Algorand and the blockchain trilemma - Crypto Academy / S5W4 - Homework post for nane15.

Debido a que me encontré muy ocupada la semana pasada no pude participar en crypto academy, pero esta semana vengo cargada de energía y motivación para aprender más sobre las criptomonedas y el mundo descentralizado, por esta razón esta semana he decidido comenzar con la tarea propuesta por el profesor @nane15, en esta oportunidad estaremos explorando la blockchain Algorand, así como su protocolo de consenso y estudiando la forma en la que enfrenta el trilema blockchain, tema explorado en el inicio de esta temporada (Post anterior acerca del trilema blockchain)

1. ¿Qué es Algorand blockchain?

Antes de comenzar a contestar la pregunta, considero necesario refrescar un poco la memoria y recordar que es el trilema blockchain. En este caso el trilema blockchain hace referencia a 3 características que deberían poseer las blockchain, pero que en un principio parecía imposible que fuera posible tener una blockchain con estas 3 características (Descentralización, seguridad y escalabilidad), la razón de esto es que al estar presente 2 de la características, la tercera parece imposible de conseguir.

Es por la anterior que han nacido distintos proyectos intentando acabar con esta problemática, para esto se han aplicado diversos cambios en los protocolos de consenso o se ha traído un nuevo paradigma, naciendo de esta forma la blockchain que nos trae el día de hoy aquí, “Algorand blockchain”, pero ¿qué es exactamente Algorand blockchain?

Tal como su nombre lo indica Algorand es una blockchain, con la particularidad que fue creada con el objetivo de superar lo que conocemos como el trilema blockchain, buscando ser segura, descentralizada y escalable. Con estas 3 características en mente, Algorand fue creada en junio del 2019 por Silvio Micali, el cual es un matemático y profesor italiano.

La primera particularidad la podemos encontrar en su protocolo de consenso, conocido como PPoS es decir Pure proof of stake, dicho protocolo busca eliminar los problemas que surgen al implementar el PoS, al mismo tiempo qué aumenta la descentralización, mantiene la seguridad y ofrece una increíble escalabilidad. Por otro lado la plataforma admite el uso de contratos inteligentes, llegando a manejar tres tipos de contratos inteligentes, estos son:

• Contratos inteligentes sin estados: Muy parecidos a los contratos inteligentes tradicionales, llegando a servir como depósitos de garantía. Del mismo modo también sirven como un medio para delegar firmas,permitiendo así firmar transacciones y validarlas.


• Contratos inteligentes con estado: Su principal característica es que permiten a los usuarios solicitar pagos a otros usuarios y la razón por la que son llamados “con estado”, es porque estos almacenan información en un estado específico en la red de Algorand.


• Contratos inteligentes de algogéneos; En este caso tenemos un tipo de contrato que combina las características de los contratos anteriores.

Son diversos los casos de uso de algorand y es que se pueden construir diversas aplicaciones, DeFi o Starptup, sobre la red de Algorand, esto se vuelve más evidente al explorar su web y notar el número de proyectos construidos sobre la misma. A continuación les dejo alguno de los proyecto que podemos encontrar: Esto es solo un pequeño vistazo al gran ecosistema que ha construido Algorand.

2. ¿Qué es PPoS?

PPoS son la siglas del protocolo de consenso de la blockchain algorand llamado Pure proof of stake, este protocolo fue creado con la finalidad de eliminar los errores de anteriores protocolos de consenso, al mismo tiempo que ofrece una descentralización más fuerte y transparente, logrando una gran seguridad, pero buscando mantener una alta escalabilidad. A continuación explicaré como funciona este protocolo de consenso.

Primero que nada tengamos en cuenta que la criptomoneda de la red Algorand tiene el nombre de ALGO, partiendo de esto podemos decir que todo poseedor de ALGO es elegible para ser un nodo validador en la red, aclarando que antes debe habilitar la opción de participación en el protocolo, para tener una probabilidad de ser escogido. Teniendo esto como base, el protocolo utiliza 2 fases para validar las transacciones y añadir un nuevo bloque a la red.
El sistema selecciona una cantidad de usuarios poseedores de ALGO de forma aleatoria, lo que brinda transparencia y seguridad al protocolo,al mismo tiempo que mantiene una fuerte descentralización. Para esta selección utiliza la llamada "clasificación criptográfica", posteriormente se utiliza una función aleatoria verificable, la cual permite comprobar si el usuario fue elegido ya que retorna una prueba criptográfica. Algo que tiene un peso y aumenta las probabilidades de ser escogido es el número de tokens de ALGO con los que cuente el usuario.

Cuando ya se escogieron a todos los usuarios, se procede a la construcción del bloque y se adjunta en el mismo la prueba criptográfica mencionada con anterioridad que valida que el usuario es elegible.
Nuevamente se escoge un grupo de usuarios para validar los bloques construidos y propuestos en la fase anterior, este grupo de usuarios será diferente al de la primera fase y se encargará de analizar los bloques propuestos y posteriormente votar si el bloque será agregado o no, por medio de un protocolo del acuerdo bizantino. Si el número de votos a favor es superior a los posibles votos en contra entonces el bloque se difundirá por la red.

Estas dos fases exploradas anteriormente se repiten en rondas, del mismo modo la aleatoriedad del sistema, así como el uso de dos grupos de usuarios distintos permite que sea muy difícil predecir qué usuarios serán elegidos, lo que aumenta en gran medida la seguridad de la red

3. Explique las ventajas y desventajas de PPoS.

• Evita que las ballenas se apropien del sistema de validación y verificación de bloques al ser un sistema que escoge a los nodos de forma aleatoria.


• Aumenta la seguridad al dividir el sistema en dos fases con un grupo diferente de usuarios.


• Hace que sea menos propenso a ataques externos ya que es muy difícil e improbable que un atacante pueda determinar a qué personas escogerá el protocolo en cada una de las fases.


• Aunque la seguridad es elevada y la descentralización es fuerte, la red es capaz de manejar un número de transacciones elevadas de forma rápida y eficiente.


• Los usuarios pueden gastar sus token ALGO en cualquier momento y es que a diferencia de otros protocolos sus token no están bloqueados ni vinculados.


• Si un usuario lo desea puede dejar de ser elegible fácilmente, sin ningún tipo de penalización.


• Un grupo, individuo o institución no puede tomar control de la red, teóricamente hablando, debido a la autoridad de la misma para escoger a los usuarios encargados de proponer y validar los bloques

Es un sistema relativamente nuevo si es comparado con el tiempo que llevan funcionando los otros protocolos de consenso como PoS o PoW, es así que resulta difícil encontrar desventajas en el mismo. Esto puede ser así porque aun el sistema no ha crecido lo suficiente para encontrarse con un problema que nos muestre una deficiencia en su funcionamiento o al menos este es mi punto de vista luego de realizar una investigación.

4. ¿Crees que Algorand realmente resolvió el trilema de blockchain? Explica tu respuesta.

Desde mi punto de vista sí, aunque no por eso considero que debamos considerar esto como una solución definitiva, ya que aún podemos seguir buscando mejoras en el apartado de la escalabilidad manteniendo el nivel de descentralización y seguridad que nos presenta algorand.

Las razones por las que considero que Algorand resolvió el trilema blockchain son las siguientes:
El protocolo PPoS permite que los usuario que se encargan de validar los bloques sea escogido de forma imparcial hasta cierto punto, dando como resultado un sistema donde no necesitas invertir un capital gigantesco en máquinas para minar para tener una pequeña posibilidad de ser un nodo validador o que tengas que poseer una cantidad inmensa del token, permitiendo que solo unos pocos privilegiados puedan validar transacciones.

Desde su punto de vista, como ya lo he mencionado en varias ocasiones, estamos presente ante un protocolo con una descentralización robusta, pero que a la vez es transparente, flexible y ágil.
En la mayoría de los casos una mayor descentralización implica una mayor seguridad, en esta oportunidad ese es también el caso, pero lo que hace más robusto a este protocolo que a otros, es que es teóricamente imposible detectar a las personas que el sistema escogerá para validar. Destacando que la presencia de dos fases con grupo de usuarios diferentes para añadir un nuevo bloque a la red, hace aún más complicado que la red se vea comprometida.
Llegamos al último punto del trilema blockchain y es que generalmente una red con una descentralización robusta y una seguridad alta, es muy probablemente poco escalables, pero debido a lo ágil y flexible que es el sistema de validación en sí, que las transacciones que se puede procesar en Algorand en un tiempo corto son muchas, más aún cuando las compramos con redes como Bitcoin o Ethereum, es así que la escalabilidad deja de ser un problema por los momentos, pero es incierto lo que pueda pasar en el futuro.

Es por lo anterior que considero que Algorand resuelve el problema del Trilema blockchain, pero tal como menciona en un principio, esta no es una razón para dejar mejorar y buscar nuevas formas de hacer las cosas, todo lo contrario, haber encontrado una forma más óptima de construir, validar y agregar bloques, sin sacrificar ninguno de los 3 aspectos que componen el trilema, puede ser un indicador de que las cosas pueden mejorar aún más y es que en la larga historia de la humanidad, siempre hemos ido mejorando cada una de las tecnología que creemos y esto lo que nos ha permitido avanzar y no estancarnos.

5. ¿Crees que PPoS es mejor que PoW? Explica tu respuesta.

Sí, hay varios aspectos de suma importancia en los que el PPoS ha demostrado por los momentos ser mejor que el PPoS, entre estos aspectos podemos destacar lo siguiente:

El PoW afirma ser completamente descentralizado, pero la verdad es que si una organización con un capital elevado reúne suficientes computadores con una gran capacidad de procesamiento de un modo u otro contará con una probabilidad muy alta de resolver la mayoría de los problemas que plantea el protocolo, un claro ejemplo de esto lo tenemos con china y bitcoin que para el año pasado poseía un porcentaje muy elevado de mineros y por lo tanto controlaban gran parte de los procesos de validación. En el caso del PPoS tenemos un protocolo que brinda una descentralización más robusta y transparente, esto gracias a la aleatoriedad del sistema, a la fácil participación y a que los grupos de cada fase que compone el protocolo están compuestos por usuarios diferentes, dando como resultado un protocolo de consenso donde difícilmente pueda existir una organización o grupo que pueda apoderarse de gran parte de los nodos.

En el PoW a medida que van aumentando los mineros, va aumentando también la complejidad para resolver los problemas para minar un nuevo bloque, esto ocasiona que se pierda escalabilidad y que los costes de energía para mantener el sistema sean muy elevados. Por otro lado el PPoS hace un uso eficiente del número de usuario poseedores del token ALGO que estén dispuestos a participar en el protocolo, obteniendo una seguridad elevada pero sin sacrificar escalabilidad, ni tener que hacer uso de un nivel alto de energía.

Es por las razones anteriores que considero que el protocolo PPoS es superior al protocolo PoS.

6. ¿Crees que PPoS es mejor que PoS? Explica tu respuesta.

Me respuesta en esta pregunta también es afirmativa, mis razones para afirmar esto son las siguientes:

En primer lugar PoS intenta resolver el problema de escalabilidad que puede surgir con PoW, pero para ello se podría decir que sacrifica descentralización, digo esto porque para poder ser un nodo validador en un protocolo PoS debes tener en tu posición un número muy grande de un token determinado, número al que en la mayoría de los casos solo pueden acceder las ballenas, lo que puede ocasionar que un grupo o entidad termine tomando el control de gran parte de los nodos encargados de validar las transacciones, logrando así un gran control sobre la red.

Votar desventajas del PoS es que muchas veces los nodos validadores deben hacer stake de una cantidad de tokens los cuales no pueden gastar o transferir en un tiempo específico. Por otro lado el PPoS no te obliga a bloquear los tokens en un tiempo específico, dando mayor libertad a las personas que han habilitado la opción para ser nodos.

7. Explore y explique una transacción ALGO usando algoexplorer.io(Se requieren capturas de pantalla)

A continuación voy a explorar la pagina algoexplorer.io y posteriormente explicar y analizar una transacción de ALGO.

Al entrar en la página lo primero que encontramos es lo siguiente. En la parte superior podemos encontrar datos como: El último bloque, suministro en circulación de ALGO, total del suministro, la cantidad en Stake, el precio del token, la velocidad de creación de bloques, el costo de creación y el número de cuentas. En la parte inferior podemos ver dos secciones que se van recargando continuamente, en el recuadro izquierdo se van añadiendo los bloques que van siendo creados y en el lado derecho las transacciones que se van realizando. Además podemos observar información del bloque y de la transacción. Hagamos clic sobre un bloque y busquemos una transacción.

Al hacer clic en el id de un bloque se carga información detallada del bloque, así como una lista de las transacciones y un breve resumen de las mismas que fueron añadidas a la red en ese bloque. El total de transacciones de este bloque en específico es 22. Antes de entrar en el detalle de la transacción podemos ver el id de la transacción, hace cuanto tiempo se realizo, la cantidad que se pudo haber movido o utilizado, también podemos ver la dirección del remitente y del receptor, el costo de la transacción y el tipo, el cual en este caso es una transferencia. Al entrar en la transacción podemos ver:

• El id de la transacción:

  G56XZZ5E4SQCSSAFPARZWFTVYCJ5WBRSFUDXB54YE453CNABIPCQ

• La fecha en la que se realizó: Mié, 08 de Diciembre de 2021 00:50:16 GMT
• El bloque en el que se registro: 17889960
• El tipo: transfer

Ya que es una transferencia podemos ver también lo siguiente:

• Remitente: BVMEUTF37WNEQ6GYCZISRFHGLEMOKT5OCPPTTJXVED6JBSXKF6YJJRZRI4
• Cantidad:0.411001
• Receptor: 3OTSC2E5Y433SZUEXFJSB4YYYZIVVJS6XI4IWGACBU6QA5OE3K2B44CRLY

Si hacemos clic en “more information” podemos ver otros datos como la tarifa de la transacción, el saldo del remitente, el saldo del receptor, la recompensa del receptor y la recompensa del remitente Para concluir me gustaría destacar la velocidad con la cual los bloques son agregados a la red, que desde mi perspectiva es bastante rápida, teniendo en cuenta el número de transacciones que se registran en cada bloque.

8. Realizar un análisis del precio de ALGO desde principios de año hasta la actualidad. A través de gráficos (se requieren capturas de pantalla).

A continuación presentaré una gráfica del precio de ALGO en coinmarketcap. En esta grafica podemos observar que el token comenzó el año con un precio de 0,31 $, durante este año alcanzó un máximo de 2,4 $ y para el momento de hacer la tarea tiene un precio de 1.68 $ Podemos observar que entre las fechas de mayo y agosto, el precio estuvo bastante bajo y parecía haberse estabilizado para posteriormente su a partir del 5 de agosto, aunque teniendo en cuenta que durante estas fechas el mercado de las criptomonedas se encontraba en una tendencia bajista, es comprensible que el token haya bajado durante ese periodo, aún así logro recuperarse rápidamente y además de esto ha logrado mantenerse en un precio superior al que tuvo en esas fechas. Analizando otras gráficas que podemos encontrar en algoexplorer.io, podemos notar que el precio tuvo una tendencia alcista este año y que entre septiembre y diciembre ha ido creciendo y bajando hasta establecerse en un posible rango. Del mismo modo el suplemento tradeable de tokens ha aumentado exponencialmente este año como podemos observar en el gráfico del lado derecho derecho.

Conclusión

Algorand es una blockchain con una propuesta novedosa que puede significar el primer paso para un cambio y una posterior evolución en los protocolos de consenso y las nuevas blockchain, trayendonos una blockchain que por lo mostrado y por lo que hemos visto hasta el momento parece haber superado el trilema blockchain.

Todo lo anterior solo nos demuestra que es posible seguir mejorando esta tecnología y puede que en un futuro veamos una implementación aún más novedosa, tal vez en este mismo proyecto o en algún otro, pero considero que este solo es el inicio de una nueva etapa en el desarrollo de las blockchains, así que espero con ansias ver las mejoras que tendrá esta tecnología en un futuro relativamente cercano.

Por último me gustaría destacar, lo increíble que es ir conectando cada una de las clases de la temporada, de manera que ningún contenido queda al aire y que posteriormente en otra clase es usado para indagar acerca de un nuevo tema o para profundizar el tema anterior, agradezco al profesor @nane15 por la clase de esta semana.