Braid: Mejorando la resistencia a la censura de Ethereum a través de la innovación tecnológica

A medida que evoluciona la tecnología blockchain, la resistencia a la censura se ha convertido en una preocupación clave en la industria. Desde la actualización de fusión de Ethereum, el sector ha buscado activamente soluciones para una efectiva resistencia a la censura bajo el nuevo mecanismo de consenso. En este contexto, Braid ha surgido como una solución prometedora. Los últimos comentarios de Vitalik mencionaron que "el debate se centra principalmente en FOCIL+APS versus BRAID", acompañado de gráficos que muestran la escala de los apostadores de Ethereum y la distribución de la piscina minera de BTC.

Gráfico de la distribución de Ethereum staker y de la cuota del pool de minería de BTC (Fuente:X)

Braid, propuesto por Max Resnick en el taller de Paradigm en Nueva York, es un método para implementar la paralelismo de múltiples bloques en Ethereum con el objetivo de construir un sistema resistente a la censura. Este artículo explorará el trasfondo de Braid, sus características técnicas y comparaciones con otras soluciones existentes para brindar una comprensión más profesional y profunda, ayudando a los lectores a obtener una comprensión multifacética del proyecto Ethereum Braid.

Antecedentes de Braid

Tanto Bitcoin como Ethereum enfrentan un problema común: la tendencia de las piscinas mineras y los nodos de validación a centralizarse. Esta centralización podría llevar a un ataque en el que las piscinas mineras o los nodos de validación podrían estar legalmente obligados a seguir regulaciones, bloqueando o censurando transacciones consideradas ilegales dentro de su control.

El gráfico muestra que Lido y Coinbase en conjunto poseen una participación del 40,8%. Si estos dos se unieran, podrían potencialmente detener la red. Si se unieran más de un 10% de proveedores de servicios de participación, podrían tomar el control de la red de Ethereum. Antes de discutir las amenazas de centralización a los nodos, examinemos cómo opera Ethereum bajo el mecanismo de participación (PoS).

Las transacciones enviadas por los usuarios a través de las interfaces de dapp entran en la Mempool, una base de datos de transacciones pendientes. En este punto, los Buscadores utilizan bots de arbitraje para analizar las transacciones pendientes en la mempool, combinando transacciones rentables en grupos o paquetes de transacciones. Los constructores de bloques reciben estas transacciones agrupadas de los buscadores, adjuntan tarifas de procesamiento correspondientes a estos paquetes, y preparan ofertas. Los validadores (proponedores de bloques) seleccionan la opción más rentable de los paquetes y ofertas proporcionados, luego formulan y proponen nuevos bloques. Se somete a controles y validación finales antes de que se agregue un bloque a la cadena.

MEV Supply Cralshun (Fuente: FlashBot）

Este mecanismo a menudo conduce a altas concentraciones de "validadores" o posibles colusiones con fines maliciosos, aumentando el riesgo de censura y control de la red. Braid surgió como respuesta a estos desafíos, con el objetivo de crear un marco de resistencia a la censura en Ethereum. Actualmente en sus etapas iniciales, la idea principal de Braid es romper el control de un solo líder sobre Ethereum a través de técnicas como el procesamiento paralelo de múltiples bloques, lanzamiento sincronizado y ejecución diferida. Esto garantiza que las transacciones puedan proceder libremente manteniendo la equidad de la red de Ethereum.

Características técnicas de Braid

Los principios de diseño de Braid incluyen principalmente tres puntos: modelo de multi-proponente, lanzamiento sincronizado y ejecución retrasada.

La red Ethereum mejora su resistencia a la censura en el modelo de multi-proponentes al incorporar múltiples proponentes concurrentes. Este enfoque aumenta significativamente el costo de intervenir en las transacciones del sistema. Además, a través del mecanismo de lanzamiento sincronizado, asegura que todos los proponentes tomen decisiones basadas en la misma información, garantizando así la equidad y transparencia del sistema.

Además, la función de ejecución retardada introducida en el modelo permite a varios proponentes influir en las transacciones antes de determinar su estado final, lo que mejora la estabilidad y confiabilidad de toda la red Ethereum. Este diseño no solo mejora la funcionalidad del sistema, sino que también proporciona a los participantes de la red un mayor grado de confianza y garantía de seguridad.

Ventajas de Braid

En el taller mencionado, Max Resnick comparó Braid con soluciones existentes como LMD-Ghost y Mysticeti.LMD-Ghost, una regla de elección de bifurcación para el algoritmo de consenso PoS CBC Casper, permite a los proponentes generar nuevos bloques en cualquier momento. Estos nuevos bloques se agregan a la cadena con el peso más alto, según lo determinado por la regla de selección de bifurcación (garantizando la disponibilidad). Sin embargo, este enfoque requiere el mantenimiento local de un árbol de decisiones altamente ramificado para gestionar problemas de selección de ramas.

Mysticeti, por otro lado, es el algoritmo de consenso adoptado por la cadena de bloques Sui. Permite a múltiples validadores proponer bloques en paralelo, utilizando toda la capacidad de la red y proporcionando resistencia a la censura. Estas características de los protocolos de consenso basados en DAG requieren solo tres rondas de mensajes para comprometer bloques del DAG, similar a pBFT, y alcanzar el mínimo teórico. Las reglas de compromiso permiten la votación y certificación de líderes de bloques, reduciendo aún más la latencia media y de cola. Las reglas también toleran líderes no disponibles (cuando un nodo líder falla, el sistema automáticamente elige un nuevo líder para asumir sus responsabilidades) sin aumentar significativamente la latencia de compromiso.

LMD-Ghost (Source: Youtube）

El modelo de multi-proponente de Braid permite que la capa de ejecución de Ethereum recolecte transacciones de bloques generadas por todas las subcadenas dentro de un intervalo de tiempo, formando un bloque de ejecución. Estas transacciones son luego secuenciadas y ejecutadas de acuerdo a reglas predeterminadas, reduciendo la capacidad de una sola entidad de manipular registros de transacciones. Un desafío que enfrenta esto es la necesidad de una regla de secuenciación determinista.

El diseño de Braid no introduce roles adicionales para incentivos o penalizaciones, pero su mecanismo de “lanzamiento sincronizado” es difícil de implementar, requiere coordinación de múltiples sincronizaciones de subcadenas y procesamiento de datos.

Jonahb, un miembro del equipo de Blockchain Capital,señalóun problema en el mecanismo Braid: el mecanismo de "propina" tiene requisitos de liquidez, lo que afecta la experiencia del usuario. Los usuarios incluirán dos valores de propina (t, T) al enviar una transacción. Si solo un proponente incluye una transacción, recibirán T; si varios proponentes incluyen la transacción, se dividirán t.

Aunque los usuarios solo necesitan pagar la tarifa de transacción, deben tener T fondos disponibles para hacer un compromiso creíble con el protocolo de que pueden pagar la tarifa T. Por lo tanto, los usuarios necesitan liquidez adicional disponible T para realizar transacciones. Por ejemplo, si un usuario quiere vender 5 millones de dólares en ETH debido a la preocupación por las próximas tasas de interés y valora la resistencia a la censura en 1 millón de dólares. Esto plantea requisitos de liquidez adicionales e imprecisos para los participantes, lo que aumenta el valor de la posición, lo que dificulta la experiencia del usuario de las finanzas en cadena.

Para abordar este desafío, Jonahb sugirió dos posibles soluciones:

• Verificación de liquidez posterior al estado: al enviar una transacción, los usuarios deben proporcionar evidencia de fondos suficientes para pagar T después de que se complete la transacción (por ejemplo, tener $1 millón en liquidez posterior a la transacción). Esto permite a los usuarios realizar transacciones demostrando la capacidad de pago futura, incluso si carecen de fondos. Sin embargo, este método enfrenta desafíos: los proponentes deben predecir el estado final de la transacción, mientras que la mayoría de las transacciones financieras involucran estados compartidos (por ejemplo, múltiples transacciones que utilizan el mismo saldo de cuenta). En consecuencia, los proponentes luchan por predecir el estado posterior a la transacción antes de determinar el orden de la transacción. Esto requiere diseñar pruebas específicas para diferentes tipos de transacciones, lo que limita su aplicabilidad práctica.
• Garantía contra la censura: Introducir proveedores de garantía de terceros (proveedores de CI) para garantizar T para los usuarios. Los usuarios pagan una tarifa de garantía rT, donde r se calcula en función de la probabilidad de censura de la transacción. Esto alivia la presión sobre los usuarios para preparar grandes cantidades de fondos de inmediato y permite a CI recordar a los usuarios sobre los altos riesgos de censura si T es demasiado bajo. Sin embargo, construir un sistema de mercado entre usuarios y proveedores de CI tomará algo de tiempo.

En cuanto a la implementación específica, Braid utiliza un modelo de operación paralela de múltiples bloques y un protocolo de consenso unificado para garantizar la consistencia y coordinación entre estos bloques. Este enfoque promueve el procesamiento descentralizado de transacciones, mejorando eficazmente la resistencia a la censura. Además, Braid ha desarrollado un 'Finality Gadget' para manejar la finalidad de las transacciones. Esta solución integra y reordena todos los conjuntos de transacciones en la cadena, asegurando tanto la finalidad como la consistencia de las transacciones.

Braid todavía está en sus primeras etapas como propuesta, y el mercado aún no ha validado su implementación técnica y experiencia de usuario.

Trenza (Fuente: Youtube)

A pesar del florecimiento de numerosas blockchains hoy en día, Ethereum, el pionero de las blockchains programables, continúa persiguiendo la descentralización, la resistencia a la censura y la independencia soberana. A medida que evolucionan nuevas tecnologías y estrategias de reforma, seguimos siendo optimistas y confiados en cuanto al futuro de la tecnología blockchain. Al explorar y equilibrar continuamente diversas soluciones, podemos asegurar que el progreso tecnológico satisfaga las necesidades actuales y se adapte a los desafíos futuros.