MIT innova: Vault, una criptomoneda más rápida y eficiente

La nueva criptomoneda Vault reduce drásticamente la cantidad de datos que un usuario necesita para unirse a la red y verificar transacciones.

Reduce el coste de almacenamiento y arranque para 500 millones de transacciones a 477 MB, comparado con 143 GB para Bitcoin y 5 GB para Ethereum.

Los cuellos de botella de las criptomonedas actuales

Para pagos electrónicos descentralizados, las criptomonedas parecen el enfoque más prometedor hoy. Sin embargo, para soportar muchos usuarios y transacciones, deben abordar dos cuellos de botella importantes y relacionados: el arranque (cuántos datos debe descargar un usuario para unirse a la red) y el almacenamiento (cuántos datos debe almacenar cada usuario).

Por ejemplo, para unirse a la red Bitcoin y verificar que recibió un estado correcto, un usuario debía descargar aproximadamente 200 GB de datos a enero de 2019. Esto hace el proceso extremadamente lento para algunos usuarios.

Recientemente, un equipo del MIT creó una nueva criptomoneda que reduce drásticamente los datos necesarios para unirse a la red y verificar transacciones hasta en 99% comparado con criptomonedas conocidas. Así, la red escala bien (a diferencia de Bitcoin, los costes no aumentan linealmente con el número de transacciones).

Cómo funciona Vault

Vault permite a los usuarios unirse descargando solo una pequeña parte de todos los datos de transacciones. Para verificación, usa solo los datos de transacciones más recientes, divididos y distribuidos por la red para minimizar requisitos de procesamiento y almacenamiento del usuario.

Cada bloque consiste en un hash (cadena de identificación única), su ubicación en la blockchain y una marca de tiempo. Cada nuevo bloque incluye el hash del bloque anterior, y un bloque puede llevar hasta 10 MB de datos —o hasta 10.000 transacciones— que deben ser verificados por todos los usuarios.

Vault se construye sobre una red segura llamada Algorand, más escalable que otras criptomonedas. Usa un modelo "proof-of-stake" para verificar bloques y permitir que nuevos usuarios se unan eficientemente.

Referencia: Fast Bootstrapping for Cryptocurrencies | MIT CSAIL

Un comité de verificación representativo se elige para cada bloque. Usuarios con más participación (dinero) en la red tienen más probabilidades de ser seleccionados. En lugar de verificar cada transacción, los usuarios solo necesitan verificar certificados para unirse.

Cada nuevo certificado tiene información de verificación basada en cientos de bloques previos llamados "migas de pan". Al unirse, los usuarios comparan la miga de pan de bloques previos con la de bloques siguientes.

Esa miga puede compararse con otra de bloques posteriores, y así sucesivamente. Así, los usuarios solo requieren un bloque previo para verificar otro futuro, saltándose todos los bloques intermedios y ahorrando ancho de banda significativo.

Cómo reduce los requisitos de almacenamiento

El esquema de fragmentación (sharding) en Vault divide los datos de transacciones en trozos menores y los distribuye por la red para que cada usuario no tenga que procesar grandes volúmenes para verificar transacciones.

Para hacerlo de forma segura, Vault implementa un árbol Merkle binario, donde el nodo raíz contiene el hash de un solo bloque y cada nodo inferior contiene un hash que representa información de saldo de una cuenta involucrada en una transacción del bloque.

El árbol se construye de abajo arriba y el hash del bloque y el hash de saldo se conectan. La red une dos nodos hijos para obtener el hash del nodo padre y verificar cualquier transacción individual.

El árbol Merkle se divide en fragmentos individuales asignados a diferentes conjuntos de usuarios. A diferencia de criptomonedas convencionales, cada fragmento almacena una porción menor de una estructura de datos masiva, permitiendo a los usuarios verificar transacciones de otras partes de la red.

Además, las cuentas de fragmento con saldo cero durante un período específico se descartan automáticamente, liberando espacio en la red.

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La implementación del prototipo Vault mostró que reduce el ancho de banda para unirse a la red en 90,5% comparado con Ethereum y 99,7% comparado con Bitcoin al descargar un libro mayor de 500 millones de transacciones.