Innovaciones en Blockchain respaldadas por nuestras patentes

Desde que apostamos por crear una línea de negocio de Blockchain hemos puesto especial énfasis en crear tecnología diferencial que pudiera crear una ventaja competitiva y ayudar a posicionarnos en esta industria.

Desde su inicio el desarrollo de redes descentralizadas, conocidas como Blockchain o DLT (Decentralised Ledger Technology) se caracteriza por utilizar protocolos y tecnologías base inicialmente de código abierto, desarrolladas por la comunidad y adoptadas por los diferentes operadores de red (consorcios e instituciones de diversa índole) para construir las redes basadas en ese software.

Este modelo vale tanto para las redes públicas más representativas (como Bitcoin o Ethereum) como para redes privadas o consorciadas, basadas muchas de ellas en distribuciones desarrolladas dentro del proyecto Hyperledger liderado por la Linux Foundation.

El tamaño de estas comunidades y los recursos dedicados al desarrollo de la tecnología por fundaciones creadas específicamente con este fin hacen inviable la creación de nuevas tecnologías particulares, nuevos protocolos o incluso la definición unilateral de nuevos estándares para contratos inteligentes, los conocidos en la comunidad de Ethereum como ERC (Ethereum Request for Comment). Si bien sí nos permiten contribuir liberando en la comunidad alguno de nuestros componentes, como por ejemplo TrustID, el módulo para la gestión de identidades de nuestro producto TrustOS.

Redes nivel 2 como el santo grial para redes de Blockchain escalables

En este contexto, nuestro posicionamiento en Telefónica Tech siempre ha sido el facilitar la adopción de la tecnología a las empresas que van a desarrollar proyectos con Blockchain, garantizándoles la seguridad y fiabilidad de las redes, la capacidad y rendimiento de estas. También el cumplimiento exhaustivo de los niveles de servicio, estándares de calidad y requerimientos regulatorios respecto a la información (privacidad de la información, acceso y control a los datos personales, etc.).

La tendencia de la industria para dar soluciones a estos retos, principalmente confidencialidad de la información y escalabilidad o rendimiento de la red, es apostar por una arquitectura piramidal basada en lo que han venido a llamarse redes de nivel 2 o appchains. Estas redes secundarias utilizan las redes principales o de nivel 1 (Ethereum o Bitcoin) para dejar periódicamente evidencias de su actividad como pruebas de integridad y por tanto garantías de inmutabilidad de las redes de nivel 2.

Esas evidencias se construyen utilizando técnicas criptográficas avanzadas (por ejemplo, pruebas de conocimiento cero o ZKP por sus siglas en inglés) que encapsulan el contenido de varias transacciones agrupadas para grabarlos en las redes principales garantizando que la información no sale en claro de la red de nivel 2.

De esta forma, estas redes pueden implementar ciertas características tanto en cuanto a gobernanza centralizada por un único operador como a mecanismos de consenso más ligeros que las redes públicas de nivel 1, pero se basan en estas para garantizar la inmutabilidad e integridad de la información, ya que un eventual operador centralizado de la red de nivel 2 no puede alterar la información sin romper la consistencia de las evidencias almacenadas en la red de nivel 1.

Por tanto, las redes de nivel 1 juegan el papel de garantes últimos de la integridad y consistencia de la información almacenada en las redes privadas o appchains. Jugando ese rol, estas redes, sanctasanctorum de la descentralización, se comportan como un punto único de dependencia de las redes secundarias. De tal manera que, por ejemplo, una degradación del rendimiento de la red principal como ha sucedido en varias ocasiones como consecuencia de variaciones puntuales en los mercados (la furia de las ICO o el lanzamiento de los Cryptokitties), daría al traste con el esquema de integridad en cascada, suspendiendo temporalmente la garantía de inmutabilidad de la red secundaria.

Alternativas a las redes de nivel 2: federación de redes

Frente a esta aproximación, desde Telefónica Tech hemos apostado por un concepto más alineado con la filosofía de descentralización inherente a las propias redes de Blockchain o DLTs. El reto pues era crear un mecanismo alternativo de garantías para la inmutabilidad de las redes privadas o de gobernanza menos descentralizada, eliminando la necesidad y dependencia de una única red de nivel 1 (a efectos de la arquitectura jerárquica, un recurso centralizado).

La arquitectura propuesta y reconocida como novedosa al obtener la concesión de dos patentes se basa en la creación de una federación de redes con la misma jerarquía (en lugar de redes de nivel 1 y de nivel 2) que trabajan juntas con independencia de las tecnologías y arquitecturas particulares de cada una de ellas a fin de garantizar la coherencia de los datos, un consenso más amplio y una mayor confianza.

Cada una de las redes de la federación es gestionada por uno o varios operadores, lo que garantiza la descentralización de la gobernanza y por tanto el control de las decisiones sobre el consenso en la federación. Por otro lado, cada red opera de manera independiente, pudiendo determinar no sólo la tecnología más adecuada para el caso de uso y las necesidades de sus usuarios, sino sus protocolos de consenso y el resto de las características particulares que permiten optimizar su rendimiento o cumplir con los requerimientos regulatorios del caso de uso.

De esta manera, nuestra patente METHOD AND SYSTEM FOR ENHANCED PERFORMANCE OF DLT NETWORKS (EP3934160A1, US11943287B2), define una pila de protocolos que incluye diferentes elementos, a saber:

• Un esquema para la denominación y el descubrimiento de cada recurso en la federación de redes (identidades, aplicaciones, redes, bloques, etc.)
• Un mecanismo de transporte distribuido para el intercambio de datos de control entre las distintas redes de la federación.
• Un procedimiento para la difusión y el almacenamiento de las "pruebas de la historia" de la red como garantía y validación de la integridad de las redes conectadas.

Por su parte en esta otra patente propia METHOD AND SYSTEM FOR INTER-DLT NETWORKS TRUST ENHANCEMENT (EP3754899, US20200403799A1) se propone una arquitectura para una infraestructura autogobernada que replica el alto nivel de confianza que ofrecen las redes con un elevado número de nodos independientes aprovechando los nodos de diferentes redes de menor tamaño independientes y heterogéneas.

Los nodos de cualquiera de estas pequeñas redes pueden bajo esta arquitectura explotar políticas adicionales de validación y consenso en sus transacciones y contratos inteligentes en colaboración con los nodos del resto de redes.

El reto de conseguir un consenso eficiente

Como sabemos, las redes de Blockchain se basan en la colaboración de múltiples nodos o participantes que se comunican entre sí para mantener el consenso y validar las transacciones. Una vez eliminada la necesidad de las redes de nivel 1 para garantizar la inmutabilidad de las redes menos descentralizadas, el siguiente reto es como diseñar mecanismos de consenso más eficientes y limpios que permitan minimizar el tiempo de procesamiento en los nodos y por tanto la capacidad transaccional de la red.

Para ello, aprovechamos los trabajos realizados en proyectos de investigación financiados por la Unión Europea aplicando tecnologías cuánticas de distribución de claves (QKD por sus siglas en inglés) en dispositivos descentralizados de Internet de las Cosas para mejorar con estas tecnologías uno de los mecanismo de consenso más ligeros utilizados en redes Blockchain.

Este mecanismo, Proof-of-elapsed-time, se basa en la generación por parte de los nodos de un número aleatorio para decidir el que tiene permiso para validar el siguiente bloque.

En nuestra patente METHOD AND SYSTEM FOR DLT NETWORKS CONSENSUS ENHANCEMENT USING QUANTUM COMPUTING MECHANISMS (EP3813295 ,US11637711) este número aleatorio se entrelaza mediante tecnología cuántica en los nodos, de forma que si se fingiera un número distinto, potencialmente malicioso para alterar el consenso, se detectaría en el acto, expulsando del consenso al nodo malicioso.

De esta forma se asegura implícitamente la fiabilidad del mecanismo de consenso sin ninguna computación, simplemente manteniendo el entrelazamiento.

De patente a producto

Pero las patentes no dejan de ser un ejercicio conceptual cuyo valor es relativo o nulo si no es posible trasladarlas a un producto comercial y ponerlas en valor como componentes diferenciales del mismo.

En el caso de nuestra patente sobre el consenso cuántico, el estado de la tecnología no permite aún su implementación comercial Sin embargo, una vez registradas las patentes y por tanto, protegida la invención, las dos patentes relacionadas con la interconexión de redes DLT sí se han implementado como parte de los componentes embebidos en TrustOS, la solución hemos desarrollado y que comercializamos en Telefónica Tech para simplificar la adopción de estas tecnologías.

Además, se han puesto a disposición de los diferentes proyectos de investigación financiados por la unión europea, los que nos reconoce a Telefónica Tech como key innovator en el Radar de Innovación de la Unión Europea y el producto TrustOS como 'innovación relevante como soluciones de interconexión e interoperabilidad de registros distribuidos' (Cross-DLT Solutions).

Tanto la concesión de las patentes como la inclusión de Telefónica Tech en el Radar de Innovación es una demostración de nuestra apuesta por las tecnologías emergentes y nuestro posicionamiento a la vanguarda de estas.

✅ En Telefónica Tech generamos una de cada cuatro patentes que registra cada año Grupo Telefónica, lo que representa nuestra capacidad para innovar y abordar los retos tecnológicos que se nos presentan.

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