ecosistema y contribuir al desarrollo de la tecnología de Tezos.
Según Margarita Capretto, investigadora pre-doctoral del Instituto IMDEA Software, “ahora mismo una blockchain como Ethereum tan solo permite 8.000 transacciones por minuto mientras que VISA, por ejemplo, alcanza las 100.000. La diferencia es abismal. Por eso hemos trabajado para crear una aplicación que permita lograr un gran avance en este aspecto y que además se pueda aplicar a cualquier blockchain, no solo a Tezos”.
“La principal ventaja de Setchain frente a las cadenas de bloques clásicas es la escalabilidad”, explica Antonio Fernández Anta, Research Professor del Instituto IMDEA Networks. El resultado de su investigación muestra que si las barreras (una visualización conceptual del límite entre bloques) no son necesarias con demasiada frecuencia (no más de una vez por segundo), “Setchain permite añadir millones de nuevas transacciones, mientras que las cadenas de bloques normalmente solo pueden añadir miles”.
Y añade: “Setchain permite almacenar transacciones de forma permanente y fiable, introduciendo el orden entre las mismas cuando es indispensable. Puede ser utilizado en lugar de las cadenas de bloques cuando no se requiere un orden total entre los registros o las transacciones, ya que el orden en esta aplicación se impone cuando es esencial introducir barreras entre conjuntos de registros”. Setchain consigue ordenar los bloques dentro de la cadena sin necesidad de que las transacciones dentro de los mismos estén ordenadas. El proceso funciona de manera más eficiente y permite ahorrar dinero a los usuarios y usuarias de la blockchain.
Próximos pasos
Los autores del estudio consideran que Setchain puede usarse para implementar una solución al llamado front-running, que es la acción de observar una solicitud de transacción e inyectar maliciosamente otra igual antes de que se ejecuten las observadas, obteniendo así un beneficio. Esto se consigue mediante el pago de una tasa mayor a un minero. Los Mempools se encargan de codificar la información de lo que está a punto de pasar en las cadenas de bloques, por lo que, cualquier persona que observe estos datos puede predecir las siguientes operaciones y tomar acción a su favor. Fernández Anta advierte que, aunque la aplicación de Setchain “son sistemas utilizados por múltiples entidades que tienen que colaborar y que pueden tener intereses contrapuestos, Setchain les proporcionará un repositorio que les permita compartir datos sin el riesgo de que ninguno de ellos los manipule en su beneficio”. El equipo de investigación de IMDEA Software e IMDEA Networks considera que su aplicación puede detectar el front-running y actuar como mecanismo para construir un Mempool más eficaz que encripte las solicitudes de transacción mediante el uso de multifirma. El profesor de investigación Antonio Fernández Anta comenta que la principal conclusión a la que han llegado es precisamente que “en las blockchains los requisitos de orden total suelen ser demasiado restrictivos, cuando la mayoría de las aplicaciones no los necesitan. Relajar estos requisitos puede conducir a enormes ganancias de rendimiento".
