Cómo impulsar la demanda de los Contratos Inteligentes de nivel empresarial utilizando el Framework de Computación de Confianza y los Oráculos Certificados a través de Chainlink

Este artículo es una traducción de https://blog.chain.link/driving-demand-for-enterprise-smart-contracts-using-the-trusted-computation-framework-and-attested-oracles-via-chainlink/ escrito originalmente por ChainLink y traducido por Chainlink en español

Co-escrito por Eugene Yarmosh, Arquitecto de Sistemas de Intel y Director Técnico del Framework de Computación de Confianza, y el equipo de Chainlink.

Las blockchains pueden aumentar en gran medida su capacidad para cumplir los requisitos empresariales en materia de privacidad y escalabilidad usando los oráculos de Chainlink para redirigir el procesamiento de transacciones off-chain al Framework de Computación de Confianza (FCC).

Para comprender mejor la importancia de este nuevo diseño, tal y como aparece en uno de los últimos posts del blog de Intel titulado “New Confidential Computing Solutions Emerge on the Hyperledger Avalon Trusted Compute Framework”, analizamos las ventajas y las limitaciones de las blockchains públicas, así como la arquitectura del FCC y la forma en que los oráculos certificados a través de Chainlink pueden permitir la conectividad bidireccional entre los entornos dentro y fuera de la blockchain. Para demostrar cómo funciona este sistema, detallamos tres casos de uso de distintos sectores: finanzas, seguros y comercio global. En todos estos casos los FCC, Chainlink y las blockchains subyacentes pueden trabajar al unísono para mejorar los procesos comerciales a nivel backend y reducir los costes tanto para las empresas como para los consumidores.

Ventajas y limitaciones de la computación distribuida en las blockchains públicas

Los contratos inteligentes de Ethereum están reinventando la infraestructura que impulsa los contratos transaccionales entre varias partes. Ofrecen una plataforma computacional compartida que almacena, mantiene, ejecuta y establece el contrato para todas las partes involucradas. Las partes participantes no pueden liberarse de sus obligaciones ni alterar el proceso una vez que el contrato se pone en marcha en la blockchain.

En lugar de tener que confiar en la contraparte o confiar en un tercero para la verificación manual de los eventos contractuales, los contratos inteligentes transforman los términos del contrato en código informático que se activa en base a la entrada de datos. Por ejemplo, los contratos inteligentes de derivados pueden activarse automáticamente a partir de los datos de mercado, mientras que los pagos comerciales pueden depender de que los sensores de IoT confirmen la llegada segura de las mercancías. Los contratos inteligentes basados en datos proporcionan una de las mejores soluciones para automatizar los procesos de negocio externos que implican flujos de trabajo de varias partes, ya que reducen la fricción entre las distintas partes y sistemas involucrados.

Las blockchains públicas proporcionan una gran transparencia operativa y una ejecución a prueba de manipulaciones, pero tienen claras limitaciones cuando se trata de privacidad y escalabilidad. Estas dos limitaciones frenan gravemente el desarrollo y la adopción de las blockchains, especialmente a nivel empresarial, donde el alto rendimiento y la privacidad de las transacciones son obligatorios tanto desde el punto de vista interno como desde el punto de vista legal.

Otro problema importante es la conectividad: las blockchains sólo pueden proporcionar cálculos sobre datos que ya están almacenados en las blockchains. Usar Ethereum como base de datos central para almacenar ingentes cantidades de datos e impulsar así la economía global es una solución poco práctica. Existen propuestas para aumentar el rendimiento de las blockchains destinadas a ampliar la velocidad de la red y reducir los costes, pero muchas de ellas se encuentran actualmente en desarrollo y todavía plantean dudas sobre su capacidad para satisfacer la demanda de las empresas.

En lugar de tratar de resolver estos problemas en la blockchain, hay que buscar soluciones fuera de ella. Una de estas propuestas consiste en tratar de aliviar la computación transaccional fuera de la blockchain en el FCC y usar los oráculos de Chainlink en un entorno de ejecución de confianza (EEC), a través de su implementación de Town Crier, para que actúen como un puente bidireccional para la comunicación entre entornos dentro y fuera de la blockchain.

Presentando el Framework de Computación de Confianza y su propuesta de valor

El Framework de Computación de Confianza (FCC), aborda los problemas de rendimiento de la blockchain, así como los desafíos en materia privacidad al trasladar fuera de la blockchain el procesamiento intensivo y privado de datos. Otros enfoques similares, por lo general, apuestan por soluciones que abordan la falta de rendimiento y privacidad, en detrimento de la resistencia y la integridad de las blockchains. El FCC evita dicho detrimento utilizando un Entorno de Ejecución de Confianza para asegurar que el cálculo fuera de la blockchain se realice de forma correcta y segura.

Pero antes de profundizar, exploremos los beneficios de la ejecución externa a la blockchain:

• El procesamiento de contratos inteligentes fuera de la blockchain es más eficiente que las transacciones tradicionales dentro de las blockchains porque no requieren una ejecución replicada por cada nodo de la blockchain.
• Las transacciones de gran volumen se pueden interrumpir off-chain, por ejemplo, los datos de unos sensores de temperatura de un almacén pueden procesarse previamente fuera de la blockchain y registrar en ella sólo una vez al día las temperaturas medias, mínimas y máximas, en lugar de todo el flujo de datos de la temperatura.
• Un procesamiento algo más complejo, como es el caso de las IA para vídeos o en el ámbito de la genómica, puede procesarse fuera de la blockchain y los resultados pueden grabarse en la blockchain.
• Se pueden implementar políticas de privacidad flexibles fuera de la blockchain para determinar cuánta información se puede compartir on-chain y con qué participantes.
• En muchos casos, los datos no pueden alojarse on-chain, incluso aún estando cifrados, debido a las leyes de privacidad, especialmente si la blockchain se extiende por varias zonas geográficas. La ejecución off-chain es, en algunos casos, la única opción para procesar estos datos.
• La integración de las aplicaciones heredadas que existen en la actualidad y las fuentes de datos externas suele ser poco práctica si no interviene algún tipo de componente externo a la blockchain.

La ejecución fuera de la blockchain por sí misma tiene un valor limitado para el cálculo descentralizado porque no es compatible con el concepto de “confianza computacional” — un diferenciador clave de cualquier blockchain. La confianza computacional asume el uso del procesamiento informático para establecer la validez de las transacciones en lugar del uso de una institución o intermediario.

El FCC aborda esta laguna utilizando un entorno de ejecución de confianza (EEC), por ejemplo, Intel SGX, para la ejecución externa a la blockchain. Town Crier también usa los EEC, adquiriendo así una serie de propiedades que los convierte en el compañero ideal de las blockchains:

• Aislamiento de la carga de trabajo. El EEC posee propiedades especiales que le permiten aislar la ejecución de su carga de trabajo de todo el software que no sea fiable, incluido el núcleo del SO. Como resultado, incluso el propietario de la plataforma (por ejemplo: el proveedor de un servidor en la nube) no puede acceder a los datos que está procesando el EEC.
• Certificación de los EEC. El EEC puede proporcionar un informe de verificación de certificación que proporciona una prueba de que las cargas de trabajo enviadas se ejecutarán en la plataforma con las capacidades de hardware adecuadas, que la base informática de confianza de la plataforma (opcode, firmware) está actualizada y que sólo se utilizarán algoritmos autorizados para ejecutar las cargas de trabajo.
• Aplicación de políticas. FCC utiliza el aislamiento y la certificación de los EEC para garantizar la confidencialidad e integridad de los datos y proporcionar pruebas criptográficas de que la ejecución de la carga de trabajo es válida y se puede almacenar en la blockchain. Los datos de múltiples fuentes pueden encriptarse de manera independiente por los propietarios de los datos correspondientes, procesarse tras ser desencriptados dentro de la TEE, y descartados después del procesamiento.

Al utilizar un EEC, el FCC extiende los beneficios de la confianza computacional de la blockchain a los activos fuera de la blockchain, tales como datos, sensores y capacidad de cálculo. Si los casos de uso definidos al principio de esta sección se ejecutan en un entorno FCC, se convierten en una extensión natural del cálculo descentralizado.

FCC es un marco de trabajo que ofrece capacidades computacionales confiables externas a la blockchain que pueden ser utilizadas para construir varias aplicaciones descentralizadas. Una combinación de FCC y Chainlink usando el enfoque de Town Crier para los EEC, proporciona una base muy sólida para construir soluciones que requieren fuentes de datos externas confiables y verificables (también conocidas como oráculos certificados).

Una descripción técnica general del Framework de Computación de Confianza

El diagrama de abajo representa la arquitectura del Framework de Computación de Confianza a un alto nivel. Los componentes en azul representan funciones que son genéricas para la mayoría de las aplicaciones. Los componentes mostrados en naranja representan funciones específicas de la aplicación. Los contratos inteligentes se representan como una mezcla de ambos colores porque algunas dApps pueden utilizar la implementación de la línea de base tal cual, mientras que otras pueden reemplazarla o ampliarla.

El Servicio de Computación de Confianza (TCS, por sus siglas en inglés) aloja a los trabajadores de confianza, por ejemplo, los enclaves Intel SGX, y los pone a su disposición para la ejecución de órdenes de trabajo (WO, siglas en inglés). Durante la inicialización del trabajador, TCS se pone en contacto con un servicio de certificación externo (por ejemplo, Intel Authentication Service — IAS) para producir el informe de verificación de la certificación del trabajador. TCS mantiene una cola de órdenes de trabajo y programa las órdenes de trabajo para que las ejecuten los trabajadores correspondientes.

Además, TCS proporciona una API interconectable para una carga de trabajo dentro del trabajador para acceder de forma segura a fuentes de datos externas durante su ejecución. Por consiguiente, las solicitudes de las órdenes de trabajo presentadas pueden incluir datos de entrada incorporados en la solicitud o pueden incluir una referencia (por ejemplo, URI) para acceder a los datos de forma externa. Esto último es particularmente útil en el caso de conjuntos de datos de gran tamaño, datos dinámicos o datos que deben cumplir requisitos rígidos de privacidad. Lo mismo se aplica a los datos de salida de las órdenes de trabajo.

El acceso al TCS a través de contratos inteligentes se denomina modelo proxy porque la blockchain está actuando como proxy. Otra posibilidad es que los solicitantes puedan interactuar con el TCS directamente a través del receptor HTTP (también conocido como modelo directo). Esta opción de conectividad es complementaria al modelo proxy y proporciona (casi) las mismas interfaces, pero su uso previsto es que sea compatible con los requisitos específicos de la aplicación, por ejemplo, una alta tasa de peticiones de órdenes de trabajo o una política de privacidad que no permite compartir los datos en la blockchain.

Cabe señalar que el Framework de Computación de Confianza adopta un enfoque basado en normas. Sus APIs y su implementación son compatibles y se basan en la especificación de cálculos seguros externos a la blockchain definida por la Enterprise Ethereum Alliance (EEA).

Las órdenes de trabajo son enviadas por los Solicitantes, (por ejemplo, la interfaz de usuario del usuario final, tal y como se muestra en el diagrama), o los contratos inteligentes (específicos para aplicaciones de nivel empresarial), las aplicaciones heredadas o los adaptadores de fuentes de datos externas.

Los solicitantes pueden acceder al TCS a través de contratos inteligentes del Framework de Computación de Confianza en la blockchain que proporcionan las siguientes capacidades:

• Listado de registros con punto de entrada a los registros de Trabajadores en el sistema.
• Registro de trabajadores (generalmente uno por TCS) es utilizado por el TCS para enumerar a sus trabajadores y por los solicitantes para encontrar y verificar a los trabajadores adecuados.
• Cola de órdenes de trabajo para programar las solicitudes de dichas órdenes de trabajo y recuperar los resultados
• Registro de recepción de órdenes de trabajo para mantener la prueba criptográfica de la ejecución de la orden de trabajo.

El diseño del Framework de Computación de Confianza asume que es un sistema abierto para su uso como parte de una solución más amplia junto con otros frameworks y librerías. Esto hace que sea perfecto a la hora de integrarse con Chainlink para aquellos usos que dependen de oráculos certificados y descentralizados (como se muestra en el diagrama).

Uniendo entornos dentro y fuera de la blockchain a través de los Oráculos de Chainlink

Un oráculo es un agente digital empleado por un contrato inteligente para recuperar y/o conectar con datos y sistemas fuera de su blockchain nativa (off-chain). Los oráculos permiten esta conectividad off-chain para el contrato inteligente reformateando los puntos de conexión externos (API) de modo que dos aplicaciones de software diferentes sean compatibles a la hora de intercambiar datos. Los oráculos pueden llevar datos al contrato inteligente y/o sacar datos basados en instrucciones predefinidas y puntos finales definidos en el Acuerdo de Nivel de Servicio (SLA).

Chainlink es una red descentralizada de oráculos que ofrece contratos inteligentes de acceso seguro y fiable a proveedores de datos, APIs web, sistemas empresariales, proveedores de servicios en la nube, dispositivos del Internet de las Cosas (IoT), sistemas de pago, otras blockchains y mucho más. Posee las siguientes características:

1. Un mercado robusto de oráculos independientes que proporcionan una gama de datos y conexiones.
2. Flexibilidad para personalizar el tipo de conexión que llevará a cabo con el oráculo, incluyendo el número de oráculos, tipos y números de fuentes de datos, estrategias de agregación, depósitos de fianzas, entornos de ejecución de confianza, Mixicles, etc.
3. Un marco de reputación para evaluar oráculos basado en parámetros que residen en la blockchain.

Es una red todo en uno para que los usuarios puedan personalizar la forma en la que sus contratos se comunican con cualquier cosa externa a la blockchain utilizando distintos niveles de descentralización, agregación de datos y selección de oráculos.

Sin buenos datos ni una conexión fiable, la lógica del contrato que se ejecuta en la blockchain o en el FCC producirá resultados defectuosos a pesar de que sean seguros y funcionen correctamente. Chainlink proporciona al Framework de Computación de Confianza una conexión fiable a los datos de entrada para la ejecución del contrato y a las redes externas para la transmisión de los datos de salida para la liquidación del contrato. También puede transmitir certificados desde el FCC a la blockchain para demostrar que el cálculo se ha realizado correctamente, lo que da lugar a que se emitan recibos criptográficos con marcas de tiempo para todas las partes.

A continuación se presentan dos gráficos que resaltan la arquitectura básica de cómo funciona el proceso. En el primer diagrama, la consulta del contrato en la blockchain crea una solicitud para que el FCC (TCF en el diagrama) complete una orden de trabajo. El Nodo de Chainlink se encarga de dirigir el mensaje entre los dos entornos y de recuperar las APIs externas que puedan ser necesarias para su ejecución.

En el segundo diagrama, el FCC (TCF en el diagrama) devuelve un resultado al contrato en la blockchain basado en la finalización de la orden de trabajo. La respuesta puede ser en forma de la emisión de un certificado que confirme que el trabajo ha finalizado o que se desencadene una acción adicional del contrato en la blockchain, como por ejemplo algún tipo de liquidación.

Ahora que se ha comprendido toda la arquitectura, examinemos tres grandes industrias en las que los contratos inteligentes a través del diseño de FCC pueden mejorar la eficiencia operativa en los procesos de backend y permitir la creación de modelos de negocio completamente nuevos para obtener nuevas fuentes de ingresos.

Finanzas

El ámbito de las Finanzas Descentralizadas (DeFi, por sus siglas en inglés) es uno de los casos de uso de las blockchains públicas que más rápido están creciendo. Utiliza contratos inteligentes para facilitar un mercado robusto en el que los usuarios pueden prestar, pedir prestado y generar intereses sobre su propio dinero, así como hacer apuestas y ganar o reducir la exposición a activos y eventos, todo ello sin una entidad central. Mientras que las aplicaciones DeFi que usan contratos inteligentes en blockchains públicas pueden ser aceptables para el mercado minorista, actualmente no son aplicables al ámbito empresarial. Las finanzas a nivel empresarial están altamente reguladas, sujetas a las leyes de seguridad de datos, y requieren acceso a monedas fiduciarias y personalización para prosperar realmente.

El Framework de Computación de Confianza ofrece un entorno seguro en el que las distintas partes involucradas pueden participar en una gran variedad de contratos de derivados en los que todos los términos se mantienen completamente confidenciales. Esto es especialmente atractivo para los derivados OTC, donde el tamaño de las posiciones es muy grande y las filtraciones de información pueden arruinar las ventajas de inversión. El FCC también proporciona capacidad de procesamiento fuera de la blockchain para permitir un alto rendimiento y una actualización a bajo coste de los contratos antes de la liquidación final. Los oráculos de Chainlink pueden retransmitir los datos de mercado que sean necesarios para la ejecución, el envío de metadatos a los reguladores y a los repositorios, y conectar el contrato a varias vías de pago para su liquidación.

Seguros

La industria de las aseguradoras posee un alcance global y está valorada en varios billones de dólares. Surge de la necesidad de las empresas y los individuos de gestionar el riesgo. Dada la propensión a los desacuerdos con respecto a los reclamos de seguros, las aseguradoras y los asegurados generalmente operan desconfiando unos de otros. A menudo, los asegurados reportan atributos positivos para recibir tarifas favorables y las aseguradoras elevan las primas para contabilizar el fraude. Al trasladar las pólizas de los modelos de verificación manual basados en la confianza hacia una infraestructura compartida que automatiza el procesamiento de reclamaciones directamente basándose en los datos, la industria de seguros puede ahorrar dinero en el back-end, al tiempo que restablece la confianza de los consumidores. Aunque las blockchains públicas ofrecen una capacidad de procesamiento a prueba de manipulaciones, carecen de mecanismos efectivos para ocultar datos confidenciales sobre los detalles de las políticas, los pagos y los datos de eventos.

El FCC oculta los detalles confidenciales de ejecución necesarios para procesar las reclamaciones y liquidar el contrato, mientras que al mismo tiempo los oráculos de Chainlink se limitan a transmitir aquellos datos importantes que detallan los eventos y determinan los resultados. Chainlink da acceso al FCC a sensores del Internet de las Cosas (IoT) integrados (dentro de rutas comerciales, maquinaria, dispositivos personales, redes inteligentes, etc.), APIs Web que rastrean datos de eventos (vuelos, clima, tiempo de actividad de la red) y servicios de KYC para vincular con precisión las reclamaciones a las distintas identidades existentes. Comparado con el alto coste de procesar este tipo de cálculos en la blockchain, el FCC proporciona un procesamiento de bajo coste, que permite medir los datos más frecuentes, como informes diarios sobre las métricas de conducción para determinar los descuentos en los seguros de automóviles. Chainlink también puede transmitir metadatos importantes en relación con los seguros a los investigadores, proporcionar certificados para las blockchains y conectar los pagos a sistemas de pago externos para su liquidación.

Comercio Global

La globalización está aumentando a un ritmo acelerado a medida que las economías mundiales se interconectan cada vez más a través del comercio internacional. Para mover un producto de un lugar a otro con éxito y obtener como resultado un pago, la industria del comercio internacional involucra a varios componentes: la cadena de suministro, la financiación del comercio y la regulación. Cada uno de estos procesos depende del acceso a datos y, en muchos casos, a datos de carácter más sensible. Por ejemplo, las empresas de la cadena de suministros y de financiación del comercio necesitan tener acceso a los sensores del Internet de las Cosas (IoT), a los datos de la web y a los sistemas de pago para hacer un seguimiento de los bienes y efectuar pagos, mientras que los reguladores necesitan metadatos transaccionales y de productos a lo largo de toda la ruta comercial para garantizar el debido cumplimiento de la ley.

El Framework de Computación de Confianza ofrece un motor de computación para procesar los contratos de comercio global, a la vez que mantiene confidenciales los datos de los sensores IoT, GPS y Web utilizados para rastrear y mantener tanto el control de calidad, como la lógica empresarial. Es importante que las empresas mantengan tanto estos datos como la lógica empresarial ocultos para evitar que se vuelvan vulnerables a la corrupción, que sean robados por la competencia o capitalizados por entidades externas que se encuentran al frente de la competencia. El FCC también puede compartimentar los datos del contrato, dándole a cada entidad involucrada acceso solo a aquella información que necesiten para cumplir con su tarea. Los oráculos de Chainlink actúan como un puente entre los datos del IoT, datos Web y datos ERP y los contratos inteligentes para enviar datos en forma de pagos externos, certificados para producir recibos en la blockchain y metadatos para las agencias reguladoras.

Consenso conectado entre los entornos informáticos públicos y privados

Al aprovechar la computación privada y escalable fuera de la blockchain a través del Framework de Computación de Confianza y permitir la conectividad externa a la blockchain a través de Chainlink, las blockchains pueden concentrarse en su utilidad principal de ser “jueces de la verdad”, sin dejar de satisfacer las demandas de las empresas. A través del nuevo diseño de FCC, los sistemas heredados pueden construir aplicaciones de contratos inteligentes de próxima generación en las blockchains sin necesidad de rehacer sus sistemas backend. Abre nuevas fronteras que ofrecen a los desarrolladores herramientas para diseños de aplicaciones descentralizadas personalizadas, en lugar de estar limitados a un único marco de trabajo. La próxima ola de innovación no consiste en decidir entre dentro y fuera de la blockchain o entre lo público y lo privado, sino más bien en una colaboración de estos sistemas para ofrecer a los desarrolladores opciones que les permitan conectarse sin problemas entre los diferentes entornos.