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

Rápidamente hemos alcanzado la cuarta semana de esta quinta temporada en crypto academy, durante este tiempo hemos aprendido diversos temas y estudiado el funcionamiento y los problemas que han tenido diversas tecnologías basadas en blockchain. En esta oportunidad el tema en cuestión gira entorno a una blockchain muy particular llamada Algorand, la cual afirma haber resuelto el trilema blockchain, el cual exploramos en la primera semana de la mano del profesor @nane15, además de lo anterior estaremos explorando el nuevo protocolo de consenso que nos presenta la blockchain Algorand y comparándolo con los protocolo existentes más conocidos, sin más que agregar comencemos.

1. ¿Qué es Algorand blockchain?

Algorand Blockchain es un blockchain, la cual nació con la finalidad de superar el desafío conocido como “el trilema blockchain”, este consiste en hacer que una blockchain posea 3 características que parecen mutuamente excluyendo, teniendo como resultado que muchas blockchains posean 2 de las 3 características del trilema, conllevado a que su funcionamiento en una área sea ineficiente. (Post de la semana 1 donde hablo del trilema blockchain) Para superar el desafío del trilema blockchain, Algorand nació con un nuevo protocolo de consenso conocido como Pure proof of stake (PPoS), con dicho protocolo se buscaba hacer que la blockchain fuera descentralizada, segura y escalable.

Con lo anterior como base, en junio del 2019 se crea Algorand a manos de Silvio Micali, un matemático y profesor. Es entonces que Algorand comienza su camino para convertirse en una blockchain capaz de superar el conocido trilema blockchain, además de esto, Algorand es una red que admite una amplia gama de aplicaciones, algo que podemos notar al revisar su sitio web. La imagen anterior solo nos muestra un puñado de todos los casos de uso de Algorand que podemos encontrar en su web y es que estos afirman tener más de 500 organizaciones que aprovechan al día de hoy su tecnología, esto con el fin de crear productos DeFi, aplicaciones o Startup. Algorand busca innovar y ofrecer sus servicios de forma cómoda y rápida para las diversas partes interesadas, al mismo tiempo que cuida su imagen pública y los responsables aportan su granito de arena al mundo. De este podemos encontrar a Algorand fundation, entidad creada con el fin de ayudar, destacando en gran medida el mensaje inicial de su web. https://algorand.foundation/ También podemos encontrar la página de su wallet, la cual puede ser descargada para android y IOS Por último me gustaría destacar una pieza fundamental de esta blokchain, estoy hablando de su token ALGO, del cual afirman que es un token revolucionario, que te ofrece seguridad, rapidez en las transacciones, escalabilidad y con un costos muy bajos en las comisiones de las transacciones, “casi gratuito” en sus propias palabras. Ahora pasemos a explorar en la siguiente pregunta su protocolo de consenso, el PPoS.

2. ¿Qué es PPoS?

El Pure Proof of Stake (PPoS) es el protocolo de consenso de la red Algorand, con el cual afirma haber superado el trilema blockchain, dicho protocolo utiliza como base el algoritmo del protocolo PoS con algunos cambios y le añade un protocolo de arreglo bizantino. Este protocolo está compuesto de dos fases, donde se creará el bloque y posteriormente se validará y añadirá a la red.
Los usuarios poseedores del token ALGO son elegibles para convertirse en un Nodo, pero para ello deben hacer ver al sistema que serán participantes, por esta razón deben marcar la cuenta con una cantidad de tokens ALGO.

Luego de tener claro cuál es el criterio de selección principal, considero oportuno mencionar que el PPoS está compuesto de 2 fases, así que para seguir explorando acerca del mismo veamos que se hace en estas 2 fases.
En esta fase el sistema selecciona un número determinado de usuarios poseedores de ALGO de forma aleatoria, para crear un grupo encargado de elegir las transacciones que contendrán los bloques.

Para la selección de los usuarios se usa una clasificación criptográfica y luego una función aleatoria verificable (VRF), esta permite que cada usuario pueda identificarse como elegido, probando su estado actual de forma fácil, por esta razón la VRF se adjunta al bloque creado para poder comprobar que realmente fue creado por los usuarios elegidos.
Luego de que se proponen los bloques, el sistema se encarga de conformar un grupo diferente para su posterior validación, este grupo o comité se encarga de votar a favor o en contra de añadir el bloque a la blockchain. Si el consenso es que el bloque es adecuado entonces este es añadido a la red.

Nodos

En Algorand podemos encontrar que existen 2 tipos de nodos, los Relay nodes y los Participation nodes. Estos mantienen la red en funcionamiento.
Aquí están los nodos encargados de las 2 fases explicadas anteriormente, ejecutando el protocolo de consenso, además un solo nodo puede representar a varios usuarios, estos nodos se comunican entre sí gracias al otro tipo de nodos, es decir los “Relay nodes”.
Estos mantienen comunicaciones entre varios nodos y permiten que la red se descongestione.

3. Explique las ventajas y desventajas de PPoS.

• A diferencia de los equipos necesarios para participar en las PoW cuando el número de mineros ha crecido significamente, en la PoS se puede participar con equipos muchos más económicos.





^{Captura de pantalla tomada de algorand.foundation}

• Mayor descentralización sin la necesidad de perder escalabilidad como sucede en otros protocolos.


• Un sistema menos manipulable a la hora de la elección de los nodos de participación, ya que los usuarios serán escogidos de forma aleatoria, evitando que las ballenas se apoderen por completo del sistema como puede suceder en otros protocolos.


• Escalabilidad alta al compararse con otras blockchain, logrando procesar un gran número de transacciones de forma rápida y eficiente pero sin dejar de lado la seguridad


• Dificulta el ataque a los nodos ya que estos están cambiando constantemente y son elegidos de forma aleatoria lo que hace que sea muy difícil predecir qué nodos participaran en qué fase en un momento determinado.


• Un protocolo de consenso donde el crecimiento del ecosistema no provocó un consumo excesivo de energía, haciendo que este protocolo sea más amigable con el ambiente.


• A pesar de ofrecer seguridad, descentralización y escalabilidad, las tarifas de las transacciones son bajas, lo que beneficia en gran medida a los usuarios de la red.


• El usuario no necesita bloquear los tokens durante un tiempo determinado, este es libre de ir y venir siempre que realice los procesos indicados.


• La bifurcación es inexistente por la manera en la que el sistema funciona y tambien por la forma en la que los nodos trabajan.

Por el momento no han presentado fallas que sean decisivas o que permitan determinar que el sistema no ha superado el trilema blockchain. El crecimiento del ecosistema y la adaptación que tenga la blokchain ante este mismo nos permitirá detectar las posibles deficiencias o desventajas que pueda poseer el protocolo. Considero que aún es pronto para cantar victoria, pero que este protocolo ha sido un gran paso en el desarrollo de las blockchains.

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

Al hablar de las desventajas en la pregunta anterior di parte de mi punto de vista acerca del estado actual del protocolo, por esa razón considero que si bien este ha realizado muchos avances con respecto a lo que ofrecen otros protocolos, aún es pronto para dar una respuesta definitiva y contundente, aun así me arriesgo a decir que por lo que hemos visto hasta el momento y lo que nos ha mostrado Algorand blochain, esta ha superado el trilema blokchian y es que es innegable el gran avance en los distintos aspectos que tiene a la hora de compararla con las blockchains más antiguas.

Si exploramos lo aspectos que componen el trilema por separados y evaluamos el estado de estos aspectos en la blockchain Algorand, es fácil de deducir que por el momento esta parece haberlo superado.

Por ejemplo, al evaluar la descentralización, tenemos una blockchain con un protocolo que permite una descentralización fuerte y flexible, donde tenemos un gran número de usuarios que pueden unirse con relativa facilidad al protocolo de consenso. Del mismo modo el funcionamiento del protocolo en sí mismo permite que sea difícil e incluso imposible que un grupo o entidad tome control de la red.

Al mismo tiempo, esta descentralización, en conjunto con la aleatoriedad ofrece una seguridad fuerte a la red, que hará difícil que los atacantes puedan comprometer los nodos, al no conocer cuales participarán en la creación o validación del bloque.

Por último, aunque Algorand ha logrado una alta descentralización y seguridad esta no ha tenido que sacrificar escalabilidad, teniendo así la capacidad de procesar un número grande de transacciones en poco tiempo.

En conclusión, aunque es pronto para una respuesta absoluta, es innegable que Algorand ha superado la barrera que mantiene limitada el potencial de mucha blockchain y alcanzado niveles adecuados y óptimos en los 3 aspectos que componen el trilema blockchain, es así que por el momento podemos afirmar que ha superado el trilema blockchain.

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

Como pudimos notar en las preguntas anteriores, son muchas las virtudes que nos ofrece este protocolo, al mismo tiempo que ofrece avances en áreas donde otros protocolos presentan deficiencia, es así que considero que el protocolo PPoS es superior al PoW, esta afirmación la hago luego de evaluar en detalle ambos protocolos y comparar los resultados alcanzados por cada uno.

En primer lugar tenemos que el PoW permite que cualquiera pueda utilizar un equipo para minar, pero que ha medida que el número de mineros va aumentando el sistema se vuelve más complejo y se necesite mayor capacidad de procesamiento para ser capaz de tener oportunidad para minar algún bloque, esto provoca que las personas con un gran capital tengan mayor oportunidad de tener gran parte del control del minado de bloques, lo que conlleva a las llamadas granjas de minado. Lo anterior provoca que estemos ante un sistema en el que se vuelve sumamente costoso participar ha medida que va creciendo, al mismo tiempo que solo personas con un gran capital llegan a tener la posibilidad de participar en el protocolo y aunque la seguridad obtenida es alta, las transacciones se vuelven lentas y el precio de las tarifas se eleva de manera considerable.

Es aquí que al observar al PPoS, tenemos un protocolo que puede ofrecer una gran descentralización que permite la participación de manera fácil a muchas personas, logrando una gran descentralización pero eliminando la posibilidad de que esta caiga en manos de un grupo o entidad al utilizar la aleatoriedad para elegir los nodos, al mismo tiempo el sistema mantiene una alta seguridad debido al funcionamiento que tiene el protocolo, pero todo esto lo logra sin tener que dejar de lado la escalabilidad, alcanzando procesamientos de transacciones rápidos y eficientes, a la vez que puede manejar el crecimiento del ecosistema con tarifas de transacciones relativamente bajas.

Como cereza sobre el pastel el PPoS no requiere computadores con un alto nivel de procesamiento, lo que implica que es un protocolo que llega hacer mucho más amigable con el ambiente que el PoW.

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

En esta pregunta mantengo mi postura y consideró que al igual que en la pregunta 5, el PPoS es un protocolo superior al PoS, por los beneficios y mejoras que nos puede ofrecer en comparación.

Tenemos que el PoS es un protocolo que utiliza el Stake o bloqueo de un token durante un tiempo determinado para poder participar en el protocolo de consenso. En primera instancia esto no parece generar ningún problema, ya que para poder participar debes dejar tus token en garantía, el problema viene cuando el número de tokens que se deben dejar en stake es muy alto, provocando que solo un número reducido de personas con un capital alto, pueda participar y convertirse en un nodo validador, existiendo la posibilidad de que una persona con muchos recursos o un grupo pueda tomar el control de más de la mitad de los nodos validadores, lo que dejaría la red a su merced, perdiendo así descentralización y seguridad. Desde luego, este protocolo busca ofrecernos mayor escalabilidad que el PoW, pero para ello estamos sacrificando otras cosas.

Es así que el PPoS intenta hacer uso de las mejores cosas del PoS, pero mejorando sus defectos, manteniendo la descentralización y evitando que grupos de gran capital puedan tomar el control de la red, al mismo tiempo que damos mayor libertad para participar sin la necesidad de bloquear los tokens por un tiempo fijo. Del mismo modo este protocolo al ser más descentralizados es menos propenso a ataques y por el funcionamiento que tiene permite una alta seguridad. Todo esto lo logra manteniendo la escalabilidad, alcanzando procesamientos de transacciones rápidos y eficientes.

Por estas y otra razones considero y afirmó que el PPoS es mejor que el PoS.

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

Lo primero que haremos será ir a algoexplorer.io, en este sitio podemos encontrar información sobre los bloques que se van creando y las transacciones que se procesan. Esta es lo primero que podemos encontrar en la página de algoexplorer, como podemos ver la información esta distribuida de la siguiente manera:

Parte superior

Aquí podemos encontrar información de la red, como el número del último bloque creado, la cantidad de tokens ALGO circulante, el suministro total, la cantidad en stake. Adicionalmente, también está presente el precio de ALGO, la velocidad de procesamiento de las transacciones, el costo de transacciones, el promedio de transacciones por segundo en 24 horas y el número de cuentas existentes.

Todo lo anterior nos brinda un panorama general de la red y nos permite evaluar la efectividad de la misma

Parte inferior

Está dividida en dos secciones que se actualizan constantemente, en la parte izquierda están los bloques que se van añadiendo a la red y en la derecha las transacciones que se añaden en dichos bloques.

Exploremos la sección de los bloques y posteriormente escojamos una transacción de dicho bloque para explorar y analizar. Al seleccionar un bloque se nos carga información de este en la sección superior, mientras que en la inferior están la lista de transacciones contenidas en dicho bloque. Al hacer clic en el id de la transacción escogida se nos carga una vista similar a la anterior pero la información que veremos será información referente a la transacción como: El id de la transacción, la fecha en la que se realizó, el bloque en el que se registró, el tipo de transacción. Igualmente encontraremos otra sección que dice detalles de la transacción, esta nos muestra: el remitente, monto, receptor, ID de activo, Saldo ASA del remitente, saldo ASA del receptor. También podemos ver una sección que se encuentra oculta que dice “more informatión”, al hacer clic sobre esta se despliega aún más información Tal como podemos apreciar, la información suministrada en esta sección es el saldo del remitente, el saldo del receptor, la tarifa de la transacción, la recompensa del receptor y la recompensa del remitente, First Round y last round.

Es así que estamos en presencia de un explorador de fácil de usar que nos muestra información de forma agradable sin resultar agobiante, a la vez que presenta un interfaz

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

Para analizar el precio entremos en coinmarketcap y busquemos el gráfico de ALGO en el lapso de un año, eso nos permitirá tener una idea de cómo se ha comportado el precio. Como podemos observar el token ALGO comenzó este año con un precio de 0.29 $, luego de unos meses este comenzó una tendencia alcista que tuvo un pico de 1,71 $, al alcanzar este precio el token tuvo una corrección y el precio bajó un poco y estuve moviéndome entre un rango durante algunos meses, teniendo el anterior máximo como resistencia y el precio de 0.97 $ como soporte. También como podemos ver, el precio tuvo una ruptura en la resistencia y luego de eso se mantuvo un poco bajo, pero sin alcanzar el precio con el que comenzó el año, en estos meses el precio parecía consolidarse y en agosto comenzó a subir nuevamente, luego en septiembre tuvo una subida que superó el máximo anterior, llegando a valer 2.379 el 11 de septiembre, posteriormente el precio comenzó a bajar, estabilizandose en un rango y consolidándose, teniendo un precio relativamente superior al alcanzado en los primeros trimestres del año. Actualmente el precio de ALGO es de $1.61 En la página donde anteriormente exploramos la transferencia de ALGO también podemos encontrar un gráfico de velas del precio de ALGO, así como otros gráficos que nos brindan información del estado del token. Aunque el precio haya bajado en comparación con el máximo alcanzado en septiembre, aún está mucho más alto que durante la primera mitad del año, a su vez podemos decir que este presentó una tendencia alcista a lo largo del año. Podemos observar también que el suministro circulante del token aumentó considerablemente en lo que va del año. A su vez también podemos observar una gráfica que compara la velocidad del token y el NVT.

Conclusión

En esta oportunidad pudimos explorar una blockchain que busca superar y resolver el trilema blockchain, algo que me permitió utilizar los conocimientos adquiridos en la primera semana de esta temporada. Además considero que en general fue un tema bastante interesante que me hizo comprender de mejor manera las adversidades que enfrentan los desarrolladores al crear una blockchain que sea escalable, segura y descentralizada.

Comparar los distintos protocolos con el PPoS me hizo notar las deficiencias y ventajas de cada sistema y lo flexible y robusto que parece ser el PPoS en comparación. Espero que esta blockchain siga creciendo y que su ecosistema se haga más fuerte, así que espero ansiosa ver lo que pueden lograr en un futuro.

Agradezco al profesor @name15 por esta maravillosa tarea y espero con grandes expectativas su próxima clase.