The mathematics behind blockchain (parte VI): La teoría de juegos y el problema de los generales bizantinos

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The mathematics behind blockchain (parte VI): La teoría de juegos y el problema de los generales bizantinos

Las criptomonedas y sus efectos no deseados: distorsión en el capital riesgo

Szabo sabe muy bien que los campos implicados en la tecnología que ha creado la criptomoneda bitcoin, el blockchain, han trabajado de forma separada hasta su nacimiento, es decir, estos campos ya existían antes del artículo de Satoshi Nakamoto, pero es a partir de que ha surgido la criptomoneda de bitcoin que han empezado a colaborar.

Los campos que tienen en mente Szabo cuando estaba leyendo el artículo de Nakamoto es la ciencia criptográfica, que es su especialidad, la ingeniería de software y la teoría de los juegos.

Campos que forman parte de la  tecnología blockchain

Figura 1. Campos que forman parte de la tecnología blockchain.

 

La Teoría de juegos es el estudio de los modelos matemáticos de conflicto y cooperación entre diferentes personas. Se ha utilizado tanto en economía, como en gestión, estrategia, psicología, e incluso, biología, y ahora Szabo ha visto que Nakamoto lo está aplicando en la criptomoneda bitcoin.

La base de la teoría de juegos es que antes de actuar debemos pensar qué van a hacer los demás agentes que intervienen en la situación o problema.

Además, Szabo analizando más en profundidad el artículo de Nakamoto ve que la criptomoneda bitcoin y, por tanto, la tecnología blockchain ha conseguido resolver un problema de la ‘teoría de juegos’ denominado el ‘Problema de los generales bizantinos’ (Fernández-Bravo Peñuela, FJ. , 2018).

El ‘Problema de los generales bizantinos’ se llega a superar a través de la implementación de un proceso de verificación de los mensajes y limitando el tiempo necesario para visualizar los mensajes inalterados con el fin de garantizar la validez.

Teoría de juegos: Problema de los generales bizantinos

Figura 2. Teoría de juegos: Problema de los generales bizantinos.

 

En este sentido, entra en juego otro concepto, la tolerancia de los fallos bizantinos, que es una propiedad de los sistemas que son capaces de resistir los fallos derivados del ‘Problema de los Generales Bizantinos’, es decir, un sistema que es capaz de seguir operando aun cuando algunos nodos no logran comunicarse o se comunican de manera maliciosa.

Parte de la suposición de que no se puede confiar en nadie. Sin embargo, garantiza que tanto el recorrido como la entrega de la transacción se realizan de forma segura basándose en la red, mientras sobrevive a posibles ataques.

El uso de la teoría de juegos en el contexto de la criptomoneda bitcoin es el que dio origen a la criptoeconomía, que se puede definir como el estudio de la economía de los protocolos que se aplican en la criptomoneda bitcoin y, por tanto, de la tecnología blockchain y las posibles consecuencias que representa estos protocolos, como el resultado del comportamiento de los usuarios cuando utilizan bitcoin.

Es decir, considera a los usuarios, en su comportamiento, a personas externas que no forman parte del ecosistema de bitcoin, pero que a veces pueden utilizar la red de bitcoin para intentar hackearla desde dentro.

Por tanto, la criptoeconomía examina el comportamiento de los usuarios (nodos) de la red bitcoin según los incentivos que se han proporcionado por el protocolo que se utiliza, y teniendo en cuenta las decisiones más probables que puede tener.

Bitcoin es una red diseñada como un sistema distribuido, con muchos usuarios (nodos) distribuido en diferentes lugares del mundo y, por tanto, se debe tener confianza que estos usuarios validen las transacciones de la red bitcoin y los bloques se van generando. Pero a la vez, estos usuarios no son capaces de confiar entre ellos.

Lo que protege a la red blockchain de este comportamiento malicioso es el algoritmo de consenso que se utiliza, que se denomina ‘Prueba de Trabajo’ (en inglés Proof of Work). Esto algoritmo de consenso utiliza técnicas criptográficas que hacen posible que dentro del proceso de validación de transacción exista la minería, creando un entorno de minería competitivo entre aquellos que quieren resolver el problema matemática a cambio de bitcoins.

Por otra parte, cualquier actividad que se considere impropia dentro de la red de bitcoin es castigada. Aquellos usuarios (nodos) que quieren ser mineros que presenten un comportamiento que no es el esperado se les expulsa de la red de bitcoin. Por tanto, la decisión más acertada para un minero es realizar las funciones de manera correcta y mantener a bitcoin seguro.

La función de la teoría de juegos en bitcoin es examinar cómo se comportan los usuarios y tomar decisiones basadas en la racionalidad. Es decir, los modelos de la teoría de juegos se deben considerar a la hora de diseñar un sistema distribuido, como es el caso de la criptomoneda bitcoin.

Szabo se ha dado cuenta analizando la combinación que existe un equilibrio en la criptografía, que conoce, y la teoría de los juegos, el algoritmo de consenso puede crear en bitcoin un sistema económico descentralizado, que es resistente a los ataques y que era una de las debilidades que tenía su proyecto ‘Bit gold’.

El grado de seguridad y resistencia de la criptomoneda bitcoin depende del protocolo que utiliza y está relacionado con el número de usuario que forman parte de la red de bitcoin.

Continuará…

Nick Szabo Blockchain

Nick Szabo

 

Referencias:

  1. Fernández-Bravo Peñuela, FJ. (2018). Consenso bizantino y Blockchain. Universidad Politécnica de Valencia. Enlace web: http://hdl.handle.net/10251/115369

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