La exageración que rodea a Blockchain ha extrapolado las capacidades y aplicaciones realistas de esta nueva tecnología. Este frenesí dificultó a las empresas, los desarrolladores y los inversores comprender las limitaciones prácticas e identificar las aplicaciones correctas que son apropiadas para Blockchain o la tecnología de contabilidad distribuida.
Karl Wüst y Arthur Gervais de ETH Zurich han publicado recientemente un artículo revisado por pares que presenta una metodología estructurada que puede ayudar a determinar la solución técnica adecuada para resolver un problema de aplicación particular. En esta publicación de blog, analizaremos esta metodología y explicaremos algunos ejemplos que se aplican en el documento.
Comparación de tecnología
Las Blockchains son libros de solo anexar que básicamente persisten (guardan) el estado. El estado puede ser información de transacción, o datos de programa, o documentos hash, etc. Básicamente, cualquier información que necesita persistir. Las bases de datos han estado allí para esta tarea durante décadas. Además, Blockchain presenta una nueva clase de tecnología utilizada para la persistencia del estado, con características adicionales que incluyen firmas digitales y resistencia a la manipulación. Revisemos las tres tecnologías principales.
Bases de datos
En primer lugar, las bases de datos (únicas, paralelas o distribuidas) se han utilizado durante décadas para conservar los datos de estado y consulta. Se han invertido décadas de investigación para optimizar las diferentes capas de procesamiento de consultas y persistencia del estado.
Naturalmente, tienen el rendimiento más alto en términos de rendimiento de transacción y latencia de consulta.
Sin embargo, todo el tiempo, han sido diseñados para ser administrados centralmente por una sola autoridad. Por lo tanto, no se requiere un mecanismo de consenso entre las diferentes partes.
Blockchain sin permiso
Blockchain sin permiso son libros públicos (estado) que no son administrados por una autoridad centralizada. Es decir, el libro mayor se distribuye en una red dinámica de pares que también puede incluir entidades ilegítimas.
La brillantez de Satoshi fue presentar un diseño que mantenga el consenso sobre el estado distribuido en una red dinámica y sin confianza. Esto significa que Blockchain sin permiso puede tolerar una (fracción de) red con comportamiento bizantino o no confiable.
Como todo viene con un precio, la compensación aquí es el costo de rendimiento (rendimiento y latencia). En Bitcoin, el golpe de rendimiento drástico se debe al protocolo de POW en sí. Que por diseño es lento. En comparación con las bases de datos normales, en cualquier blockchain sin permiso, un golpe de rendimiento es inevitable. Porque no importa qué, para mantener la consistencia del estado distribuido. Tiene que haber comunicación entre los diferentes pares en la red (geográficamente distribuida).
Blockchain con permiso
La Blockchain autorizada representan una opción de diseño híbrida. En particular, no están centralizados en una única entidad. Sin embargo, están autorizados a un pequeño grupo de pares confiables preseleccionados que pueden escribir el estado.
Dado que la red de la base de datos no se escala a una gran cantidad de nodos públicos, como en el caso de Blockchain sin permiso. Su rendimiento en términos de rendimiento y latencia es mucho mejor.
No obstante, su rendimiento no puede competir con una base de datos centralizada.
Después de observar estos diferentes sistemas. Es fácil darse cuenta de que no existe una solución única para todos. Todo es una compensación. Las diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos y, por lo tanto, diferentes soluciones apropiadas.
«¿Necesitas un Blockchain?» Diagrama de flujo
Esta sección describe un diagrama de flujo genérico de alto nivel presentado en el documento para encontrar la tecnología adecuada para tu aplicación. Ten en cuenta que un escritor es una entidad que escribe en la base de datos o blockchain.
Si tu aplicación no requiere que se persista el estado. Entonces obviamente no hay necesidad de una cadena de bloques o cualquier base de datos.
Del mismo modo, si hay un escritor (de estado). Entonces un blockchain no proporciona ninguna garantía adicional que una base de datos normal. Por el contrario, una base de datos sería más adecuada ya que es más eficiente en términos de rendimiento.
De lo contrario, si hay más de un escritor de estado tomamos otra ruta. Entonces surge la pregunta: ¿es suficiente tener un TTP en línea (Tercera confianza), o en otras palabras, necesita ser a prueba de manipulaciones? Si la aplicación no puede confiar en una única entidad confiable. Podemos seguir adelante para ver si aún necesitamos una cadena de bloques. De lo contrario, no se requiere una cadena de bloques. Sería más eficiente, en términos de rendimiento, confiar en una entidad centralizada.
La siguiente pregunta es «¿se conoce la identidad de todos los escritores estatales?». Si no se conocen como el caso en una red dinámica sin confianza. Por ejemplo, Internet, entonces una cadena de bloques sin permiso es el camino correcto a seguir.
De lo contrario, si se conoce la identidad, la siguiente pregunta es «¿los escritores confían entre sí?». Si es un sí, entonces una cadena de bloques ya no es necesaria. Una base de datos con acceso de escritura compartido es suficiente. De lo contrario, si los escritores no confían entre sí, entonces la tecnología correcta para ser utilizada es una cadena de bloques permitida.
Finalmente, si se trata de una cadena de bloques autorizada. Dependiendo de si se requiere verificabilidad pública. Cualquier persona puede leer el estado (cadena de bloques autorizada públicamente) o el conjunto de lectores también puede estar restringido (cadena de bloques privada).
Ejemplos de aplicaciones
Veamos un montón de ejemplos aquí para entender qué aplicaciones tienen sentido en blockchain y cuáles no y por qué.
Aplicaciones que no necesitan Blockchain
Supply Chain Management: esta es de hecho una de las aplicaciones que surgen repetidamente en el espacio. Vamos a seguir el diagrama de flujo para identificar qué tecnología se adapta mejor.
Un SCM ciertamente requiere almacenar datos. Varios escritores están involucrados. Es decir, los diferentes participantes de la SCM que poseen una cierta parte del producto final.
Continuando con nuestra metodología, un SCM podría técnicamente usar siempre un TTP en línea. Por ejemplo, Skuchain reconoció que solo requería una única fuente de confianza. Que sin embargo eliminaría el componente descentralizado de la cadena de bloques. Y por lo tanto sería equivalente a un servidor central de confianza.
Si eso no es posible, al menos se conocerán todos los escritores. Lo que nos deja elegir entre una cadena de bloques autorizada o no.
Los SCM tienen el problema inherente de la interfaz entre el mundo digital y el físico. Un humano, o alguna máquina bajo el control de un solo escritor. Generalmente se requiere para registrar que un bien determinado ha llegado a un almacén. Y si, por ejemplo, su calidad es apropiada. Si no hay confianza en la operación de estos empleados. Entonces toda la cadena de suministro está técnicamente comprometida ya que cualquier información puede ser suministrada por un escritor malicioso.
Si, por otro lado, todos los escritores son de confianza. No se necesita una cadena de bloques porque en su lugar se puede usar una base de datos común con acceso de escritura compartido.
Ten en cuenta que si por algún medio técnico, la conexión entre el mundo digital y el físico pudiera realizarse de una manera segura. Entonces el razonamiento anterior podría cambiar.
Internet de las Cosas: Muchos han sugerido posibles casos de uso de la tecnología blockchain en Internet of Things (IoT) en combinación con contratos inteligentes con el objetivo de proporcionar sistemas autónomos que paguen por los recursos que consumen y reciban pago por los recursos que proporcionan.
Como el sistema está inherentemente descentralizado con entidades que no confían entre sí. Usar una cadena de bloques parece natural. Sin embargo, al igual que con la gestión de la cadena de suministro. La interfaz entre el mundo físico y el mundo digital plantea un problema potencial.
Si las computadoras suministran valores que se leyeron desde sensores a la cadena de bloques, la cadena de bloques no garantiza la exactitud de estos valores. Si solo se desea la automatización. Una cadena de bloques puede no ser necesaria si se puede usar una parte confiable.
Aplicaciones adecuadas en Blockchain
Pagos interbancarios e internacionales: en el caso de las aplicaciones financieras, la tecnología blockchain parece ser adecuada en general. Ya que las partes generalmente son reacias al riesgo y no quieren confiar en suposiciones confiables.
En los pagos interbancarios, tenemos múltiples partes (los bancos) que actúan como escritores y que desean intercambiar valores y transacciones. Entonces, hay un estado para persistir. Los bancos son los escritores, y por lo tanto, hay más de un escritor.
En el caso de los sistemas de moneda única, el banco central puede operar como un TTP.
De lo contrario, existe otra configuración en la que el banco central no quiere actuar como verificador para cada transacción. Sino que solo actúa como una autoridad certificadora que otorga licencias a los bancos para participar en el sistema. Esto significa que todos los escritores del sistema son conocidos y podemos usar una blockchain permitida.
Protocolos de intercambio comercial y equitativo: Del mismo modo, el intercambio de bienes digitales es factible sin un mediador de disputas de confianza y, por lo tanto, es perfectamente adecuado para cadenas de bloques. Mientras que el intercambio de bienes físicos aún requiere un tercero de confianza en caso de disputas.
E-Voting: Del mismo modo, E-Voting tiene propiedades con las que blockchains puede ayudar. Por ejemplo, por un lado, la privacidad es un requisito principal ya que los votos deben ser anónimos para evitar la coacción. Por otro lado, el voto electrónico debería proporcionar algún tipo de verificabilidad pública. Debido a los requisitos, parece razonable que la tecnología blockchain pueda ayudar a lograr estas propiedades deseadas.
Conclusión
En contraste con la sabiduría convencional, Blockchain no es una solución para todos los problemas técnicos. De hecho, son más apropiados para una clase de aplicaciones que satisfacen un conjunto de requisitos. En particular, aquellos que sacrifican el rendimiento a favor de la descentralización y el estado consistente a prueba de manipulaciones. No obstante, muchas de las aplicaciones «prometidas» todavía no son aplicables para Blockchain, por ejemplo, la gestión de la cadena de suministro.
Uno debe ser muy cuidadoso cuando se le acercan entusiastas desarrolladores y dueños de negocios que están fuertemente predispuestos por la exageración y que realmente no cuestionan los aspectos técnicos subyacentes y las necesidades de sus soluciones. Hasta ahora, parece que las aplicaciones que se ocupan de los bienes y servicios digitales y que requieren confianza son las más adecuadas para las cadenas de bloques.