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El concepto de prueba de trabajo (II) – el principio del handicap

“La universalidad del principio del handicap en biología debería ser suficiente para sospechar que un protocolo que no impone costes a sus usuarios invitará al abuso”. Mientras otros organismos continúan organizándose de manera espontánea, los seres humanos mayoritariamente siguen creyendo en protocolos de organización como la democracia, que no sólo no imponen costes, sino que incentivan el abuso. En esta segunda entrega, Daniel Krawisz, a modo de Darwin bitcoineano, nos muestra cómo la anarquía que permea internet da lugar al mismo tipo de organización – asombrosa, espléndida, eficiente – que a menudo puede observarse en la naturaleza.

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Fuente: Satoshi Nakamoto Institute

(Leer parte 1)

Con tantas razones para manipular la cadena de bloques en su propio beneficio, los mineros bien podrían estar de acuerdo en abstracto sobre la necesidad del consenso, y luego nunca acordar ninguna propuesta concreta. La solución de Bitcoin es añadir requerimientos extra al protocolo que incrementan enormemente el coste de la deserción. Los bloques se generan aleatoriamente mediante un cálculo muy difícil, que requiere muchos recursos computacionales, y sólo se propone un único bloque a la vez. Cuando un bloque ha sido propuesto, los mineros tienen la opción de continuar buscando un bloque alternativo que les sea más favorable, o aceptar la propuesta y luego pasar a buscar el siguiente. Alguien que acepta el último bloque propuesto entiende que está siguiendo un proceso de consenso natural y que, si tiene la suerte de generar el siguiente bloque, será probablemente aceptado por las mismas razones que él aceptó el anterior. Por el otro lado, la opción de esperar e intentar encontrar un bloque más favorable para él es muy arriesgada, porque entonces tendría que convencer a un número suficiente de mineros de que podrá establecer un nuevo consenso, para que le sigan.

La regla general es que el primer bloque minado nunca es egoísta, porque nadie puede planear ser el primero en resolverlo. Uno sólo puede ser el primero con suerte. Cualquiera que se desmarque de ese bloque levantará sospechas, porque tiene que rechazar una alternativa perfectamente válida y supuestamente altruista, y convencer a los demás de que hagan lo mismo; algo nada fácil de hacer1.

Hay una idea en biología llamada el principio del handicap que ilustra este proceso. Esta dice que, cuando dos animales tienen un incentivo para cooperar, deben comunicarse sus buenas intenciones de una forma creíble. Con el objetivo de que usar la mentira sea inadmisible, la señal debe imponer un gasto a quien la emite que haga muy costoso el engaño. En otras palabras, la señal misma debe ser un handicap.

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Esto puede ser entendido en términos del dilema del prisionero, una conocida idea de teoría de juegos con aplicaciones en una enorme variedad de fenómenos. El dilema del prisionero pone a dos jugadores en una situación en la que tienen 2 opciones: cooperar o traicionarse. Normalmente el juego se explica según una historia de dos prisioneros que pueden mantenerse en silencio, o bien delatar al otro. Las reglas básicas del dilema del prisionero son que a cada jugador le conviene más la opción de traicionar independientemente de lo que el otro escoja, y que quien traiciona obtiene el mayor beneficio si el otro coopera. Ellos podrían lograr un beneficio para ambos si cooperan en vez de traicionarse; pero como no hay ninguna forma de asegurar la cooperación, los dos optarán por la traición.

El principio del handicap resuelve el dilema del prisionero añadiendo un paso previo en el juego donde cada jugador tiene la opción de hacer algo que elimina, de manera convincente, el beneficio de la traición sobre la cooperación. Es difícil pensar en cómo adaptar el principio del handicap a la historia de los dos prisioneros; pero imaginemos que tienen una reunión con el fiscal y uno de los prisioneros, que sabe de teoría de juegos, le dice al fiscal: “si el otro prisionero es culpable, entonces yo soy igualmente culpable”. Este enunciado representa un claro coste para sí mismo, pues elimina su capacidad para traicionar cuando el otro prisionero coopera (esto le supondría el mayor beneficio según las reglas del juego). El otro prisionero tendría entonces la opción de repetir este enunciado. Si no lo hace, sabrá que la única opción viable del otro prisionero es la traición; pero si lo hace, podemos esperar que los dos prisioneros decidan cooperar. Este es el principio del handicap.

El principio del handicap ha sido aplicado con éxito a una gran variedad de fenómenos biológicos. Para dar un ejemplo concreto, supongamos que un animal se da cuenta de que un depredador le está acechando. Ambos animales se beneficiarían si la presa pudiese comunicar al depredador que ya ha advertido su presencia: el depredador no querrá continuar su caza si ya ha perdido el elemento sorpresa, y la presa se salvará. Sin embargo, la presa podría ponerse a decir aleatoriamente “¡te veo!” incluso cuando no hay depredador a la vista, tan sólo para disuadir a cualquiera que pudiese encontrarse allí. Siempre que sea concebible que la presa esté mintiendo, el depredador no puede tomar en serio esta señal y debe ignorarla.

Dentro de la misma especie, el principio del handicap explica mucho acerca de cómo los animales compiten unos con otros e interactúan con sus parejas. Por ejemplo, entre los ciervos, los machos con los cuernos más largos son los especímenes más fuertes y mejores; porque cualquier ciervo que intentara desarrollar cuernos así se arriesgaría a usar más energía y nutrientes de lo que puede permitirse. De ese modo, los machos de segunda clase acaban con cuernos de segunda clase; los de tercera clase de con cuernos de tercera clase, y así sucesivamente.handicap_principle

En las especies sociales, el principio del handicap explica mucho sobre el altruismo y la ética. Al igual que los miembros de la misma especie pueden diferenciarse en cualidades como la fuerza y la salud mediante un handicap como los cuernos o astas, los miembros de una especie social pueden diferenciarse con el altruismo como handicap. Por ejemplo, el ‘charlatán árabe’ es un pájaro de tipo social que compite en altruismo. Los pájaros más potentes y dominantes demuestran su superioridad pasando tiempo de guardia y alimentando a los polluelos y a los pájaros de menor rango. A los charlatanes no les gusta ser alimentados por otros charlatanes de rango similar porque les hace sentir inferiores. El principio del handicap incluso describe una interacción en la que un pájaro dio de comer un gusano a otro pájaro, ¡y este respondió metiéndole el mismo gusano a la fuerza por la garganta!

La naturaleza en internet

La prueba de trabajo no debería, por tanto, ser vista como un sistema derrochador y misterioso, sino como algo funcional, natural, y potencialmente de valor para el diseño de cualquier protocolo de comunicaciones. Si un sistema distribuido de computadoras es propiedad de una persona, esta puede asumir que cooperarán porque controla su conducta. Sin embargo, cuando no es ese el caso, existe una auténtica necesidad de demostrar que cada computadora está trabajando por el mismo fin.

La universalidad del principio del handicap en biología debería ser suficiente para sospechar que un protocolo que no impone costes a sus usuarios invitará al abuso. Es interesante pensar en cuántos problemas hay en internet que pueden ser atribuidos a la falta de consideración por este principio. Si la prueba de trabajo hubiera sido inventada cuando se inventó el correo electrónico, posiblemente nunca habríamos tenido el problema del spam. Si el protocolo de internet requiriese prueba de trabajo para solicitudes de cliente, posiblemente no tendríamos que preocuparnos por los ataques de denegación de servicio.

El sistema de prueba de trabajo puede ser comparado tanto con las cornamentas como con el altruismo. La habilidad para generar bloques es una muestra de fuerza computacional, que es justo lo que Bitcoin necesita para ayudar a verificar las transacciones. Pero es también una muestra de espíritu comunitario, pues quien acepta el concurso por el siguiente bloque manifiesta su voluntad de respetar los intereses de la comunidad, en lugar de manipular la cadena de bloques para beneficio propio. Este es justo el tipo de química apropiada para mantener unida a cualquier comunidad.

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Aunque esto ha pasado ya anteriormente. El 13 de Marzo de 2013, un bug en la versión 0.7 de Bitcoin-qt resultó en un conflicto con la versión 0.8. La cadena de bloques se bifurcó, con cada una de esas versiones del software reconociendo una rama distinta como válida. La comunidad de mineros Bitcoin se decidió por reconocer la 0.7, aunque era la más corta de las dos.

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