Cardano

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Logotipo de la red Cardano

Cardano es una plataforma Blockchain de código abierto, considerada de tercera generación con soporte para contratos inteligentes, cuya moneda es ADA y que presenta soluciones para abordar el trilema de las Blockchain: escalabilidad, interoperabilidad y seguridad.

Con un marcado carácter científico, el desarrollo de esta plataforma sigue una metodología de investigación revisada por pares, con un gran repositorio de publicaciones científicas abiertas que permiten a la comunidad ser parte del desarrollo.

Fue fundada en 2015 por Charles Hoskinson, cofundador de Ethereum. El lanzamiento definitivo se produjo en 2017, promovido por tres empresas u organizaciones encargadas del desarrollo: IOHK, Fundación Cardano y Emurgo.


La plataforma lleva el nombre de Girolamo Cardano. Matemático, médico, astrólogo (entre otros conocimientos) del Renacimiento italiano.  

Token y política monetaria.

El token principal es ADA y sus fracciones (1.000.000) se denominan Lovelaces. Ambos nombres derivan de la matemática y escritora británica Ada Lovelace.

Cardano propone una política monetaria no inflacionaria. El suministro circulante total establecido es de 45 mil millones de ADA. Nunca cambiará (no admite quema), por lo que las monedas ADA son un recurso limitado y escaso. Actualmente (marzo de 2022) la oferta circulante es de aproximadamente un 75% del circulante total. El restante se va emitiendo cada época, pagando recompensas a validadores y usuarios y financiando el Tesoro. Este Tesoro es el que garantizará la sustentabilidad de la red hasta que la cantidad de transacciones (fees) sean suficientes para ello.

Criptomoneda de tercera generación.

En la evolución de las criptomonedas, desde que aparecieron podemos marcar tres estadíos evolutivos hasta hoy. La primera generación, el origen de todo, viene representada por Bitcoin. Concebido como forma de transmisión de dinero entre dos personas sin intermediarios (P2P). En la actualidad utiliza cadenas laterales para poder ejecutar además algunos contratos inteligentes. Su tecnología le permite conseguir un promedio de 7 transacciones por segundo.

La segunda generación llegó con Ethereum. Es la primera plataforma que implementa el uso de contratos inteligentes. Con ellos se hizo posible el intercambio con condiciones pactadas previamente, sin la participación de intermediarios. La capacidad de esta red asciende a 15-20 transacciones por segundo por término medio.

Cardano, como criptomoneda de tercera generación, toma los aspectos generales de las dos primeras generaciones con una capa de transmisión de valor y otra capa, separada de la primera, de transmisión de datos. Además intenta resolver o potenciar las tres cuestiones fundamentales que suponen el trilema de la blockchain: seguridad, escalabilidad (velocidad o latencia en las transacciones) y descentralización. Igualmente pretende mejorar la experiencia de usabilidad reduciendo el coste de las comisiones por transacción.

Trilema de la blockchain en Cardano.

Los tres parámetros elementales de toda blockchain son la escalabilidad, la seguridad y la descentralización. Hasta ahora se ha observado que se pueden potenciar dos de estas características sacrificando a la tercera. En los proyectos de tercera generación se intenta solucionar esta problemática. Podemos observar cómo afronta Cardano estas tres cuestiones:

Escalabilidad:

Esto refiere a la capacidad de adaptación y respuesta de un sistema a medida que aumenta significativamente el número de usuarios.

El mecanismo de consenso de Cardano es del tipo PoS. Las cadenas (o blockchain) que basan su consenso en algoritmos PoS se muestran más eficientes respecto a las PoW, que presentan los problemas del elevado consumo de recursos y de la tendencia a la centralización, derivada de la mayor capacidad de validar bloques por aquellos participantes que posean mayores recursos.

Cardano, utiliza un algoritmo llamado (Ouroboros) que asigna la validación de un bloque de forma determinista, siguiendo varios parámetros configurables. La cantidad de stake que concentra un pool es el que más influye ahora mismo. Las recompensas que la cadena distribuye en este proceso para validadores y usuarios consolidan este mecanismo.

Soluciones de capa 1

Existen además soluciones de escalabilidad en la cadena principal o primera capa, como el pipelining (canalización), que confiere a los nodos la capacidad de anticipar a sus pares (nodos con los que está conectado) la llegada de un nuevo bloque, ahorrando tiempo en la transmisión y facilitando la ejecución de comandos Plutus.

Soluciones de capa 2

Una de las soluciones de escalabilidad que propone Cardano es Hydra. Una solución de capa dos (fuera de cadena), pero aportando el mismo nivel de seguridad que se da en la cadena principal. Con ello se traslada la actividad de las DApps fuera de cadena (off-chain), dándoles una menor latencia y un coste mucho más reducido (pudiendo ser cercano a cero). Igualmente minimiza el almacenamiento de datos en la red principal, ya que a ésta sólo se traslada el balance final de toda la operativa que se da en esta capa 2.

Hydra introduce el concepto de canales de estado isomórficos, que otorgan la capacidad de reutilizar la misma representación del libro mayor para producir "hermanos" de libro mayor uniformes y fuera de la cadena, a los que llamamos cabezas (lo que explica el nombre de Hydra, que hace referencia a la criatura mitológica de múltiples cabezas). Concretamente para Cardano, esto significa que los activos nativos, tokens no fungibles (NFT) y los scripts de Plutus están disponibles dentro de cada cabeza de Hydra. El isomorfismo hace posible una extensión natural del sistema a estas cadenas secundarias que funcionan en cada cabeza.

Con todo ello, Hydra reducirá los costes al tiempo que aumenta el rendimiento y mantiene la seguridad. Las simulaciones muestran que cada cabeza de Hydra puede realizar alrededor de 1000 transacciones por segundo. Cada nodo validador de la red podrá implementar una cabeza de Hydra, lo que confiere un carácter de escalabilidad prácticamente ilimitado, con rangos de latencia realmente bajos. Para más información revisa el artículo de, Hydra.

Seguridad:

Seguridad y Descentralización

Por definición, una red pública y descentralizada es vulnerable. La seguridad de la red cuidará los activos que tienen valor y nadie debe ser capaz de hacer algo dudoso con dichos activos. Por ejemplo, que nadie sea capaz de realizar el ataque de doble gasto, cambiar la historia de la blockchain, o evitar el envío de activos libremente.

Solo un alto nivel de descentralización y el alto precio de los recursos hacen que estas redes sean seguras. La adopción por grandes participantes dependerá en gran medida de este factor. Intentarán calcular lo costoso que sería atacar al consenso de una red.

En Cardano hacer un ataque del 51% ahora mismo es extremadamente complejo. Hay un 70% de las monedas en staking y sólo un 30% en circulación. El atacante debería hacerse con el total en circulación y persuadir a otro 21% para que saque sus ADAs del staking y se las venda a él.

Igualmente el desembolso económico que tendría que hacer dicho atacante sería muy elevado.

El grado de distribución del activo por tanto es un factor que influye en la seguridad. El staking y las recompensas ayudan mucho en ese sentido. Los protocolos PoS facilitan la participación de los usuarios en contraposición con los protocolos PoW.

Seguridad en el Código

Los contratos inteligentes para fines financieros y empresariales  y sus DApps asociadas deben poder redactarse de forma rápida, fiable y utilizando un código de alta seguridad. Haskell, el lenguaje de programación central de la Blockchain Cardano, resulta ser perfectamente adecuado para este propósito

Haskell

Es un lenguaje de programación funcional, que se empezó a crear en los años 80. Su último estándar oficial es Haskell 2010. Es un lenguaje que confiere seguridad en memoria, ya que la gestiona de forma automática, con gran eficiencia en la compilación. Es un lenguaje además que permite gestionar adecuadamente la concurrencia y con ello agiliza la velocidad de ejecución de procesos paralelos. Además presenta un ecosistema de código abierto con múltiples librerías que aportan soluciones a posibles requerimientos. Por corrección, rendimiento y mantenimiento podemos concluir que Haskell es un lenguaje de alta calidad que facilita la seguridad del código en Cardano.

Existen evoluciones basadas en Haskell que han sido creadas para facilitar la escritura de código en Cardano, como son Plutus y Marlowe, teniendo este último un perfil casi doméstico al simplificar la tarea de codificación mediante el ensamblaje de bloques de código previamente definidos y que cumplen una función concreta.

Para más información revisa el artículo de Haskell.

Paradigma científico

Cardano cuenta con un paradigma de desarrollo científico, basado en la revisión por pares. Son más de un centenar de publicaciones las que sientan las bases de este desarrollo y que aportan un enfoque de extremo cuidado y revisión por toda la comunidad. Esto también ha conferido una mayor lentitud a  su desarrollo, dado que estos procesos de revisión y de aproximación al método científico así lo exigen. Pero todo ello aporta mucho peso a ese gran pilar que para Cardano es la seguridad.

Descentralización:

Como ya se ha mencionado en el apartado de seguridad la descentralización es el eslabón que permite que la cadena conserve su operatividad y no sea víctima de intereses individuales.

Stake Pools

Cardano se estructura como una red de nodos. Algunos de ellos son nodos validadores y son los encargados de ratificar la veracidad de las transacciones agrupadas en un bloque. Estos nodos, también llamados stake pools, cumplen esta función cuando el algoritmo que controla este sistema de consenso, Ouroboros, les confiere esa potestad. Esta concesión viene determinada o facilitada por la cantidad de participación delegada en ese stake pool. A mayor delegación o stake acumulado por el pool mayor será la facilidad para que a éste le sea asignada la validación de un bloque. Con esta validación se otorgan recompensas tanto al operador del pool como a los delegantes que han confiado en el mismo. Estas recompensas sirven como consolidación de toda esta estructura de pools y delegantes que son fundamentales para mantener la cadena.

Para más información revisa el artículo de Stake Pool.

Cardano-cli

La configuración de un stake pool es un proceso para el que se ha diseñado una interfaz de comandos (command line interface = cli) que precisa ser instalada para poder llevarla a cabo. Está organizado en una jerarquía de subcomandos, y cada nivel viene con su propia documentación integrada de sintaxis de comandos y opciones. Con estas herramientas es posible generar claves, construir transacciones, crear certificados y realizar otras tareas importantes.

Staking

Cardano basa su prueba de consenso en la participación mediante el staking (Proof of Stake). La participación de los usuarios se realiza mediante la delegación de su capacidad de participación (representada por la cantidad de ADAs que posean cada uno de ellos) a un Stake Pool.

Esta participación se realiza sin precisar el bloqueo de ningún activo, por lo que no se altera la capacidad de auto-custodia del usuario. Éste puede en cualquier momento disponer de sus ADAs, incluso cambiar la delegación de las mismas, sin alterar las recompensas que recibe de forma periódica por la participación en el sistema de consenso.

Este tipo de rendimiento carece de riesgos y fortalece la estabilidad del stake o valor que participa en la red para conformar la validación de las transacciones que suceden en ella. Supone, por tanto, una forma de rentabilidad de elevado interés para el usuario por su facilidad y riesgo nulo.

El staking sirve, además, como mecanismo descentralizador en la medida que facilita la distribución tanto geográfica como de modo de alojamiento de los nodos validadores de la red de Cardano.

De esta manera se puede afirmar que en la actualidad (abril 2022) el número total de stake pools es de 3187, siendo este dato un valor en constante aumento desde que se ejecuta la mainnet en Cardano. Estos pools se distribuyen por Europa, Asia, América, Oceanía y África.

En cuanto al modo de alojamiento se encuentran en gran medida ubicados en grandes proveedores de alojamiento de infraestructuras del ecosistema Cardano. Hasta el punto que los 4 mayores proveedores han llegado a alojar al 60% de los nodos de Cardano. Existen también nodos ubicados en infraestructuras domésticas, que si bien pueden representar mayor vulnerabilidad por exposición y dependencia de suministros también suponen una descentralización adicional al quedar fuera de los alojamientos más habituales en la nube.

Para más información revisa el artículo de Staking.

Gobernanza.

El camino de la descentralización adquiere su máximo exponente cuando se plantea la gestión de la gobernanza. La finalidad es constituir un modelo de decisión distribuido en el que la fuerza del arbitraje emane de la participación de cada usuario. Las determinaciones, por tanto, contarán con el mayor unanimidad posible de la comunidad.

Los primeros pasos en este modelo de Gobernanza han tomado forma en Catalyst. Catalyst es un proyecto de financiación de propuestas que nacen en iniciativas de la comunidad. Estas propuestas son valoradas, evaluadas y votadas por los usuarios, que a su vez reciben recompensas por realizar esta tarea. Todo este proceso se hace en el marco de la Blockchain, donde se registra y valida todo el proceso. Para más información revisa el artículo de Project Catalyst.

Otro aspecto importante en la gobernanza lo constituyen los CIP (Cardano Improvement Proposals). Constituyen un banco de propuestas que son sometidas al debate de la comunidad hasta que quedan formalizadas pendientes de su implementación.

La promoción de la investigación de protocolos de votación dentro de la cadena así como la participación de múltiples académicos interdisciplinarios, que aportan soluciones a la gobernanza desde múltiples enfoques, son actores constantes en el desarrollo actual de estas iniciativas de gobierno.

Estos son los primeros pasos que se han dado en Cardano en su fase Voltaire (aquella encargada del desarrollo de la gobernanza). El horizonte está en constituir las herramientas necesarias para dotar a la comunidad de autonomía para el control y la dirección de Cardano en el futuro.

Para más información revisa el artículo de Gobernanza.

Principios inspiradores de Cardano.

El carácter científico que marca todo el proyecto, así como la visión descentralizada que está presente en cada una de las orientaciones que se dan en Cardano pueden ser consideradas las dos grandes referencias a seguir de forma permanente.

Consideraciones técnicas

  • Toda la ingeniería que entra en él tiene el objetivo final de promover un código de mayor calidad  "High Assurance Code". Con ello se evitan posibles fenómenos de bifurcación en la cadena. Toda la ciencia o guías que afrontan la resolución de estos problemas atraviesan la revisión por pares.
  • Aprovechamiento de la capacidad de actualizar los sistemas desplegados después de la instalación sin destruir la red.
  • Implementación de componentes principales en código funcional altamente modular.

Funcionalidad

La finalidad principal es la construcción de un ecosistema donde se puedan desarrollar soluciones útiles para los usuarios, ya sea desde un marco financiero en la Blockchain (DeFi) como en un marco financiero o empresarial aplicado a las cosas que acontecen en el mundo real RealFi.

Blockchain buscando el bien social

Se busca una solución general para acercar a las partes históricamente más desfavorecidas a las mismas oportunidades que tiene el mundo desarrollado. Se pretende favorecer un comercio justo elaborando, un único sistema de comercio global. Se facilitará el acceso al mismo mediante sistemas de identidad digital (las soluciones de Atala Prism ya son una realidad que funciona en varios países emergentes, como Etiopía o Georgia). Basado en ello se podrán conformar sistemas de Registro de orden mundial, que no dependan de archivos centralizados y vulnerables, que pongan en peligro las propiedades en el caso de que éstas desaparezcan o se alteren.

Todo ello posibilitará que los grandes capitales estén mucho más distribuidos de lo que están en la actualidad, en la que pequeñas zonas geográficas acumulan grandes porcentajes de los mismos.

Y también se busca eliminar todos aquellos intermediarios que no aportan valor a los procesos y que suponen un encarecimiento.

Interoperabilidad entre cadenas

El número de proyectos Blockchain sigue en aumento. Según GitHub, el repositorio de código abierto donde se almacena la mayoría de estos protocolos, suman hoy más de 13.800 Blockchains.

Cardano con su protocolo de código abierto, entiende y facilita que otros proyectos puedan interactuar con su red. Nervos ha sido la primera Blockchain que está trabajando junto a Cardano para permitir la interoperabilidad entre ambas cadenas utilizando la tecnología crosschain. Los modelos de Parachains de Polkadot también han servido de inspiración para Cardano para realizar enfoques de trabajo sobre cadenas laterales que permitan interacción con otros ecosistemas.

Cardano mantiene una perspectiva abierta hacia una red de redes en la Blockchain que permita la intercomunicación eficaz entre todas ellas, aumentando exponencialmente las funcionalidades que cada una de ellas aportan por separado.


Referencias:

What Is Cardano (ADA)? – Guide About Everything You Need To Know. Carlos Terenzi (traducido por Rodrigo González). https://usethebitcoin.com/what-is-cardano-ada-guide-about-everything-you-need-to-know/

Avalanche, Polkadot, Cardano y otros son blockchains de tercera generación cuyos avances están dando de qué hablar; ¿podrán algún día lograr destronar a Ethereum?. Hannah Pérez. Diciembre 2021. https://www.diariobitcoin.com/tecnologia/blockchain/10-blockchains-de-tercera-generacion-que-podrian-reemplazar-a-ethereum/

Pizarra en blanco de Cardano, visión general con Charles Hoskinson. IOHK - Charles Hoskinson. Octubre 2017. https://www.youtube.com/watch?v=ZZeVllphuU0

What is Cardano Blockchain? [The Most Comprehensive Step-by-Step Guide]. Ameer Rosic. Abril 2020. https://blockgeeks.com/guides/what-is-cardano/

A Comprehensive view on Cardano. Bitprime. Julio de 2020. https://www.bitprime.co.nz/blog/cardano-a-comprehensive-view/

Taking a Look at Cardano’s Monetary Policy. Ariel Flavio (@Liberlion). Marzo 2022. https://adapulse.io/taking-a-look-at-cardanos-monetary-policy/

Hydra – Cardano’s solution for ultimate Layer 2 scalability. Sebastian Nagel - IOHK. Septiembre 2021. https://iohk.io/en/blog/posts/2021/09/17/hydra-cardano-s-solution-for-ultimate-scalability/

Introducing pipelining: Cardano's consensus layer scaling solution. John Woods. Febrero 2022. https://iohk.io/en/blog/posts/2022/02/01/introducing-pipelining-cardanos-consensus-layer-scaling-solution/

Security of Cardano. Cardanians.io Enero 2021. https://cardanians.io/en/security-of-cardano-143

10 reasons to use Haskell. Vladislav Zavialov. Abril 2020. https://serokell.io/blog/10-reasons-to-use-haskell

How Decentralised is Cardano’s Network today by Infrastructure Provider? Alexander Norris. Diciembre 2020. https://nasec.co.uk/2020/12/28/cardano-decentralisation/

Blockchain para el bien social. Charles Hoskinson. Conferencia Davos. Enero 2020. https://www.youtube.com/watch?v=vUJQ6oYHeFY

Interoperabilidad Blockchain. Mayor descentralización. Ariel Flavio (@Liberlion). Junio 2021. https://forum.cardano.org/t/interoperabilidad-blockchain-mayor-descentralizacion/64190


v1.0 - Escrito por C₳rlos9, revisado por Amaru - 01-05-2022