Cardano (plataforma de cadena de bloques)

En 2013, Charles Hoskinson renunció a su trabajo para sumergirse por completo en la industria de las criptomonedas, posteriormente Anthony Di Iorio le presentó el documento técnico de Ethereum. Luego de una reunión con Vitalik Buterin y otras personas deciden el futuro lanzamiento de la primera plataforma de contratos inteligentes, Ethereum.

Hoskinson jugó un papel fundamental en el diseño de la Oferta Inicial de Monedas (ICO) de Ethereum. Al tiempo que fue un personaje clave durante las etapas iniciales de Ethereum, ya que tomó la decisión estratégica de registrar la fundación en Suiza cuando se desempeñó brevemente como Director Ejecutivo. Posteriormente, Hoskinson sugirió que la fundación se debería administrar como una organización con fines de lucro, una visión que no compartió Vitalik. Luego de 6 meses, Hoskinson finalmente decide abandonar el proyecto.[15][16]

Hoskinson continuo en el desarrollo del ecosistema criptográfico. Más tarde, Jeremy Wood, un antiguo socio de Ethereum, se une a Hoskinson para crear en 2015 Input-Output (IOHK). El objetivo del proyecto era diseñar un ecosistema blockchain escalable y seguro para agencias gubernamentales, corporaciones, instituciones académicas y personas naturales.[17]

En 2015 IOHK introduce Cardano, es el resultado de crear una versión japonesa de Ethereum. Al inicio, el enfoque de Cardano estaba en el mercado asiático, con el objetivo principal de construir una innovación que combinara los aspectos de comercio, computación y cumplimiento japonés. El proyecto recaudó $62 millones de dólares en su Oferta Inicial de Monedas (ICO) realizada en 2017, de los cuales el 95% provino de inversionistas japoneses.[15]

Fundador de Cardano, Charles Hoskinson en: Binance Blockchain week 2022

Inspirado por muchos proyectos de código abierto, Cardano no comenzó con un plan de programación definido (Roadmap) o incluso con un Libro blanco (White paper). Más bien, adoptó una colección de principios de diseño, mejores prácticas de ingeniería y vías de exploración. Luego de mucha investigación, Cardano presentó un plan de programación que es un resumen del desarrollo que se desplegaría en los siguientes años. El plan de programación se definió en cinco grandes eras.[18]

La primera era de Cardano permitió a los usuarios comprar y vender la Criptomoneda Ada en una red federada ejecutando un innovador protocolo de consenso. Ouroboros, el corazón de la red de Cardano, es el primer protocolo de prueba de participación creado sobre la base de investigaciones académicas, con un nivel de seguridad probado matemáticamente.[19]La era Byron también vio la entrega de la billetera Daedalus, la billetera de escritorio oficial de IOHK para ada, así como Yoroi, una billetera liviana desarrollada por Emurgo, diseñada para transacciones rápidas y uso diario. La era Byron trató de los primeros desarrollos tecnológicos cruciales, también de construir una comunidad e involucrar a diferentes personas en la creación de la cadena de bloques.[19]

Fue un período de crecimiento y desarrollo para la red. A diferencia de la era Byron, que comenzó instantáneamente cuando se lanzó la red principal, la transición a Shelley estaba diseñada para lograr una transición suave y de bajo riesgo, sin interrupciones del servicio. La era Shelley abarco los primeros pasos críticos en el despliegue de Cardano para optimizar la descentralización, estos fueron graduales pero significativos.[20] Durante la era de Byron, la red estaba federada, pero a medida que avanzó la era de Shelley, más y más nodos pasaron a ser administrados por la comunidad de Cardano. Una vez que la mayoría de los nodos estuvieron a cargo de los participantes de la red, Cardano ganó más descentralización y como resultado, ganó una mayor seguridad y solidez. Shelley también introdujo un esquema de delegación e incentivos, un sistema de recompensas para impulsar la adopción de la comunidad. Como red de prueba de participación (PoS), los usuarios delegan su ADA para participar en la red. El esquema de delegación e incentivos ha permitido y recompensado a los usuarios por delegar sus Adas en Stake pools (nodos de red administrados por la comunidad que están siempre activos) y ​​por su participación asegurando la blockchain. Llegado el final de la era Shelley, Cardano ganó entre 50 a 100 veces más descentralización, logró alcanzar 1000 grupos de participación (Stake pools). Las blockchain prominentes actuales como Bitcoin o Ethereum a menudo están controladas por menos de 10 grupos de minería[21][22][23][24][25], lo que las expone a un grave riesgo de compromiso por comportamiento malicioso, algo que Cardano evita con un sistema inherentemente diseñado para fomentar una mayor descentralización.[20]

Con la integración de contratos inteligentes, la era Goguen representó un gran avance en la capacidad tecnológica de la red Cardano. En la era Shelley se descentralizó el núcleo del sistema, luego en Goguen se agregó la capacidad de crear aplicaciones descentralizadas(DApps). La construcción de Goguen estuvo en marcha en paralelo con Shelley y al ser lanzado permitió a los usuarios con antecedentes técnicos y no técnicos generar y ejecutar contratos inteligentes funcionales en la red de Cardano. Uno de los objetivos de la era Goguen fue la creación de Plutus, una plataforma de ejecución y un lenguaje computacional que permite el desarrollo de contratos inteligentes, Plutus fue especialmente diseñado para Cardano utilizando el lenguaje de programación funcional Haskell. Plutus está disponible para pruebas y trae los beneficios de la programación funcional a la creación de contratos inteligentes. También permite que una base de código admita componentes dentro y fuera de la cadena, lo que mejora la coherencia y la facilidad de uso de la experiencia de desarrollo en comparación con las implementaciones de contratos inteligentes existentes.[26] La era Goguen también abarca el trabajo para hacer que Cardano sea accesible a un público más amplio a través de Marlowe, lo que permite a los expertos financieros y comerciales sin conocimientos técnicos previos producir contratos inteligentes. Marlowe es un lenguaje específico de dominio (DSL) de alto nivel para contratos financieros que se basa en Plutus. Marlowe viene con Marlowe Playground, una plataforma de creación de aplicaciones fácil de utilizar que los no programadores pueden usar para generar contratos financieros inteligentes. Juntos, Marlowe y Marlowe Playground simplifican el proceso de creación de contratos inteligentes para aplicaciones financieras, lo que permite que los expertos en la materia contribuyan directamente sin necesidad de conocimientos profundos de programación. La combinación de Plutus y Marlowe permitirá una nueva clase de contratos inteligentes de nivel empresarial con funcionalidad verificada, capaz de sustentar implementaciones a gran escala en el mundo real.[26] Además de implementar funcionalidad en forma de contratos inteligentes, Goguen también mejoro el núcleo de Cardano. La adición de un libro de contabilidad de múltiples monedas amplio aún más la utilidad de Cardano, lo que permitió a los usuarios crear nuevos tokens compatibles de forma nativa. Habilito la creación de tokens fungibles y no fungibles (NFTs), apoyando la creación de nuevas criptomonedas en el interior de Cardano, así como la tokenización de muchos tipos de activos digitales y físicos. Otro beneficio fue una integración más fácil de contratos inteligentes y Dapps que involucran múltiples criptomonedas.[26]

Matemático, Gerolamo Cardano

(Actualmente en desarrollo) Es una era de optimización, mejorando la escalabilidad y la interoperabilidad de la red. Mientras que las eras de desarrollo anteriores se centraron en la descentralización y la nueva funcionalidad, Basho se trata de mejorar el rendimiento subyacente de la red de Cardano para respaldar mejor el crecimiento y la adopción de aplicaciones con un alto volumen de transacciones. Uno de los desarrollos centrales de Basho será la introducción de cadenas laterales (Side chains): nuevas cadenas de bloques inter-operables con la cadena principal de Cardano, con un inmenso potencial para ampliar las capacidades de la red. Las cadenas laterales se pueden utilizar como mecanismo de fragmentación al trasladar el trabajo de la cadena principal a una cadena lateral para aumentar la capacidad de la red. También se pueden usar para introducir características experimentales sin afectar la seguridad de la cadena de bloques principal.[27] Basho también verá la introducción de estilos de contabilidad paralelos. Si bien la cadena de bloques principal de Cardano continuará empleando un modelo UTXO, se agregará la capacidad de admitir y cambiar entre UTXO y modelos basados ​​​​en cuentas mediante cadenas laterales. El resultado será una mayor interoperabilidad para Cardano, así como la capacidad de admitir nuevos tipos de casos de uso en la red.[27] En general, la era Basho convertirá a Cardano en una de las cadenas de bloques más flexibles, resistentes y de alto rendimiento de la industria. Esto proporcionará una infraestructura de red con la capacidad de escalar de manera sostenible y segura, así como la capacidad de agregar nuevas funciones sin comprometer la confiabilidad en el núcleo de la red.

Matemática, Ada Lovelace

(Actualmente en desarrollo) La era Voltaire de Cardano proporcionará las piezas finales necesarias para que la red de Cardano se convierta en un sistema autosuficiente. Con la introducción de un sistema de votación y tesorería, los participantes de la red podrán utilizar su participación y derechos de voto para influir en el desarrollo futuro de la red. Para que la red Cardano se vuelva verdaderamente descentralizada, requerirá no solo la infraestructura distribuida introducida durante la era Shelley, sino también la capacidad de mantenerse y mejorarse con el tiempo de manera descentralizada. Con ese fin, la era Voltaire agregará la capacidad para que los participantes de la red presenten propuestas de mejora de Cardano que puedan ser votadas por las partes interesadas, aprovechando el proceso de participación y delegación ya existente. Para financiar el desarrollo futuro de la red, Voltaire también verá la adición de un sistema de tesorería, mediante el cual una fracción de todas las tarifas de transacción se agrupará para proporcionar fondos para las actividades de desarrollo realizadas luego del proceso de votación. Cuando se implementen tanto un sistema de votación como de tesorería, Cardano estará totalmente descentralizado y ya no estará bajo la administración de IOHK. En cambio, el futuro de Cardano estará en manos de la comunidad, que tendrá todo lo que necesita para crecer y evolucionar Cardano desde la base segura y descentralizada establecida por IOHK.[28]

(December 1815 - 27 November 1852) fue una matemática y escritora inglesa, conocida principalmente por su trabajo en la computadora mecánica de propósito general propuesta por Charles Babbage, la máquina analítica. Fue la primera en reconocer que la máquina tenía aplicaciones más allá del cálculo puro y en haber publicado el primer algoritmo destinado a ser realizado por una máquina de este tipo. Como resultado se la considera la primera programadora de computadoras. La criptomoneda de Cardano ADA, lleva el nombre de Ada Lovelace en honor por sus contribuciones al campo de la matemática y la programación.[29]

(24 de septiembre de 1501- 21 de septiembre de 1576) fue un erudito italiano, sus competencias oscilaron entre las de matemático, médico, biólogo, físico, químico, astrólogo, astrónomo, filósofo y escritor. Fue uno de los matemáticos más influyentes del Renacimiento, y fue una de las figuras clave en la fundación de la probabilidad y el primer introductor de los coeficientes binomiales y el teorema binomial en el mundo occidental. Escribió más de 200 obras sobre ciencia. En 1550, Girolamo Cardano propuso una cuadrícula simple llamada Rejilla de Cardano para escribir mensajes encriptados. Tenía la intención de encubrir sus mensajes dentro de una carta ordinaria para que el total de la carta no pareciera tener un cifrado en absoluto. Por sus múltiples contribuciones al desarrollo de la ciencia, Cardano Blockchain lleva el nombre de Gerolamo Cardano en su honor.[30][31]

Publicado en 2017, fue la primera implementación de Ouroboros. Sentó las bases para la estructuración del protocolo como un rival con mayor eficiencia energética comparado con los protocolos de prueba de trabajo, introdujo el marco matemático para analizar la prueba de participación e introdujo un nuevo mecanismo de incentivos para recompensar a los participantes en un entorno de prueba de participación.

Creo la capacidad para generar aleatoriedad imparcial en el algoritmo de selección y las garantías necesarias de seguridad. La aleatoriedad evita la formación de patrones y es una parte fundamental para mantener la seguridad del protocolo. Cada vez que se puede predecir un comportamiento, se puede generar un exploit, y aunque Ouroboros garantiza la transparencia, evita la coerción. Ouroboros fue el primer protocolo blockchain que se desarrolló con este tipo de análisis de seguridad.

Ouroboros divide el tiempo de Cardano en épocas (Ephocs), cada época se divide en ranuras (Slots). Una ranura o slot es un período corto de tiempo en el que se puede crear un bloque, y agrupar las ranuras en épocas es fundamental para ajustar el proceso de elección del líder a la distribución de participación que cambia dinámicamente.

El diseño central de Ouroboros debe mantener su seguridad en presencia de ataques. El protocolo tiene una tolerancia incorporada para evitar que los atacantes propaguen versiones alternativas de la cadena de bloques y asume que un adversario puede enviar mensajes arbitrarios a cualquier participante en cualquier momento. De hecho, se garantiza que el protocolo es seguro en la configuración sincrónica (es decir, con fuertes garantías en los tiempos de entrega de mensajes) siempre que más del 51 % de la participación esté controlada por participantes honestos (es decir, los que siguen el protocolo).

Se elige un líder por cada ranura, quien es responsable de agregar un bloque a la cadena y pasarlo al siguiente líder de ranura. Para protegerse contra los intentos adversarios de subvertir el protocolo, se requiere que cada nuevo líder de ranura considere los últimos bloques de la cadena recibida como transitorios: solo la cadena que precede al número pre especificado de bloques transitorios se considera resuelta (settled). Esto se conoce como retraso en la liquidación (settlement delay). Significa que una parte interesada puede desconectarse y seguir sincronizada con la cadena de bloques, siempre que no sea por más que el retraso en la liquidación.

Dentro del protocolo Ouroboros, cada nodo de la red almacena una copia del mempool de transacciones, donde se agregan las transacciones si son consistentes con las transacciones existentes, y la cadena de bloques. La cadena de bloques almacenada localmente se reemplaza cuando el nodo se da cuenta de una cadena válida alternativa más larga.

El inconveniente que tenía Ouroboros Clásico fue que era susceptible a los atacantes adaptativos, una amenaza importante que se resolvió con Ouroboros Praos, adicionalmente no tenía una forma segura para que un nuevo participante se iniciara desde la cadena de bloques, esto se resolvió con Ouroboros Génesis.[36][37] (Ver White paper de Ouroboros Clásico)

Ouroboros BFT vino después, derivado como un caso de análisis de Ouroboros Clásico. Ouroboros BFT (Tolerancia a fallas bizantinas) es un protocolo simple que fue utilizado por Cardano durante el reinicio de Byron, que fue la transición de la antigua base de código de Cardano a la nueva. Ouroboros BFT ayudó a preparar la red de Cardano para el lanzamiento de Shelley y con ello, su descentralización.

En lugar de requerir que los nodos estén en línea todo el tiempo, Ouroboros BFT asumió una red federada de servidores y comunicación sincronizada para construir la cadena de bloques. Este escenario federado es un protocolo de consenso que resulta atractivo por su sencillez y carácter determinista. Vale la pena señalar que BFT requirió una fracción mayor de partes honestas que otras versiones de Ouroboros.

El protocolo es ejecutado por (n) servidores sobre una red sincronizada y puede tolerar cualquier número (t) de fallas bizantinas con t  n/3. Además, el protocolo puede ofrecer un procesamiento de transacciones a la máxima velocidad de la red en caso de que no se produzcan fallas, se generara una confirmación instantánea: el cliente puede estar seguro en un solo tiempo de ida y vuelta de que se liquidará una transacción enviada, y una prueba instantánea de liquidación aparecerá: el cliente puede obtener un recibo de que se liquidará una transacción presentada. También se puede derivar fácilmente un protocolo de consenso binario. Se analizó el protocolo en caso de rupturas de red y pérdida temporal de sincronía argumentando la seguridad del protocolo cuando se restablecía la sincronía. Finalmente, se examinó el modelo contradictorio encubierto que muestra que la resiliencia bizantina aumenta a t  n/2.[38][39]

(Ver White paper de Ouroboros B.F.T)