Discutamos sobre Nodos y Mineros

[seoincorporation]

Hoy en día me pregunto cual es el verdadero rol de los nodos, y es cosa de googlear un poco para entender por definición:

Los nodos son esenciales para el funcionamiento seguro y descentralizado de la red de Bitcoin, ya que trabajan en conjunto para validar transacciones, mantener la cadena de bloques y alcanzar consenso sobre el estado de la red.

Pero esto tiene truco, ya que los nodos por si solos no pueden evitar el ataque del 51%. Si alguien tiene el 51% de poder de minado puede manipular la cadena de bloques, entonces cual es el rol de los nodos realmente. Al final son los mineros los que toman las decisiones mientras que los nodos son como "El Vigilante" en el mundo de Marvel.

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[Hispo]

Yo desde mi punto de vista y como lo entiendo, siempre ví a los nodos como los respaldos decentrlizados de la historia completa de Bitcoin y como las puestas a la Blockchain de Bitcoin en si. Algo así como, los puntos de entrada que tenemos que usar cada vez que hacemos uso de un explorador, o cuando hacemos una transacción o tratamos de demostrar a la red que hemos conseguido un el hash de un bloque válido, cada uno de esos casos, debemos enviar el mensaje o la información a través de un nodo de Bitcoin, mientras más hayan, más fácil es acceder a la cadena de bloques y más decentralizado es Bitcoin en cuanto al acceso de la información, pero no en cuanto a la potencia de hash o a la capacidad de encontrar bloques.
En ese caso, efectivamente te doy la razón, de hecho, esa posible acumulación de poder es una de las cosas que más se le ha criticado a muchas monedas alternativas y no necesariamente a aquellas que aún usan proof of work, acusaciones y preocupaciones similares ocurrieron cuando Ethereum de paso al proof of stake desde el proof of work. Sea como sea, se que por el temor de un ataque del 51% existe mucho monitoreo sobre las pool de minería más populares.

[DdmrDdmr]

Los nodos, aparte de las ventajas para los particulares en términos de privacidad, y de facilitar la propagación de la cadena de bloques de bitcoin, también juegan un rol relevante al validar las reglas de consenso, aceptando o rechazando bloques (y su propagación por la red).
Es decir, verifican que, por ejemplo, los mineros no se pongan de acuerdo en cambiar la recompensa de los bloques, como podría ser implementar un cambio para pasar del halving de turno, la inserción de una TXs sin el formato adecuado, etc.

En lo relativo a un ataque del 51% de los nodos mineros, realmente tengo dudas de cómo reacciona o interviene la red de nodos validadores en lo relativo a su poder. Presumiblemente, si se intenta modificar la cadena de bloques ya propagada, éstos nodos validadores la rechazarían, salvo que se crease una cadena más larga que la vigente como consecuencia, que creo toma precedencia, y que sería la base de un doble gasto "válido".

[seoincorporation]

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Es bueno saber que los nodos juegan un rol mas importante que el solo observar, gracias por la explicación Ddmr.

Pero ahora hay otro problema, para que los nodos funcionen de forma ideal deberían estar todos actualizados a la última versión, Así todos compartirían las mismas reglas sobre la cadena de bloques, sin embargo hay demaciados nodos que funcionan con verciones viejas e incluso obsoletas. Lo cual no creo que sea sano para la cadena de bloques.

[DdmrDdmr]

En lo relativo a los nodos, he mirado en tres páginas web distintas, y coinciden en indicar que hay algo más de 17K nodos públicos de bitcoin en línea. El primero de los enlaces abajo figurantes da, entre muchos datos, una lista de las versiones de software utilizadas por los citados nodos (ver tabla "Bitcoin Node versions" en el primer enlace a medio scroll de pantalla hacia abajo, o hiperenlace en la parte superior).

Tal y como indica Seoincorporation, hay nodos que corren desde la versión más reciente,  Satoshi bitcoin core 26 (5.538 nodos) hasta versiones mucho más bajas. No obstante, según indica el encabezado de la página, el 100% de los nodos accesibles públicamente (que son los menos) tienen implementadas las reglas de consenso más recientes. Obviamente hay diferencias entre las versiones, pero no me aventuro a compararlas para verlas ahora mismo.

Es curioso ver las asignaciones que hace de nodos vivos por país, algo observable en los datos del segundo y tercer enlace, pero cabe recordar que vemos datos de los nodos accesibles de manera pública. En el caso de España, se da la cifra entre 60 y 70 según la página de consulta, pero si miramos todos los nodos (públicos y ocultos) hay sobre los 585 para el país.

Ver:
https://coin.dance/nodes
https://newhedge.io/terminal/bitcoin/node-map
https://bitnodes.io/

Lo que pasa con las estadísticas en estos tres casos anteriores es que sólo contempla los nodos que escuchan (públicos), pero no contabiliza los que no. La diferencia la podemos ver aquí. Bitnodes estima que el número de nodos total es realmente de casi 54K, por lo que nos perdemos el análisis de las versiones del software de los nodos en la mayor parte de los nodos existentes, al ser nodos que no escuchan.

A lo anterior, entiendo que cabría añadir una cifra no estimada ni desdeñable de nodos esporádicos, que se encienden de vez en cuando.

[Hispo]

Este topic me recuerda que desde hace bastante tiempo, prácticamente desde que empecé con Bitcoin había querido establecer mi propio nodo, y así apoyar a la red, por lo menos de esa forma, sin embargo, pronto entendí que mi velocidad de internet es tan mala que no es factible si quiere intentar el descargar esa cantidad de Gigabites en una computadora.
Alguno de ustedes a leído alternativas para personas con velocidades de internet relativamente bajas? Creo recordar que habían páginas web que enviaban un disco duro con toda la Blockchain de Bitcoin descargada hasta una altura muy reciente de bloques y al momento de la instalación solo era cuestión de sincronizar bastante menos.
Aún así, tengo entendido que el internet de la persona luego de la sincronización tiene que ser mayor a la tasa de información que genera la cadena de bloques, ¿Quizá una media de 10-20 megabytes cada 10 minutos promediados?

Bah, quizá solo pueda tener mi propio nodo cuando cambie de residencia o cuando se me sea posible adquirir un servicio privado de fibra óptica. 

[DdmrDdmr]

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Puede que mirando en el enlace siguiente puedas determinar bien el incremento de la cadena de bloques, para ver si te puede llegar a encajar en el supuesto de probarlo y llegar a la fase del "día a día":

https://ycharts.com/indicators/bitcoin_blockchain_size

También, mirando en mempool.space, cada bloque reciente está por debajo de 2 Mb. Añadamos el overhead de sincronización y controles, y deberíamos estar netamente por debajo de la cifra que indicas en media cada 10 minutos

En lo relativo a la carga inicial, entiendo que no tienes problemas de espacio (es decir, no tienes necesidad de activar el modo Pruned), y que no achacar el tema del rendimiento al disco en sí, sino a la velocidad de descarga que tienes.
Creo haber leído acerca de puntos de partida de descarga de la blockchain por el foro en el pasado, pero si la vas a tener entera (y no pruned), personalmente preferiría no tener que depender del punto de partida generado por un tercero, y abordar la descarga completa.

[seoincorporation]

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Creo que el colega Hispo debería de considerar la opción de el "pruned node", ya que el espacio que se requiere en disco es tan solo 2 GB lo cual es una locura si lo comparamos con el espacio requerido para un "full node". Personalmente nunca he montado un pruned node, sin embargo hay muchísima información al respecto en linea, así como: https://academy.bit2me.com/en/what-is-a-pruned-node/

Y creo que chatgpt nos podría ayudar en el proceso de montado de nuestro nodo, indicando como hacerlo paso a paso.

Por lo que entiendo, los nodos podados tienen la limitante de que no nos permiten verificar o acceder a transacciones antiguas. Pero no loe veo mucho problema a esta, ya que si desarrollamos un sitema de depósitos y retiros no requerimos acceder a transacciones del pasado.

[d5000]

La importancia de los nodos, para mí, (además de ayudar a los usuarios tener una visión lo más correcta posible del estado de la cadena) radica en que "representan" a un grupo de usuarios que potencialmente aceptaría Bitcoin. Es decir, si los desarrolladores incluyen algo en el código que un gran grupo de nodos no aprueba, los nodos pueden amenazar de no aceptar los coins generados con estos cambios. Por ende, los mineros siempre correrán una versión de Bitcoin que se ajuste a las reglas y no producirá ningún daño a los usuarios, porque sino no podrían vender sus coins.

En lo relativo a un ataque del 51% de los nodos mineros, realmente tengo dudas de cómo reacciona o interviene la red de nodos validadores en lo relativo a su poder. Presumiblemente, si se intenta modificar la cadena de bloques ya propagada, éstos nodos validadores la rechazarían, salvo que se crease una cadena más larga que la vigente como consecuencia, que creo toma precedencia, y que sería la base de un doble gasto "válido".

Yo recién hablaría de un ataque 51% exitoso si éste consigue instalar su cadena como la "más larga". Sino, no sería un ataque 51%, sino a lo sumo uno de 49.999% porque los mineros restantes también todavía lo pueden parar. Un ataque 51% exitoso, por ende sería siempre aceptado por los nodos validadores. Se podría decir que "el ataque 51% es aceptado por el protocolo Bitcoin". Es una consecuencia de la regla que "la cadena más larga gana".

Hay solamente dos formas de "parar" o "revertir" un ataque de 51%: el primero es proveer (o comprar) hashrate para que mine sobre el último bloque antes del doble gasto. Y la segunda es una bifurcación dura.

Algunas altcoins tienen una política que los nodos validadores, por defecto, rechazan reorganizaciones de más de X bloques, equivaliendo X muchas veces a un lapso de tiempo de entre una hora y un día de confirmaciones. En el caso de Bitcoin esto no sucede. Según tengo entendido Bitcoin tiene algunos "checkpoints", es decir hashes de bloques que se incluyeron en el código, de los cuales los nodos asumen que son válidos, y por ende rechazarán cualquier reorganización que no contenga el último "checkpoint". Pero se trata de bloques de meses o años de antigüedad, y por ende es extremamente improbable (cerca a 0) que algún minero intente revertir tantos bloques porque sería muy caro crear una cadena nueva a partir de este bloque.

Pero ahora hay otro problema, para que los nodos funcionen de forma ideal deberían estar todos actualizados a la última versión, Así todos compartirían las mismas reglas sobre la cadena de bloques, sin embargo hay demaciados nodos que funcionan con verciones viejas e incluso obsoletas. Lo cual no creo que sea sano para la cadena de bloques.

Las reglas de la blockchain básicas no han cambiado desde 2010. Como nunca se hizo ninguna bifurcación dura, aún un nodo de 2012 o 2016 podría en teoría validar correctamente un bloque, aunque no entendería funciones modernas como las transacciones Segwit (las registraría como otro tipo de transacción).

[DdmrDdmr]

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Algo que tengo oxidado, y que iría bien dejar plasmado por si es de interés para los demás, es la distinción en términos operativos y de privacidad entre:

a)   Nodo que acepta conexiones entrantes en clearnet.
b)   Nodo que no acepta conexiones entrantes en clearnet.
c)   Nodo que acepta conexiones entrantes en Tor.
d)   Nodo que no acepta conexiones entrantes en Tor.

Lógicamente las opciones sobre Tor son netamente más privadas, y deberían devengar en que el nodo no revele su IP de ninguna manera, a costa de potencial rendimiento.

En el caso de los nodos sobre clearnet, si el nodo acepta conexiones entrantes, está más expuesto, dado que creo que "publica" su condición, y revela su IP de manera nítida.

En el caso de los nodos que no aceptan conexiones entrantes, creo que son algo más privados al no hacer público (broadcast) su IP como en el caso anterior, pero la IP sí figurará en los logs de los nodos a los cuales se conecte.

El caso "c", al aceptar conexiones entrantes pero estando sobre Tor, entiendo que puede perder las conexiones entrantes/salientes con mayor facilidad que en el caso "a".

Q) ¿Comentarios/correcciones?

[seoincorporation]

La importancia de los nodos, para mí, (además de ayudar a los usuarios tener una visión lo más correcta posible del estado de la cadena) radica en que "representan" a un grupo de usuarios que potencialmente aceptaría Bitcoin. Es decir, si los desarrolladores incluyen algo en el código que un gran grupo de nodos no aprueba, los nodos pueden amenazar de no aceptar los coins generados con estos cambios. Por ende, los mineros siempre correrán una versión de Bitcoin que se ajuste a las reglas y no producirá ningún daño a los usuarios, porque sino no podrían vender sus coins.
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Que buena explicación colega, creo que después de leerla ya me queda claro el rol de los nodos, y no son nada mas un observador, sino que se encargan de garantizar que las reglas de la cadena de bloques se cumplan así evitando que los mineros pueda cambiar las reglas del juego a placer para beneficiarse con esto.

Muchas gracias por la explicación, siempre se puede aprender algo nuevo sobre la cadena de bloques y las criptomonedas.

[DdmrDdmr]

Por cierto, que he visto que un estudio reciente cifra el coste de realizar un ataque del 51% en:

Bitcoin: Entre 5 billones $ y 20 billones $ (según la variante de modelo de minería)

Los datos toman como referencia los precios y coste a finales del 2023, y en el caso de los datos de bitcoin el coste se basa en tener el 51% durante 1 hora. Los costes que se tienen en cuenta son los de maquinaría y los costes operacionales, aunque en este último apartado simplifica un tanto, contemplando únicamente la energía y a precio medio global.


En la red Ethereum, por lo visto basta con un 34% (lo desconocía), pero con costes estimados mayores:
Ethereum: Entorno a los 34 billones de $


Ver:
https://cryptopotato.com/this-is-how-much-you-would-need-to-spend-to-execute-51-attacks-on-bitcoin-and-ethereum/

Por si alguien quiere descargarse y desgranar los datos del informe base:
https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4727999

[d5000]

Gracias por enlazar el estudio.

El supuesto mayor costo para atacar una criptomoneda Proof-of-stake es uno de los puntos que los adherentes de esta tecnología no paran de resaltar más o menos desde 2012 (todavía recuerdo discusiones en la comunidad de Peercoin en 2013/14).

El tema es que el tipo de seguridad que se provee es diferente en ambos casos.

El "consenso Nakamoto" PoW de Bitcoin es abierto, es decir todos lo que lo deseen pueden participar y minar. Una de las consecuencias es que la regla de la cadena más larga provee cierta objetividad. El bloque que lleva a una cadena con mayor hashrate acumulado gana. Es decir, al presentarse dos bloques "en conflicto" casi en todos los casos los nodos eligirán el mismo bloque "canónico".

En el caso de PoS esto no es el caso. El bloque elegido depende de la visión que el nodo tenga sobre el estado de la red, porque la lista de validadores "aceptados" forma parte de lo que un nodo debe saber para evaluar si un bloque es válido o no. En cada cambio de "época" (lapsos de tiempo en los cuales un grupo de validadores está "a cargo") esta lista puede cambiar. En cambio, en el caso de Bitcoin no existen estas listas "fijas" de validadores, pueden entrar y salir validadores (mineros) todo el tiempo, la seguridad es la misma porque todo depende de una métrica que puede ser comprobada fácilmente - el hashrate.

El problema de esta falta de objetividad es que uno se puede imaginar ataques complejos que intenten engañar a los nodos con distintos "estados" en conflicto. El PBFT que usa Ethereum tiene una cadena de mecanismos de seguridad para prevenir eso, pero al fin y al cabo es posible que un grupo grande de nodos "engañados", por ejemplo a través de un malware, se comporte de una forma que pueda beneficiar a un ataque, por ejemplo al validar una lista distinta de validadores. Estos tipos de ataques solo se han efectuado en algunas altcoins muy pequeñas y con un PoS "naïf" que no tenían tantos mecanismos de seguridad, pero teóricamente siguen siendo posibles en Ethereum y otras cripto PoS "modernas", nada más que el ataque sería muy complejo. Sería también costoso, pero probablemente no habría que comprar un 34% de las monedas involucradas en el staking, sino significativamente menos.

Por eso el estudio es interesante pero no deja de ser un enfoque algo "ingenuo", al no contemplar estos ataques (justo encontré un estudio nuevo acá).

Yo sigo posicionado un poco "en la avenida del medio" entre los que prefieren el PoW y los que prefieren el PoS, pero de acuerdo a mi nivel de conocimiento actual el PoW sigue siendo superior.

Es interesante también que en el estudio se indica que si bien el ataque a Ethereum es más costoso, sería más alta la posible ganancia (estimada en 5% anual) de la entidad o persona que ataca, mientras que en el caso de Bitcoin sería de 2,5%.

[seoincorporation]

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En el caso de PoS esto no es el caso. El bloque elegido depende de la visión que el nodo tenga sobre el estado de la red, porque la lista de validadores "aceptados" forma parte de lo que un nodo debe saber para evaluar si un bloque es válido o no. En cada cambio de "época" (lapsos de tiempo en los cuales un grupo de validadores está "a cargo") esta lista puede cambiar. En cambio, en el caso de Bitcoin no existen estas listas "fijas" de validadores, pueden entrar y salir validadores (mineros) todo el tiempo, la seguridad es la misma porque todo depende de una métrica que puede ser comprobada fácilmente - el hashrate.

Me gustó que salió el tema del PoS a flote, ya que los nodos y mineros se podría decir que son lo mismo en PoS. Personalmente he trabajado con la moneda ClamCoin, y esta es un buen ejemplo de PoS, desde mi máquina he llegado a minar 8 al día cuando tenia un buen puño de almejas, pero siempre hubo una parte de la lógica que me hace ruido y lo veo como algo que se pueda explotar pero tal ves estoy mal, al final nunca lo probé. y el tema fue el siguiente:

Tienes dos computadoras separadas, en cada una instalas un nodo de clam, en la computadora "A" depositas 10000 clams, y esto te va a dejar 2 clams/día de minado (aprox), pero ahora tu agarras la llave privada de esas 10,000 coins y la importas en la máquina "B", y esa es la cuestión, crees que la red lo vería como nodos independientes aun que sean las misma monedas importadas en diferentes carteras? si este es el caso entonces, nuestro poder de minado se duplicaría.

Se que suena muy bueno para ser verdad, pero me gustaría escuchar sus puntos de vista.

[d5000]

Tienes dos computadoras separadas, en cada una instalas un nodo de clam, en la computadora "A" depositas 10000 clams, y esto te va a dejar 2 clams/día de minado (aprox), pero ahora tu agarras la llave privada de esas 10,000 coins y la importas en la máquina "B", y esa es la cuestión, crees que la red lo vería como nodos independientes aun que sean las misma monedas importadas en diferentes carteras? si este es el caso entonces, nuestro poder de minado se duplicaría.

Eso no creo que funcione. No conozco los protocolos en detalle, pero en general hay que comprobar que uno cuenta con los coins necesarios para el staking en el momento de asignarse la recompensa. Es decir, que solamente un nodo se beneficiaría por cada monto de coins que se use para staking.
Al fin y a cabo, si tienen la misma clave, el sistema cree que es un solo usuario, y solo asignará un slot/bloque y una sóla recompensa. Que este usuario tenga dos direcciones IP no importaría.

Los ataques a PoS que sí funcionan son un poco diferentes. A algunos sistemas antiguos (la primera versión de Peercoin, por ejemplo) uno los podía engañar por ejemplo comprando direcciones que alguna vez (en un determinado bloque X) tenían los coins necesarios para el staking, pero ahora no los tienen más, y luego intentar de crear una cadena desde el bloque X hasta la actualidad con estos coins. Si las direcciones que controla la entidad que ataca tenían más coins que las que se usaban para el staking por nodos "honestos" en los bloques posteriores a X, entonces el ataque funcionaba ya que la cadena de ataque se consideraba la "cadena más larga".

Los ataques a sistemas PoS modernos necesitan de bastante más preparación y sofisticación - por algo, el sistema de Ethereum por ejemplo hasta ahora nunca se "hackeó". En el último post enlacé un documento (éste) que describe posibles estrategias.

[seoincorporation]

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Eso no creo que funcione. No conozco los protocolos en detalle, pero en general hay que comprobar que uno cuenta con los coins necesarios para el staking en el momento de asignarse la recompensa. Es decir, que solamente un nodo se beneficiaría por cada monto de coins que se use para staking.
Al fin y a cabo, si tienen la misma clave, el sistema cree que es un solo usuario, y solo asignará un slot/bloque y una sóla recompensa. Que este usuario tenga dos direcciones IP no importaría.

Pues no es que estén el la misma IP lo que afecte, el tema es que creo que es algo que podría conflictuar a la red. Que tal que uno de los nodos la configuración es que el staking se vaya a una dirección X mientras que el otro manda a una dirección Y. Si es como tu dices y no importa el nodo o la ip y solo la direccion, entonces ambos nodos lo verán como un staking y cada uno quedrá mandar las monedas a su direccion de configuración.

Creo que es un tema que vale la pena poner a prueba, mas adelante lo intentaré y les aviso resultados del experimento.