Bloques obsoletos y propagación

Curiosidad

1. ¿Por qué a veces se descarta un bloque válido?
2. ¿Cómo favorece la latencia de red a las grandes operaciones mineras sobre las pequeñas?
3. ¿Qué sucede cuando dos mineros encuentran bloques a la misma altura exacta?

Explorar

1. Cuando un minero encuentra un bloque válido, lo retransmite a sus pares, generalmente como un bloque compacto. Los límites de ancho de banda y las demoras en la validación hacen que esta difusión tarde en llegar a cada nodo de la red. Durante este intervalo, otros mineros que aún no han recibido el nuevo extremo continúan minando sobre el estado anterior de la cadena, sin saber que ya se ha encontrado una rama competidora.
2. Si uno de estos mineros retrasados descubre su propio bloque válido a la misma altura antes de recibir la difusión inicial, se produce un fork temporal. Ambos bloques poseen una prueba de trabajo correcta y son técnicamente válidos. Sin embargo, solo uno puede entrar en la cadena canónica activa. El siguiente bloque que encuentre cualquier minero se adjuntará a uno de ellos, extendiendo esa rama; el otro quedará obsoleto.
3. La latencia de propagación aumenta directamente la probabilidad de esta colisión. Una propagación más lenta eleva la tasa de bloques obsoletos (stale rate), desperdiciando así la potencia computacional destinada a la seguridad del libro mayor en competencia interna, en lugar de utilizarla para fines relacionados con la seguridad. Esta dinámica favorece a los mineros grandes y bien conectados, que pueden propagar sus bloques más rápido que los operadores más pequeños e aislados, creando una ventaja estructural vinculada a la infraestructura y no solo al poder de hash.
4. Para mitigar las pérdidas por obsolescencia (staling), algunos mineros recurren a la 'minería sin validación'. Solo verifican la prueba de trabajo del encabezado del bloque entrante y comienzan inmediatamente a construir sobre él, mientras descargan los datos completos de las transacciones para su validación posterior. Este atajo puede tener consecuencias negativas: en julio de 2015, poco después de que se activara un soft fork, los mineros que utilizaban este método construyeron cinco bloques más sobre uno inválido, lo que generó un fork de seis bloques que tuvo que ser abandonado.
5. Los bloques compactos (BIP152) y las redes de retransmisión dedicadas como FIBRE han reducido significativamente los tiempos de propagación al enviar identificadores cortos de transacciones y únicamente las transacciones que un par carece. Estas optimizaciones disminuyen la tasa de obsolescencia en toda la red, lo que dificulta que los grandes pools aprovechen las ventajas de la latencia. Sin embargo, la tensión entre el tamaño del bloque, el tiempo de validación y la velocidad de propagación sigue siendo una restricción fundamental en el diseño del consenso.
6. La minería egoísta, descrita por Eyal y Sirer en 2013, demostró que un minero con una gran capacidad de hash podía obtener ventajas al retener los bloques de forma estratégica en lugar de difundirlos inmediatamente. Aunque las reorganizaciones a nivel de un solo bloque ocurren ocasionalmente debido a la latencia natural, las reorganizaciones más profundas son raras, ya que el costo económico de mantener un comportamiento adversarial supera los posibles beneficios para la mayoría de los participantes.

Datos clave

Ejercicio nueve, seis, tres, uno

Verificación de hechos

Fechas, cifras y afirmaciones verificadas con las fuentes publicadas que se enumeran a continuación.

• BIP152: Compact Block Relay
• Eyal, I. & Sirer, E.G., 'Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable' (2013)
• Decker, S. & Wattenhofer, R., 'Information Propagation in the Bitcoin Network' (2013)