Para las terceras elecciones nacionales de la India, celebradas en 1962, el Laboratorio Nacional de Física de la India desarrolló una tinta violeta propia formulada a partir de nitrato de plata, un compuesto sensible a la luz habitual en los productos químicos fotográficos. Una vez que el dedo del votante ha sido pintado con esta tinta, cualquier exposición a los rayos UV dejará una marca indeleble que permanecerá hasta que el cuerpo genere una capa de piel completamente nueva. Como esta forma de autentificación del voto es producida por el propio sol, el simple hecho de mostrar la mano demuestra si se ha votado o no. La fórmula de la tinta electoral sigue siendo un secreto de Estado muy bien guardado.
Este ingenioso mecanismo de protección Sybil, que la India sigue exportando a países de todo el mundo, se basa en el hecho de que las manos son difíciles de conseguir. Si se encuentra una mano izquierda sin marcar, se puede demostrar que se tiene permiso para votar. Mediante un sencillo proceso de certificación, cada ciudadano tiene un voto, y nadie puede votar dos veces sin mudar de piel. Sin algún proceso de identificación – tarjetas de identificación, registro de votantes, tinta electoral, por ejemplo – ningún sistema de votación sería seguro contra los votos dobles.
Todo ledger distribuido necesita una solución para resolver los conflictos y, por lo tanto, necesita asignar un número finito de votos a los participantes de la red para evitar que alguien vote tantas veces como quiera. En la red Bitcoin, cualquiera que tenga un billete de lotería ganador -la solución a un rompecabezas criptográfico definido por el protocolo- tiene derecho a votar en los conflictos. Los mineros tienen más probabilidades de ganar en proporción a la cantidad de electricidad vertida en el «trabajo» computacional para resolver el rompecabezas criptográfico, por lo que el «billete de lotería» ganador se llama «prueba de trabajo» (PoW). La prueba de trabajo, como las manos no marcadas de un votante indio, demuestra a todos los nodos de la red que un minero tiene un derecho de voto no ejercido, que puede utilizar para seleccionar la llamada cadena más larga. Como recompensa por realizar esta costosa prueba de trabajo, el minero, o «líder» del consenso, recibe comisiones y recompensas por bloques.
En contraste con los sistemas basados en Proof of Work, el protocolo IOTA es un protocolo feeless y sin líder (leaderless): todos los participantes de la red pueden proponer actualizaciones del ledger, validar transacciones y participar en la resolución de conflictos en paralelo. Este diseño elimina la distinción entre usuarios y mineros. Es una diferencia fundamental con respecto a Bitcoin y otras criptomonedas basadas en PoW y PoS, que eligen a un único líder para que escriba las actualizaciones en la cadena y vote en los conflictos, un bloque a la vez. Aunque IOTA es un protocolo sin líder, como todas las DLTs, IOTA necesita asignar derechos de voto finitos a los participantes de la red de forma verificable para evitar que alguien vote más de lo que le corresponde.
Mana de consenso
Una acción común, a veces llamada acción de voto, es un depósito de valor y posiblemente incluso un medio de intercambio. También sirve como prueba del derecho a emitir un voto en las elecciones del consejo de administración de la empresa, que puede delegarse en otras personas mediante el voto por delegación. Una acción, un voto. De forma similar, IOTA utiliza los tokens nativos del protocolo IOTA para demostrar el derecho a votar en los conflictos. Este derecho de voto, la prueba delegada de la propiedad de tokens, se denomina mana de consenso (cMana) en el protocolo IOTA.
La idea de utilizar la propiedad de tokens como forma de asignar el derecho de voto no es nueva. Ya en 2011, un usuario en el tablón de mensajes de BitcoinTalk, que se hacía llamar QuantumMechanic, propuso una de las primeras descripciones de la idea:
Vale la pena señalar que en la definición de QuantumMechanic el Proof of Stake se refiere a la idea de delegar los votos a otros nodos, pero no tiene nada que ver con el concepto de slashing -es decir, revocar los tokens de un usuario que vota de forma obviamente maliciosa como forma de castigo- conocido en las populares criptodivisas basadas en PoS.
«Stake» aquí se refiere a tener una participación en la red como un todo. Como el usuario QuantumMechanic señala más adelante en el post, los usuarios que tienen una gran participación en la red tendrían un incentivo para preservar el valor de la red al no votar de forma maliciosa. Proof Of Stake (PoS), en la forma simple descrita aquí, es más bien una prueba delegada de la propiedad de tokens, que representa acciones en el valor de toda la red. Esta forma simple es bastante similar a la solución de IOTA.
En el diseño sin fees y sin líder de IOTA, el papel de cMana en el sistema es diferente al de PoS o PoW en una blockchain. En el consenso Nakamoto, PoS o PoW se utiliza para elegir un único productor de bloques que obtiene el derecho a escribir en el ledger. Si por casualidad se elige a más de un productor de bloques, entonces el siguiente productor de bloques decidirá cuál de los dos bloques generados anteriormente seguirá. Posteriormente, la red seguirá finalmente la cadena más larga. En el contexto del consenso Nakamoto, la protección contra ataques Sybil es también parte de un mecanismo que hace cumplir las actualizaciones lineales del ledger. Dado que IOTA permite a los usuarios actualizar el ledger en paralelo, cMana se utiliza para distribuir los derechos de voto en toda la red, de modo que todos los titulares de cMana puedan participar directamente en el proceso de búsqueda de consenso.
El Consenso Probabilístico Rápido (FPC) es un protocolo de votación en el que todos los participantes de la red tienen derecho a emitir un voto en un conflicto, ponderado en proporción a la cMana que poseen.
Si dos actualizaciones conflictivas del ledger entran en la Tangle más o menos al mismo tiempo, diferentes nodos pueden tener diferentes percepciones de cuál fue la primera. Utilizarán el FPC para acordar cuál aceptar e incluir en el ledger. En términos simplificados, los nodos consultan la opinión de algunos nodos vecinos seleccionados al azar y actualizan sus opiniones siguiendo el voto mayoritario (ponderado por cMana) de sus vecinos. Mediante este sencillo comportamiento, toda la red se pone de acuerdo con relativa rapidez tras unas cuantas rondas de votación, tardando sólo unos segundos en caso de conflicto.
De forma similar, se cree que las bandadas de estorninos organizan su comportamiento colectivo siguiendo individualmente el comportamiento de seis o siete aves vecinas de la bandada. Cada pájaro contribuye al comportamiento organizado del grupo, logrando una especie de consenso sin líder en cuanto a la dirección en la que volar como enjambre colectivo. El protocolo de IOTA se comporta de forma similar a este tipo de sistemas orgánicos.
Acces mana
En los primeros tiempos del teléfono público, los usuarios tenían que presentar una ficha especial acuñada por la compañía telefónica a un asistente que les permitía utilizar el teléfono durante unos minutos. Esta interacción se mecanizó con el tiempo, pero las fichas telefónicas patentadas persistieron en EE.UU. hasta que su metal se reutilizó para producir casquillos durante la Segunda Guerra Mundial.
Las tarjetas telefónicas de prepago han suplantado a los teléfonos públicos en el siglo XXI, pero el principio sigue siendo el mismo: demuestran el derecho de acceso a una utilidad, en este caso el ancho de banda de la compañía telefónica.
Esto apunta a otro papel importante que desempeña el mana en el protocolo IOTA: los derechos de acceso a un recurso escaso. Además de demostrar los derechos de voto, mana también asigna los derechos de acceso, llamados access mana (aMana). El mana de acceso determina el permiso para escribir actualizaciones en el ledger, o en palabras sencillas, «enviar transacciones». Cuanto más aMana tenga un usuario, más frecuentemente podrá utilizar el ancho de banda de la red para emitir transacciones.
En el consenso Nakamoto, escribir un nuevo bloque y votar sobre la cadena más larga son la misma cosa: un nuevo bloque es automáticamente una única votación sobre cuál es la cadena más larga. Sin embargo, es posible distinguir, al menos lógicamente, entre «derechos de acceso» y «derechos de voto». PoW y PoS, además de asignar el derecho de voto a un único productor de bloques, también asigna el derecho a cambiar el ledger publicando nueva información en la red. Del mismo modo, IOTA distingue entre mana de consenso (consensus mana) y mana de acceso (access mana).
Dado que el protocolo IOTA no tiene líderes, los usuarios de la red son libres de emitir transacciones en paralelo siempre que lo deseen. Esto significa que si el tráfico de la red alcanza los límites físicos del hardware y la infraestructura en la que opera, el papel del mana de acceso es asignar el ancho de banda de la red a los usuarios en proporción a los tokens que poseen. En general, aquellos que tienen la mayor participación en la red IOTA, medida en términos de los tokens que poseen, obtienen el mayor acceso a la red en tiempos de congestión.
En algunos aspectos, la red IOTA es como las cooperativas de servicios públicos que proliferaron en los Estados Unidos durante la gran depresión para proporcionar electricidad (y ahora banda ancha) a las comunidades rurales. En IOTA, los usuarios-propietarios reciben derechos de acceso en proporción al número de tokens (o acciones) que poseen. Como no hay mineros que exijan cuotas, los derechos de acceso se reparten según la prueba de propiedad de la propia red. Cuando compras el token IOTA, estás comprando efectivamente una porción de la capacidad de la red que puedes asignar como creas conveniente durante todo el tiempo que poseas el token.
El mana de IOTA es la prueba de que un usuario que posee tokens ha comprometido sus derechos a un nodo. Esta prueba da a un nodo el derecho a un voto en el proceso de consenso y a enviar transacciones a través de la red. El derecho de acceso (aMana) puede incluso delegarse o revocarse a quien el usuario decida.
Mana está diseñado de tal manera que cualquier persona que tenga alguna participación en la red al poseer tokens se le conceden derechos en proporción a la participación que tiene. Debido a que los sistemas PoW y PoS sólo permiten que un único líder actualice el ledger y participe en el consenso, los recursos de todos los demás participantes de la red se desperdician, por no hablar del extremo desperdicio de energía que conlleva PoW. El concepto de IOTA de un libro de contabilidad totalmente descentralizado es aquel en el que todos los nodos aseguran la red de forma colaborativa y emiten transacciones en paralelo, utilizando los recursos de todos los participantes de la red de la forma más eficiente y distribuida posible.
Todos los sistemas, PoW, PoS, sus numerosos hermanos y también el FPC de IOTA nos llevan a una pregunta un poco más filosófica: ¿de dónde provienen estos derechos? La respuesta es «confianza». El Estado o una empresa garantizan que el voto de un ciudadano o accionista será contado. Un proveedor de comunicaciones promete que la conexión telefónica estará disponible.
Detrás de cada derecho hay algún tipo de promesa, o garantía, extendida por una autoridad. Esta promesa suele expresarse en una declaración oficial: una constitución, unos estatutos o un contrato, declaraciones que ofrecen pruebas de los derechos que extienden.
Se podría decir que estos derechos no son más que la propia promesa. Es el hecho de que confiemos en que una autoridad tiene el poder y la voluntad de cumplir su promesa lo que da sentido a los derechos. En una democracia en la que nadie confía en que su voto será contado, el derecho a votar no tendría sentido. Sólo la confianza da sentido al voto.
En el caso de un ledger distribuido, la autoridad de confianza es el propio código base del ledger. Confiando en la abundante validación académica y en la durabilidad del protocolo en la vida real, los usuarios confían voluntariamente en que el diseño y la ingeniería del ledger distribuirán y harán cumplir los derechos que promete el código, todo lo cual puede y debe ser verificado.
Pero incluso si un ledger distribuido estuviera perfectamente diseñado, si nadie aceptara seguir el comportamiento honesto definido por el protocolo, todo el sistema en sí sería inútil. Este hecho demuestra que, hasta cierto punto, la confianza en un ledger digital depende de la confianza que la gente, «fuera» del sistema, le otorgue – un hecho que se hace evidente cada vez que una comunidad decide bifurcar una red a través de la coordinación social que ocurre «fuera de la cadena».
Al fin y al cabo, un ledger distribuido forma parte del mundo de la vida humana, algo así como las carreteras, los cables eléctricos o los canales que amplían las posibilidades de la vida social. No hay ninguna razón a priori por la que la confianza que ya existe fuera de un ledger -la confianza en que ciertas instituciones y personas se comporten honestamente- no pueda utilizarse igualmente para reforzar los acuerdos que se establecen entre las máquinas.
En la antigua Atenas, los funcionarios públicos, los miembros del consejo de la ciudad y los jurados se elegían por sorteo. Mediante un sistema de fichas y dados de colores, un dispositivo mecánico llamado kleroterion elegía al azar a los ciudadanos de cada una de las tribus atenienses. Dado que se consideraba que todos los ciudadanos eran iguales, se creía que los distintos poderes cívicos de votación, de administración de los cargos públicos, debían asignarse a través de un proceso aleatorio y mecánico, algo que Aristóteles consideraba el sello de la democracia.
Hay una interesante fusión de los aspectos mecánicos y humanos en este concepto de democracia. Un generador de aleatoriedad garantiza algún tipo de equidad, pero en última instancia el sistema se basa en la confianza extendida a los ciudadanos elegidos, personas que se habrían conocido y tratado en la ciudad de Atenas todos los días.
Con herramientas como las identidades digitales descentralizadas, es totalmente posible que en el futuro el mana pueda formar la base de un sistema de reputación más amplio que permita que la valiosa confianza que ya se extiende a las personas e instituciones reales interactúe con la confianza que depositamos en el comportamiento del código en el que las máquinas confían hoy, y en el futuro.
Blog post original: A (mostly) non technical introduction to IOTA’s mana
