Desarrollo de una plataforma de crowdfunding distribuida sobre Ethereum

Desarrollo de una plataforma de crowdfunding distribuida sobre Ethereum Autores: Adrián Calvo María Viktor Jacynycz García Facultad de Informática UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID Trabajo de Fin de Grado Madrid, junio 2015 Directores: Samer Hassan Collado Antonio Sánchez Ruiz-Granados 1 Autorizamos a la Universidad Complutense de Madrid a difundir y utilizar con fines académicos mencionando expresamente a sus autores, tanto la propia memoria, como el código, la documentación y/o el software desarrollado. Adrián Calvo María Viktor Jacynycz García 2 3 Este documento se distribuye bajo licencia Creative Commons BY-SA 4.0. International Usted es libre de: ●Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato ●Adaptar — remezclar, transformar y crear a partir del material para cualquier finalidad, incluso comercial Bajo las condiciones siguientes: ●Reconocimiento — Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace. ●CompartirIgual — Si remezcla, transforma o crea a partir del material, deberá difundir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original. https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/legalcode 4 5 Agradecimientos En primer lugar, queremos agradecer a los directores del proyecto Samer Hassan Collado y Antonio Sánchez Ruiz-Granados por su tiempo, consejos y correcciones para la realización de este trabajo. También queremos agradecer a los desarrolladores que contribuyen a la creación de Ethereum y la tecnología sobre la que se asienta este proyecto y a todas aquellas personas que dedican su tiempo a documentar y compartir su conocimiento sobre las mismas. 6 7 “It will be everywhere and the world will have to readjust. World governments will have to readjust.” John McAfee, founder of McAfee, on Bitcoin Technology 8 seguras y con un lenguaje completo, no ambiguo y accesible para cualquier persona, Ethereum nace para poner fin a estos problemas (1). Por otro lado, desde la creación de las primeras empresas, el dinero necesario para que éstas salieran a flote provenía de inversores con ahorros, préstamos de entidades bancarias, o incluso de otras empresas con ganas de expandir su capital. Sin embargo, por ejemplo, Mozart y Beethoven financiaban sus conciertos y publicaciones de nuevos manuscritos a través de suscripciones de personas interesadas. Incluso La Estatua de la Libertad fue financiada por pequeñas donaciones provenientes de personas americanas y francesas. Estos dos ejemplos anteriores son solo una selección entre cientos de proyectos que han salido adelante gracias a la “microfinanciación” de una gran multitud (2). Con el crowdfunding, un emprendedor puede conseguir una gran financiación de un público muy extenso en el cual cada uno aporta una pequeña parte de la financiación total, en vez de solicitar una pequeña cantidad de inversores sofisticados (3). Motivaciones Motivados por esta tecnología decidimos desarrollar una plataforma de financiación de proyectos a la que hemos bautizado como Betfunding. Esta plataforma utiliza apuestas en vez de pujas para incentivar la creación de proyectos innovadores, instando a los posibles inversores a que pongan dinero, no solo en proyectos que crean que se pueden realizar, sino también en proyectos con posibilidad de fracaso. Cualquier persona puede crear su proyecto y apostar en otros proyectos. Esta plataforma es software libre, gratuita y carece de servidor centralizado. Objetivos Los objetivos de este proyecto son: ●Aprender y experimentar con aplicaciones distribuidas y criptomonedas usando los lenguajes de programación de Ethereum. ●Promover la creación de proyectos a través de una forma innovadora de crowdfunding y sin depender de estructuras centralizadas. ●Incentivar el desarrollo de software libre utilizando una tecnología gratuita, modificable y accesible para cualquier persona. ●Sentar las bases para una gran diversidad de trabajos futuros, ya que es una tecnología innovadora y muy puntera, con gran cantidad de posibles aplicaciones. 15 Chapter 1. Introduction Many of the services we use every day on the Internet require the user to connect to a server to access a particular application. For instance, to access sites like Google or Facebook you have to go through any of the servers where they are hosted. This means that many of the applications and online services we use every day are centralized. The organization of the network according to this structure involves several problems. The first is a security problem, if a server is attacked, usually tends to endanger all users. The second is a trust problem, users do not know what happens behind the application once it has sent requests. In a society where increasingly sensitive to these systems are trusted information, these problems can mean big losses to users. With the creation of Bitcoin, it emerged the blockchain technology, that allowed users to reach a safe and distributed consensus without a centralized server. Years later, Ethereum took advantage of this technology to enable the development of distributed applications to all users with certain technical knowledge. The Bitcoin movement has shown that by the strength of mechanisms for consensus and respect for social contracts, a decentralized Internet is possible, shared throughout the network and simply by the cost of providing the computational power of a computer to enter the network. This system is cryptographically secure and based on transactions. Ethereum is a project that aims to build a platform to develop this technology, in which all transaction-based applications can be implemented. Moreover, not only it provides the methodology for such applications, but also provides development programs that helps anyone who wants to develop these. One of the main objectives of Ethereum is to facilitate transactions between individuals who otherwise wouldn’t have trust between them. This distrust may be due to many factors from a geographical separation, exchange or financial situation of the country of any of these individuals. Creating a transaction system of pseudo-anonymous,secure and with a full, unambiguous and accessible language for anyone, Ethereum was created to stop these problems (1). 16 Since the creation of the first companies, the money needed to raise them came from investors, loans from banks, or even other companies wanting to expand their capital. However, for instance, Mozart and Beethoven concerts financed their new manuscripts and publications through subscriptions from interested persons. Even the Statue of Liberty was financed by small donations from American and French people. These two examples above are just a selection from hundreds of projects that have gone ahead thanks to the "microfinance" of a large crowd (2). With crowdfunding, an entrepreneur can get great financing from a very wide audience in which everyone contributes a small part of the total funding, instead of applying for a small number of sophisticated investors (3). Motivations Motivated by this technology we decided to develop a platform to which we have called Betfunding. This platform uses bets instead of donations to encourage the creation of innovative projects, urging potential investors to put money not only in projects that they think that can be performed, but also in projects with the possibility of failure. Anyone can create a project and bet on other projects. This platform is free/open source software and decentralized. Goals The objectives of this project are: ●Learning and experimenting with distributed applications and cryptocurrencies using Ethereum’s programming languages. ●Promote the creation of projects through an innovative platform of crowdfunding without relying on centralized structures. ●Encourage the development of free software using a technology completely free, modifiable and accessible technology for anyone. ●Lay the groundwork for for a wide variety of future work, as it is an innovative technology and has many potential applications. 17 Capítulo 2. Estado del arte Tanto el crowdfunding  como las criptomonedas son tecnologías muy recientes. Ambos comenzaron a popularizarse a partir del año 2009 gracias a Kickstarter y Bitcoin respectivamente. A lo largo de este capítulo se repasa la historia y la evolución que han seguido ambas tecnologías hasta el día de hoy. Crowdfunding Se entiende por crowdfunding o micromecenazgo una forma de financiación colectiva en donde son los propios usuarios o clientes del producto a desarrollar quienes asumen el coste de su creación antes de su realización mediante pequeñas donaciones (3). Normalmente la donación temprana a un proyecto viene acompañada de algún tipo de recompensa para el donante. Los modelos más comunes incluyen el envío de merchandising  relacionado con el proyecto o la posibilidad de reservar el producto como recompensa, pero también es habitual el reparto de acciones o la devolución de lo donado a modo de préstamo pudiendo incorporar algún tipo de interés. Aparte de para alcanzar una meta económica que permita la realización del proyecto anunciado, el modelo de financiación mediante crowdfunding  también se emplea con regularidad para sondear la posible aceptación de una idea y crear una base de usuarios sólida mediante la difusión de la campaña de financiación por parte de los propios donantes interesados en que el proyecto salga adelante. El origen del crowdfunding  está en los sistemas de donaciones, aunque como puede verse en la figura 1, no fue hasta el año 2009 cuando comenzó a popularizarse para el público general y empezó a ser visto como una alternativa seria para la búsqueda de financiación. Dicho auge fue en parte propiciado por la situación de creciente crisis económica que limitó la emisión de préstamos por parte de los bancos hacia nuevos proyectos, y la adopción masiva de Internet y las redes sociales, facilitando la propagación de ideas y la búsqueda alternativa de financiación (4). 18 Figura 1. Búsquedas en Internet del término crowdfunding (5) Actualmente el crowdfunding  sigue siendo usado de forma mayoritaria por pequeños emprendedores que buscan una forma de crear un negocio pero no consiguen financiación para su idea por parte de un banco o prefieren no depender de ningún fondo de inversiones. Algunos ejemplos de financiación mediante crowdfunding  exitosos son Star Citizen, un videojuego que lleva recaudados más de 80 millones de dólares mediante las aportaciones de más de 893.000 personas (6), Pebble Time, un smartwatch  con una recaudación de más de 20 millones de dólares (7), o el propio Ethereum, la plataforma de desarrollo de aplicaciones descentralizadas basado en la cadena de bloques sobre la que está realizado este trabajo, cuya financiación se realizó completamente mediante bitcoins alcanzando la cifra de 31.531 BTC en 42 días, equivalentes a más de 18 millones de dólares en aquel momento (8). Sin embargo, gracias a la popularización de la financiación colectiva durante estos últimos años también se han realizado importantes campañas de crowdfunding  más allá de los proyectos comerciales. Algunos ejemplos notorios son la campaña a las elecciones presidenciales de los Estados Unidos del año 2008 de Barack Obama (9) o el partido político Podemos (10) en España. Plataformas de crowdfunding  vía web La forma más popular de crowdfunding  en la actualidad es la del crowdfunding vía web, que consiste en una página web donde la persona o grupo de personas interesados en realizar el proyecto publican su idea y buscan usuarios que les financien a cambio de pequeñas recompensas. Los proyectos normalmente suelen estar agrupados en diferentes plataformas como Kickstarter (11) que facilitan la creación y gestión del mismo, permitiendo a los usuarios comenzar a recaudar fondos sin necesidad de conocimientos técnicos. Una vez el creador pública su proyecto, los usuarios pueden comenzar 19 a donar para que el proyecto salga adelante empleando un procesador de pagos como intermediario. Figura 2. Esquema de funcionamiento de una plataforma de crowdfunding  vía web Como puede verse en la figura 2, estos sistemas están centralizados y requieren de la confianza tanto del creador como de los usuarios hacia las empresas encargadas de gestionar la plataforma y el procesador de pagos. También requieren de la confianza por parte del usuario hacia el creador, al no contar con garantías de la realización del proyecto una vez que se ha alcanzado la meta de financiación fijada. Tanto la plataforma como el procesador de pagos podrían tomar la decisión en cualquier momento de anular la campaña de financiación y retener indefinidamente los fondos aportados. El uso de intermediarios también implica la acumulación de comisiones sobre el dinero aportado por los usuarios. En algunos casos, el creador del proyecto y el administrador de la página que gestiona el crowdfunding  son la misma persona, lo cual elimina la intermediación de una tercera empresa en el proceso de recolección de fondos. En estos casos, el creador aloja en un servidor bajo su control la página con la información de la campaña de financiación y emplea una cuenta bancaria propia para guardar los fondos en lo que dura la campaña. Esta opción no está al alcance de cualquier persona interesada en financiar su propio proyecto, puesto que requiere de amplios conocimientos técnicos y un significativo esfuerzo para la correcta 20 gestión de los fondos. De todos modos, este sistema no soluciona el problema de la confianza, sólo lo traslada hacia un problema de confianza entre los usuarios y el creador. Para eliminar la intermediación del procesador de pagos se puede recurrir al uso de criptomonedas, de modo que los usuarios envíen el dinero a través de sistemas como Bitcoin y empleen páginas como Coinfunder (12) para la gestión de sus proyectos. El uso de criptomonedas elimina tanto la necesidad de confianza con el procesador de pagos como el cobro abusivo de comisiones por las transacciones de poco valor. Arquitecturas Distribuidas Una de los conceptos más importantes cuando se habla de Ethereum es el de arquitectura distribuida. Propone eliminar la centralización quitando la dependencia de un servidor centralizado. Existen tres tipos importantes de estructuras (ver figura 3): ●Estructura Centralizada: Toda la estructura está gestionada por un solo nodo y sus usuarios pertenecen a la misma comunidad. Se utiliza principalmente en servicios web, alojadas en un servidor centralizado por el que tienen que pasar todas las personas que quieran acceder a ella (e.g. Wikipedia, Airbnb, Github). ●Estructura Federada: La infraestructura está dividida en varios nodos operativos que funcionan como su propia estructura centralizada, fragmentado el servidor central en pequeños servidores distribuidos. Cada uno de estos tiene su propio dueño y su comunidad. A pesar de esto, cualquier usuario de la estructura puede acceder a los datos de otros independientemente del nodo al que pertenezcan (e.g. GNU Social, Buddycloud, Diaspora). ●Estructura P2P (Peer to Peer  ): Es una estructura totalmente distribuida, particionando los trabajos y la información entre los usuarios de la red llamados “Peers”. Cada uno de estos tienen los mismos privilegios en la infraestructura. Cada usuario controla su aportación a la red distribuida y generalmente todos pertenecen a la misma comunidad (e.g. BitTorrent, Twister, Bitcoin, Ethereum). 21 Figura 3. Representación gráfica de las arquitecturas de red (13) Uno de los ejemplos más importantes de una arquitectura distribuida P2P es el de Bitcoin, en el que todos los usuarios ven todas las transacciones y tienen los mismos derechos. Ethereum utiliza también la arquitectura P2P al igual que Bitcoin consiguiendo así que todo el software desarrollado en este lenguaje sea 100% libre y descentralizado, ya que todos los usuarios de la red tienen acceso a todos los contratos de la cadena de bloques y al código fuente de estos. Orígenes de Ethereum Moneda Descentralizada En la década de los 80 y los 90 empezaron a aparecer formas de pago descentralizadas como ecash (14) que ofrecían una moneda con un alto nivel de privacidad; fue entonces cuando empezó a surgir el concepto del “dinero electrónico anónimo”. 22 Uno de los pioneros en la creación de una moneda electrónica descentralizada fue Wei Dai, que en 1998 publicó su propuesta de dinero electrónico llamada B-money (15). Wei Dai proponía la creación de dinero mediante la resolución de puzles computacionales. A partir de la idea de Wei Dai han ido surgiendo otras propuestas como Bit gold (16) para mejorar la implementación de una criptomoneda haciendo uso de RPOW (17), una extensión del sistema de prueba de trabajo de Hashcash (18). No fue hasta el año 2009 que se implementó por primera vez una moneda descentralizada, cuando Satoshi Nakamoto publicó la primera versión de Bitcoin (19). Esta moneda tenía como objetivo crear un sistema de pagos electrónicos completamente descentralizado, empleando pruebas criptográficas en lugar de confianza mediante un sistema de proof of work  o prueba de trabajo. Este mecanismo criptográfico resolvía dos problemas. Primero, ofrecía una forma efectiva de alcanzar un consenso entre todos los nodos de la red sobre el estado de la misma. Segundo, ofrecía la posibilidad de que cualquier persona podía unirse a la red de nodos, resolviendo los problemas políticos que implican el hecho de quién llevaba el control de la red de nodos. Bitcoin Bitcoin es una moneda virtual que se basaba en un sistema de transacciones donde existe un “estado”, que consiste en el estatus de todas las transacciones de los dueños de las monedas. De esta forma, la posesión de bitcoins no implica tener una moneda virtual, sino la existencia de un listado de transacciones en la que en la última persona es el beneficiario. En la figura 4 se puede ver un ejemplo del funcionamiento de las transacciones en Bitcoin y cómo estas cambian el estado mediante la transferencia de bitcoins. Figura 4. Funcionamiento de las transacciones en Bitcoin (20) Para que todo esto funcione se creó un sistema conocido como Blockchain  o cadena de bloques (21), un registro público y accesible por todos los nodos de la 23 red donde se almacena el historial de todas las transacciones. De esta manera se hace prácticamente imposible falsear una transacción, ya que si alguien intenta engañar a un nodo para hacer creer al sistema que tiene más dinero del que realmente posee, al sincronizar la información de la transacción, esta sería visible por el resto de la red y rechazada automáticamente al no poder demostrar la posesión de dichos bitcoins. Cadena de bloques La cadena de bloques es un tipo de base de datos distribuida que almacena la información en forma de bloques. Cada bloque guarda información sobre las transacciones realizadas, el tiempo en que el bloque fue añadido a la cadena, y hash del bloque anterior (ver figura 5). De esta forma, la validez de las transacciones futuras puede ser verificada consultando el último estado de la dirección de envío. Figura 5. Representación de la cadena de bloques (22) La inclusión del próximo bloque de la cadena se realiza mediante un sistema de prueba de trabajo conocido como “minar” (23). La minería permite a los nodos de la red alcanzar un consenso de forma distribuida. Los diferentes nodos de la red compiten mediante potencia de cálculo computacional por resolver un problema matemático. El nodo que resulte ganador es el encargado de formar el siguiente bloque con las transacciones pendientes de verificar y añadirlo a la cadena. Este sistema también permite la emisión de nueva moneda mediante la generación del coinbase (24) de cada bloque, una pequeña cantidad de moneda 24 Capítulo 3. Metodología y tecnología Dado que Ethereum es una plataforma completamente nueva, conlleva la utilización de tecnología proporcionada por los creadores, que en muchos casos está en una fase muy temprana del desarrollo. A continuación se detallan los programas y plataformas utilizadas en la realización del proyecto y los métodos de trabajo del equipo encargado de llevarlo a cabo. Metodologías Plan de Trabajo Debido a la naturaleza experimental de Ethereum (ya que está en desarrollo y planea tener la primera versión estable a lo largo de 2015), el plan de trabajo consistió en investigar semanalmente cómo evolucionaba el lenguaje de programación de Ethereum. A medida que aprendíamos a desarrollar aplicaciones, el equipo se reunía cada dos semanas para programar. También realizamos reuniones con los tutores del trabajo cada tres semanas para ir haciendo un reporte de los avances que habíamos conseguido, y para que nos aconsejaran cual era el siguiente paso a seguir. Cada vez que se conseguía algún avance, se informaba a todo el mundo mediante correo electrónico, sistema de comunicación que se empleaba también para agendar las reuniones. Primero hicimos pequeños programas de ejemplo para aprender cómo funcionaba internamente Ethereum. Una vez aprendido el funcionamiento de la plataforma, pasamos a mejorar el aspecto gráfico de algunas de las aplicaciones de prueba que realizamos, ya que la idea final era que Betfunding fuera atractiva para el usuario. Finalmente procedimos a la implementación de la plataforma de crowdfunding según las especificaciones detalladas en esta memoria. Enfoque de software libre Debido a que Ethereum es una plataforma para promover las aplicaciones distribuidas en Internet excluyendo a los servidores centralizados, pensamos que lo más lógico es que todo el software desarrollado y este documento sean libres. 31 El código fuente de todas las aplicaciones mencionadas en este documento es accesible a través de la organización de GitHub: https://github.com/EthereumUCM La licencia elegida para nuestro software es GPLv3, ya que el usuario tiene la capacidad de acceder a todo el código fuente y forzando el hecho de que cualquier trabajo derivado también sea GPLv3. Prototipado rápido Uno de los principales problemas que encontramos al empezar este proyecto es que el lenguaje de programación de contratos no estaba del todo desarrollado. Para solucionarlo decidimos utilizar prototipado rápido como metodología de desarrollo. El objetivo de este sistema es poder crear pequeños prototipos en ciclos cortos e ir mejorándolos en cada una de las iteraciones del método. De esta manera, a medida que Ethereum evolucionaba, éramos capaces de crear pequeños programas de prueba para ver los cambios en el lenguaje de programación y poder trasladarlos al prototipo final. Durante las fases de desarrollo de Betfunding, Ethereum experimentó un cambio importante en su forma de programar contratos, ya que pasó de un lenguaje llamado Serpent (59) basado en Python, a uno bastante más complejo y completo llamado Solidity (60). Gracias a la metodología de prototipado rápido pudimos adaptarnos a ese cambio. Contribuciones al proyecto Adrián Calvo María Los primeros meses de realización del proyecto los dediqué a explorar las funcionalidades de la plataforma de Ethereum y el lenguaje de programación Serpent. Durante ese periodo realicé pequeños programas como un contador y su correspondiente interfaz gráfica. Esta primera aplicación era muy sencilla y tenía como único propósito probar el entorno de desarrollo para ver cómo se almacenaba la información en la cadena de bloques y cómo ésta podía ser manipulada empleando la librería web3 de Ethereum. 32 Poco después comencé con la realización de ETHChat, una sala de chat distribuida sobre la cadena de bloques. La primera versión de esta aplicación consistía en un solo contrato programado en Serpent y una interfaz gráfica usando Bootstrap. Con esta aplicación buscada comprobar la viabilidad de Serpent para la realización de aplicaciones más complejas que pudieran ser usadas simultáneamente por varios usuarios. En torno al mes de diciembre, realicé una nueva versión de ETHChat que incluía dos nuevos contratos que se comunicaban entre sí para permitir el registro de nombres de usuario. Durante los primeros meses de 2015 realizamos las dos implementaciones del juego de apuestas, yo me encargué del desarrollo de la versión en Serpent mediante dos contratos. Finalmente realizamos Betfunding, la plataforma de crowdfunding distribuida, que estará dividida en una interfaz web y el código de la cadena de bloques en Solidity. En un primer momento me encargué de la primera especificación de las funciones y atributos del contrato. Luego repartimos el trabajo y realicé el diseño y el desarrollo de la interfaz web completa. Una vez tuvimos una primera versión de la interfaz web y el contrato, conecté ambas partes mediante la librería web3 corrigiendo los errores y ampliando tanto la parte web como el contrato en Solidity para conseguir una aplicación funcional. Dicho trabajo incluye la realización de los algoritmos de reparto del contrato en Solidity y el testeo completo de la aplicación. También creé un juez automático que permite la verificación de los proyectos mediante información alojada en la cadena de bloques, implementado mediante un contrato en Solidity. Todas las aportaciones aquí mencionadas pueden consultarse detalladamente desde las siguientes direcciones: ●https://github.com/AdrianClv/ethereum/commits/master/counter ●https://github.com/AdrianClv/ethereum/commits/master/chat ●https://github.com/AdrianClv/ethereum/tree/master/chat-v2 ●https://github.com/EthereumUCM/serpentGamblingGame/commits/mast er ●https://github.com/EthereumUCM/Betfunding/commits/master Respecto a la memoria, ha sido realizada de forma colaborativa entre los dos componentes del grupo empleando Google docs, de modo que ambos hemos 33 participado mediante la redacción y corrección del documento, siendo mi aportación principal los siguientes apartados: ●Resumen/Abstract ●Capítulo 2: estado del arte, crowdfunding, plataformas de crowdfunding vía web, cadena de bloques, altcoins, Bitcoin 2.0 y Lighthouse. ●Capítulo 3: Serpent, Solidity, Bootstrap y otras tecnologías. ●Capítulo 4: completo. ●Capítulo 5: introducción, especificación, requisitos funcionales y no funcionales, tipos de usuario, crowdfunding mediante apuestas, algoritmo y gráfico del ejemplo, estructura de la aplicación y ejemplo de uso. ●Capítulo 6: completo. ●Bibliografía. Viktor Jacynycz García Al comienzo del proyecto, la tecnología todavía estaba muy verde como para poder desarrollar programas, así que dediqué gran parte del tiempo en investigar el funcionamiento interno de la cadena de bloques. En el primer trimestre también estuve haciendo pequeñas pruebas con pequeños fragmentos de código (programado en Serpent), para ver cómo funcionaba el sistema para subir contratos, y cómo se interactuaba con ellos una vez en la red de Ethereum. A comienzos del 2015 se hizo pública una nueva versión del lenguaje de programación que estaba orientada a objetos, llamada Solidity, y comencé a desarrollar bastantes fragmentos de código para ver la sintaxis y la definición de tipos. Estos fragmentos de código se podían compilar en tiempo real en la web https://chriseth.github.io/cpp-ethereum/ para comprobar si está bien escrito un contrato. Después de aprender a programar en Solidity, implementé la primera versión del juego de apuestas en este lenguaje para ver la diferencia entre éeste y su predecesor Serpent, basado en Python. Una vez completado el juego de apuestas decidimos pasar a la implementación del prototipo inicial de Betfunding. Inicialmente yo me encargué de hacer la parte de Solidity, creando una primera versión con bastantes fallos. 34 Después de varias optimizaciones del código, realicé la segunda versión de Betfunding en la que creaba contratos externos para cada uno de los proyectos, pero luego vimos que esto no era viable. Finalmente realicé una última implementación de Betfunding que conectamos más tarde con la parte de frontend que había realizado mi compañero. Todos las aportaciones realizadas por los integrantes del proyecto se pueden consultar en https://github.com/EthereumUCM/ Como ha mencionado mi compañero con anterioridad, la memoria ha sido realizada de forma colaborativa con Google docs, aportando cada uno su parte en la redacción y corrección del documento. Principalmente mi aportación ha sido: ●Capítulo 1: completo. ●Capítulo 2: arquitecturas distribuidas, moneda descentralizada, Bitcoin y cadena de bloques. ●Capítulo 3: plan de trabajo, enfoque de software libre, prototipado rápido, Ethereum y AlethZero. ●Capítulo 4: revisión y conclusiones individuales de cada prototipo. ●Capítulo 5: crowdfunding mediante apuestas - ejemplo, diagrama de casos de uso, organización de un proyecto en el contrato, estructura de un proyecto en el contrato y mockups. ●Capítulo 6: Gran parte de la ampliación del capítulo para tener una visión más completa de las conclusiones del proyecto. ●Bibliografía. Finalmente repasé toda la memoria, mejorando el aspecto visual de los párrafos y los títulos y poniendo en negrita los conceptos importantes para facilitar la lectura. Tecnologías Nuestra aplicación final está dividida en un contrato y una interfaz web. Para el desarrollo del contrato se han empleado lenguajes de programación, tecnologías y aplicaciones que forman parte de Ethereum. La interfaz web es independiente y se ha desarrollado mediante tecnologías web del lado del cliente como HTML, CSS, JavaScript y Bootstrap. La conexión entre ambas partes se realiza mediante el uso de una librería proporcionada por la propia plataforma de Ethereum. 35 Ethereum Ethereum nace inspirado de muchos de los conceptos de Bitcoin 2.0 antes mencionados para ofrecer a cualquier usuario una herramienta para desarrollar aplicaciones descentralizadas y seguras de forma sencilla. El funcionamiento interno es muy parecido al de bitcoin, con su propia criptomoneda llamada “ether” (61). Para la creación de aplicaciones primero se escribe un contrato mediante código y se sube a la cadena de bloques mediante una transacción. Una vez en la cadena de bloques, el contrato tiene una dirección desde la cual se puede interactuar con él. Ethereum tiene su propio lenguaje de programación con el que desarrollar aplicaciones como plataformas de crowdfunding  , casas de apuestas o casinos. Todas estas aplicaciones son distribuidas, lo cual implica que cualquier persona puede crear un contrato en Ethereum sin necesidad de un servidor centralizado. Cuentas en Ethereum La forma de identificarse en la red de Ethereum es mediante el uso de cuentas. Una cuenta es una dirección desde donde el usuario puede interactuar con el resto de la red. Una dirección en Ethereum puede identificar a un usuario de la red o a un contrato almacenado en la cadena de bloques: ●Usuarios: Son todos las personas que quieran interactuar con la red de Ethereum. Disponen de su dirección y un balance con el saldo disponible en su cuenta. ●Contratos: Un contrato en Ethereum también se identifica por su dirección y en este contiene el código del contrato, un balance con el saldo disponible y su propia memoria donde almacenar información. Cada vez que un contrato recibe un mensaje en forma de transacción, se ejecuta su código permitiendo la lectura y modificación de su memoria interna. De esta manera se consigue que usuarios y contratos se comporten de una manera indistinguible en la red de Ethereum. Para que exista comunicación entre cuentas existen las transacciones. 36 Transacciones Una transacción en Ethereum es una forma de comunicación entre dos cuentas. Esta comunicación es simplemente un paquete de datos que se envía de un sitio a otro mediante el pago de una pequeña comisión. El pago de estas transacciones se hace a través de la propia moneda de Ethereum llamada ether  , la cual se puede conseguir minando en la red. Una transacción contiene: ●El recipiente del mensaje. ●Una firma identificando la cuenta que envía la transacción. ●La cantidad de ether que se envía. ●Un campo de datos opcionales (que se usarán para interactuar con los contratos). ●Un valor llamado STARGAS que representa el máximo de pasos computacionales que la transacción puede realizar. ●Un valor llamado GASPRICE que indica el precio que debe de pagar el emisor para poder realizar la transacción. De esta manera se consigue que si un usuario quiere usar la red Ethereum para subir contratos a la cadena de bloques, tiene que conseguir ether, por lo tanto tiene que minar,  lo que contribuye al funcionamiento de toda la red. AlethZero Para poder trabajar con Ethereum, es necesario conectarse a la cadena de bloques y poder interactuar con ella. Naturalmente, la forma de transmitir toda la información de los contratos y los usuarios es mediante una arquitectura P2P, ya que es una red que no precisa de ningún servidor. Para poder sincronizar la cadena de bloques en un ordenador es necesario un cliente que proporcionan los propios diseñadores de Ethereum llamado AlethZero (62) (ver figura 7). 37 Figura 7. AlethZero v0.8.2 Se trata de un programa, un poco caótico en sus primeras versiones. En estas el programa se iniciaba con muchas ventanas pequeñas con información sobre contratos, transacciones, etc. Estas ventanas se acoplaban entre ellas sin posibilidad de hacer scroll, causando una pérdida de información para el usuario. Con AlethZero se puede acceder a la red de Ethereum ofreciendo la posibilidad de crear usuarios, minar, subir contratos a la cadena de bloques e interactuar con estos. También incorpora un navegador con el que podemos crear páginas con su propia librería JavaScript para comunicarse con los contratos de la cadena de bloques. Serpent Al igual que Bitcoin, Ethereum cuenta con con un lenguaje de scripts interno para la creación de transacciones EtherScript (63), de esta forma es posible crear transacciones con características especiales que puedan ser consideradas contratos inteligentes. 38 En el caso de Ethereum, este lenguaje de scripts es Turing-completo permitiendo adjuntar código más complejo a las transacciones a la hora de crear los contratos inteligentes. Sin embargo, estos lenguajes suelen ser de muy bajo nivel y bastante complejos de usar al contar con un gran número de códigos de operación (una porción de una instrucción de EtherScript), por ello los desarrolladores de Ethereum desarrollaron varios lenguajes de alto nivel para facilitar la tarea a los desarrolladores. Uno de dichos lenguajes fue Serpent. Serpent fue diseñado para ser lo más parecido posible a Python para facilitar su aprendizaje a los desarrolladores ya familiarizados con este lenguaje. El código escrito en Serpent se compila a EtherScript para que pueda ser interpretado en la cadena de bloques. La compilación se realiza por el propio cliente de Ethereum. Una vez convertido a EtherScript, el código forma parte de la transacción de creación del contrato y puede ser consultado por el resto de nodos de la red. init: contract.storage[1] = 0 contract.storage[2] = msg.sender code: if msg.data[0] == 1: if msg.sender == contract.storage[2]: contract.storage[1] = 0 return(1) else: return(0) else: contract.storage[1] += 1 return(1) Ejemplo de código escrito en Serpent Code PUSH1 0x5 PUSH1 0x11 JUMP JUMPDEST PUSH1 0xd2 DUP1 PUSH1 0x2a PUSH1 0x0 CODECOPY PUSH1 0x0 RETURN JUMPDEST PUSH1 0x0 PUSH1 0x0 DUP2 SWAP1 PUSH1 0x0 ADD SSTORE POP CALLER PUSH1 0x1 DUP2 SWAP1 PUSH1 0x0 ADD SSTORE POP JUMPDEST JUMP STOP PUSH1 0x0 CALLDATALOAD PUSH29 0x1 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 SWAP1 DIV DUP1 PUSH4 0x6 0x66 0x1a 0xbd EQ PUSH1 0x42 JUMPI DUP1 PUSH4 0x6d 0x4c 0xe6 0x3c EQ PUSH1 0x4e JUMPI DUP1 PUSH4 0xd8 0x26 0xf8 0x8f EQ 39 PUSH1 0x5e JUMPI STOP JUMPDEST PUSH1 0x48 PUSH1 0xbf JUMP JUMPDEST PUSH1 0x0 PUSH1 0x0 RETURN JUMPDEST PUSH1 0x54 PUSH1 0xb1 JUMP JUMPDEST DUP1 PUSH1 0x0 MSTORE PUSH1 0x20 PUSH1 0x0 RETURN JUMPDEST PUSH1 0x64 PUSH1 0x6a JUMP JUMPDEST PUSH1 0x0 PUSH1 0x0 RETURN JUMPDEST PUSH1 0x1 SLOAD PUSH20 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff AND CALLER PUSH20 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff 0xff AND EQ PUSH1 0xa2 JUMPI PUSH1 0xae JUMP JUMPDEST PUSH1 0x0 PUSH1 0x0 DUP2 SWAP1 PUSH1 0x0 ADD SSTORE POP JUMPDEST JUMPDEST JUMP JUMPDEST PUSH1 0x0 PUSH1 0x0 SLOAD SWAP1 POP PUSH1 0xbc JUMP JUMPDEST SWAP1 JUMP JUMPDEST PUSH1 0x1 PUSH1 0x0 SWAP1 DUP2 SLOAD ADD SWAP1 DUP2 SWAP1 PUSH1 0x0 ADD SSTORE POP JUMPDEST JUMP Ejemplo de código de EtherScript En el código de ejemplo mostrado puede verse la estructura y alguna de las características de este lenguaje. El apartado “init” sólo se ejecuta una vez durante la creación del contrato en la cadena de bloques, mientras que el apartado “code” se ejecuta cada vez que el contrato recibe una transacción. La información sobre la transacción que ejecuta el contrato puede consultarse durante la ejecución del mismo; por ejemplo, la instrucción “msg.sender” permite al contrato saber desde qué dirección se ha solicitado su ejecución. Mediante “msg.data” se accede a un array de información enviado por el usuario; de esta manera puede interactuar con el contrato enviándole información que será leída durante la ejecución. La información almacenada en el propio contrato se puede consultar mediante la instrucción “contract.storage”, que devuelve un array en donde cada posición accede a 32 bytes de información. Durante las primeras versiones de Ethereum, Serpent era considerado el lenguaje principal de la plataforma aunque aún se encontraba en una fase muy temprana de su desarrollo, y no contaba con tipado de datos, estructuras o funciones. La aparición de Solidity lo ha ido desplazando progresivamente como lenguaje principal de la plataforma. Solidity Solidity es otro de los lenguajes de Ethereum que con el tiempo ha ido desplazando a los anteriores y consolidándose como lenguaje oficial. Al 40 La primera posición del bloque del mensaje se reserva para la dirección del autor del mensaje (en rojo en la imagen) y las siguientes para el contenido del mensaje (en verde). Antes de ser enviado a la cadena de bloques, el mensaje se divide en bloques de 32 bytes y las cadenas que cuenten con caracteres especiales se codifican para su almacenamiento. Conclusiones La realización de este prototipo nos acercó mucho al concepto de la cadena de bloques y gracias a ello, fuimos aprendiendo el funcionamiento interno de Ethereum. En las primeras versiones de nuestro chat tuvimos problemas al interactuar con los usuarios que utilizaban el servicio, así que tuvimos que averiguar cómo se comunicaba la cadena de bloques con los clientes individualmente, lo cual nos enseñó mucho sobre la parte JavaScript del frontend que ejecuta el usuario. Una vez concluido el último prototipo de ETHChat, ya teníamos conocimientos sobre las transacciones, los contratos y el entorno de programación proporcionado por los desarrolladores de Ethereum, lo cual nos dió pie a poder experimentar con algún prototipo más antes de empezar con la plataforma final de crowdfunding  . Segundo prototipo: Juego de Azar Conforme se ha ido facilitando la transmisión de dinero a través de Internet, los casinos online y juegos de apuestas se han ido popularizando. El uso de criptomonedas permite reducir las comisiones en las transacciones y aumentar el anonimato de los jugadores. Páginas como Satoshi Dice (70), Satoshibet (71) y FortuneJack (72) han popularizado las apuestas mediante Bitcoin, convirtiéndose en uno de los servicios más usados con esta tecnología. Estas páginas gestionan las carteras de Bitcoin de sus clientes desde un servidor central, por lo que los usuarios corren el riesgo de perder el dinero si la página cierra. Nuestro objetivo era desarrollar una aplicación que permitiera gestionar las apuestas desde la propia cadena de bloques, sin necesidad de un servidor central. 47 La aplicación elegida fue un sistema de apuestas similar a una lotería. El sistema permite a cualquier usuario iniciar una lotería indicando el tiempo disponible para realizar las apuestas. Durante ese tiempo, los usuarios podrán apostar por el número que deseen. Cuando finaliza el tiempo, el contrato espera la orden para realizar el sorteo y escoger un número ganador de forma aleatoria mediante el timestamp del bloque. Los usuarios que apostaron por el número ganador recibirán su parte correspondiente del bote acumulado en función de la cantidad apostada. En caso de no haber ganador se le devolverá a cada usuario su apuesta. Transición de Serpent a Solidity El desarrollo de esta aplicación coincidió con el anuncio de Solidity como nuevo lenguaje de programación para Ethereum. La aplicación ha sido desarrollada simultáneamente en Serpent y Solidity para comprobar el grado de estabilidad yusabilidad de ambos lenguajes de cara a crear la aplicación final de crowdfunding. A continuación se hace un repaso sobre las principales diferencias encontradas al realizar ambas implementaciones. Estructura En el caso de Serpent, la implementación se realizó mediante dos contratos. Uno encargado de almacenar una lista de loterías y otro específico para cada lotería encargado de guardar el dinero y el registro de apuestas de los usuarios (ver figuras 10, 11 y 12). El contrato principal es el encargado de crear las loterías y recibir todas las peticiones de los usuarios, que serán redireccionadas al contrato correspondiente. 48 Figura 10: Estructura de los contratos de Juego de azar en Serpent. 49 Figura 11: Estructura de los contratos de Juego de azar en Serpent. 50 Figura 12: Estructura de los contratos de Juego de azar en Serpent. 51 Al no disponer de más memoria aparte de un array de datos de 32 bytes, la información sobre las apuestas se guardan en bloques de tres posiciones del array (apostador, número apostado y cantidad apostada) y se reservan las primeras posiciones del array para información sobre el contrato. En Solidity, hay solo un contrato que gestiona todas las loterías mediante estructuras almacenadas en una lista. Las apuestas tienen asignado un id y cuentan con sus propias listas donde se almacena la información sobre la apuesta (ver figura 13). Figura 13: Estructura de la aplicación Juego de azar en Solidity. La gestión de la memoria ya no recae en el programador y pasa a ser gestionado por el compilador. 52 Funciones Al carecer de funciones, en Serpent se toma el primer elemento del array de datos adjunto a la transacción para indicar la funcionalidad del código que se quiere ejecutar. var contrato = '0xa82e47dda3c6cf9e4d5e685a2a5d6b722c992d00'; var datos = [1, dato2, dato3] web3.eth.transact({to: contrato, data: datos, gas: 5000}); Ejemplo de envío de transacción desde JavaScript. if msg.data[0] == 0: # Código de la “función” 0 elif msg.data[0] == 1: # Código de la “función” 1 elif msg.data[0] == 2: # Código de la “función” 2 Ejemplo de código de Serpent simulando el uso de funciones. Tomando como ejemplo los códigos mostrados arriba de JavaScript y Serpent, el código que se ejecutará en el contrato es el código de la “función” 1. En Solidity, las funciones permiten a los usuarios llamar a la parte de código que necesiten de forma más intuitiva y mantener una mayor limpieza en el código por parte del desarrollador. var abi = [ { name: "funcion1", type: "function", inputs: [{ name: "x", type: "uint" }], outputs: [] }, { name: "funcion2", type: "function", inputs: [], outputs: [{ name: "r", type: "uint" }] } ]; var direccion = '0xa82e47dda3c6cf9e4d5e685a2a5d6b722c992d00'; var Contrato = web3.eth.contractFromAbi(abi); var contratoInstancia = new Contrato(direccion); contratoInstancia.funcion1(123); Ejemplo de envío de transacción desde JavaScript. 53 contract SimpleStorage { function funcion1(uint x) { // Código de la función 1 } function funcion2() returns (uint r) { // Código de la función 2 } } Ejemplo de código de Solidity usando funciones. En los ejemplos de arriba se muestra cómo se envía información y su posterior tratamiento mediante funciones en un contrato programado con Solidity. Para ello, desde JavaScript se indica el ABI, su dirección, y se crea una instancia del contrato desde la que ejecutar las funciones. En el código del ejemplo se ejecutará la función “funcion1” con el parámetro “123”. Conclusiones Este pequeño programa fue muy significativo para el desarrollo de este proyecto por dos factores importantes: En primer lugar aprendimos a manejar dinero en forma de criptomoneda dentro de la plataforma de desarrollo Ethereum. Esto es una parte primordial del programa final ya que se trata de una aplicación de financiación de proyectos y el manejo de dinero es la parte más importante de la implementación de esta. En segundo lugar nos adaptamos al nuevo lenguaje de programación de contratos Solidity, el cual era mucho más intuitivo que su antecesor Serpent. Gracias a este nuevo lenguaje pudimos desarrollar la plataforma de crowdfunding  de una manera mucho más limpia, intuitiva y fácil de entender. Con la realización de este prototipo de juegos de azar estábamos preparados para pasar a la implementación final de nuestra aplicación Betfunding, ya que teníamos conocimientos de: ●El funcionamiento interno de las transacciones en la cadena de bloques. ●El manejo de dinero dentro de un contrato y cómo transferirlo a uno o varios usuarios. ●El uso de programación orientada a objetos para desarrollar los contratos gracias al lenguaje de programación Solidity. 54 Capítulo 5. Betfunding: plataforma de crowdfunding distribuida Betfunding es la plataforma de crowdfunding distribuida de la que trata este proyecto. El dinero empleado es la criptomoneda Ether y su gestión se realiza de forma distribuida usando un contrato en la cadena de bloques para evitar la necesidad de intermediarios. Cualquier usuario puede publicar un proyecto y la financiación funciona mediante apuestas. Se crean dos depósitos, el depósito de los usuarios y el de los creadores. Las personas que quieran que el proyecto salga adelante envían sus aportaciones al depósito de los usuarios (apuesta negativa), mientras que las personas que quieran realizar ellos mismos un proyecto lo harán en el de los creadores (apuesta positiva). Mediante la aportación de dinero en el depósito de los creadores, el creador se compromete a la realización del proyecto y ofrece ese dinero como garantía, de modo que si no cumple su palabra pierde el dinero. Sin embargo a nivel la aplicación, los creadores y los especuladores son indistinguibles, ya que ambos apuestan positivamente, pero el especulador no tienen porqué contribuir a la realización del proyecto. La verificación de que el proyecto ha sido correctamente realizado siguiendo las indicaciones de la persona que lo publicó la realiza un juez. El juez es una dirección de Ethereum nombrada por la persona que publica el proyecto. Un juez puede ser una persona de confianza que realice la verificación de forma manual u otro contrato. Si el proyecto se verifica dentro del plazo establecido para su realización, el dinero del depósito de los usuarios se reparte entre los creadores. El reparto entre los creadores se realiza ponderando por el orden de llegada y la fianza aportada. Si llega fecha de realización y no se ha verificado un proyecto, entonces la fianza aportada por los creadores se reparte entre quienes apoyaron económicamente la realización del proyecto de forma ponderada por la cantidad aportada. 55 Especificación Requisitos funcionales  RF-1 Buscar proyecto Descripción Conocido el ID del proyecto que se quiere consultar, el usuario puede acceder a la información y el estado del proyecto. Entrada ID del proyecto Salida ID, nombre, creador, fecha de finalización, apuestas, juez, descripción, estado. Necesita Conexión con nodo local de Ethereum. Precondición Existe un proyecto con dicho ID. Poscondición Información del proyecto mostrada por pantalla. Excepciones Si no existe un proyecto con el ID seleccionado, se informa al usuario.      56 Tipos de usuario Al ser una plataforma dedicada a la financiación de proyectos mediante crowdfunding, es fácil identificar a dos tipos de usuarios diferentes: creadores y financiadores. Estos dos tipos de usuarios son comunes a los de cualquier otro sistema de crowdfunding, sin embargo, debido a la particularidad de la plataforma y el método de financiación mediante apuestas, en nuestra aplicación surgen otros dos tipos de usuarios: jueces y especuladores. ●Financiadores: Son usuarios que quieren ver realizado un proyecto pero no cuentan con las habilidades necesarias para llevarlo a cabo por su cuenta. Pueden sugerir proyectos y financiarlos mediante apuestas negativas. Su papel dentro de la plataforma es el de aportar dinero a un bote común del proyecto que quiera ver realizado con el objetivo de incentivar su desarrollo por parte de los creadores. ●Creadores: Son los encargados de llevar a cabo la creación de los proyectos propuestos por el resto de usuarios. En el momento de comprometerse a la realización de un proyecto deben realizar una apuesta positiva a modo de garantía para optar al bote de recompensa por su creación. Es posible que en un mismo proyecto haya varios creadores trabajando al mismo tiempo, ya sea de forma independiente o colaborando entre sí. Para ello, cada uno de los creadores deberá realizar una apuesta positiva por su cuenta al momento de comenzar a trabajar en el proyecto y el sistema repartirá el bote por su creación en función de la cantidad aportada como garantía en la apuesta y el orden en que se sumaron a la realización del proyecto. ●Jueces: En un principio pensamos intentar conectar el contrato con algún RSS o fuente externa a la cadena de bloques para poder verificar los proyectos. Sin embargo, los desarrolladores de Ethereum, a pesar de que dijeron que implementarían una forma para comunicar la cadena de bloques con fuentes externas, decidieron no implementar esta funcionalidad, al menos de momento. Por lo que tuvimos que pensar una forma alternativa para poder verificar un proyecto de manera imparcial para que ninguna de las dos partes saliera beneficiada. 63 A la conclusión a la que llegamos es que al crear un proyecto se asigna un juez del que se tienen que fiar los posibles inversores del proyecto. De ahí la importancia de especificar bien el modo de verificación de cada uno de los proyectos en la descripción de estos. Un juez puede ser tanto un humano que cuente con la confianza de ambas partes y realice la verificación de forma manual como un contrato inteligente que funcione de forma autónoma y verifique el proyecto basándose en unas reglas preestablecidas. ●Especuladores: En Betfunding la única regulación existente es la del propio código y permite que cualquier usuario puede ser creador y financiador de un proyecto sin aportar más información que la dirección desde donde manda las transacciones. Esto, junto al sistema de apuestas empleado para la financiación de los proyectos, abre la puerta a la aparición de especuladores, usuarios que no tienen interés en los proyectos y cuya única finalidad es la de ganar dinero. Un especulador aporta dinero a uno u otro bote de apuestas si ve que la cantidad de dinero aportada por el creador como fianza está descompensada respecto al bote de los usuarios. De esta forma, está pensando en el beneficio económico que puede sacar con ello y no en financiar un proyecto o formar parte del equipo de creadores. El papel de los especuladores en la plataforma ayuda a mantener un equilibrio en las apuestas yaumentar los incentivos económicos para creadores y financiadores consiguiendo con ello aumentar su participación. 64 Crowdfunding mediante apuestas Normalmente, en una aplicación de crowdfunding los usuarios aportan dinero a una cuenta común, que se encarga de desbloquear los fondos una vez alcanzado el objetivo. En nuestra aplicación queríamos que fueran los usuarios quienes propusieran los proyectos y pudiera haber más de un creador al mismo tiempo realizando el proyecto. Inspirados por sistemas descentralizados de predicción de mercados como Augur (74), decidimos emplear un sistema de apuestas para la financiación de los proyectos. De esta forma, ningún creador puede “secuestrar” la realización de un proyecto y todos se ven recompensados proporcionalmente. En el caso de Betfunding se crean dos cuentan independientes, en una de ellas los usuarios aportan dinero como recompensa para los creadores. En la otra, los creadores aportan una fianza cuando comienzan a desarrollar el proyecto. ●Si el proyecto no se realiza correctamente dentro del plazo establecido, los creadores pierden la fianza y los usuarios recuperan su dinero. De esta forma los usuarios compensan el tiempo perdido repartiéndose la fianza depositada por los creadores y pueden volver a proponer el mismo proyecto con más recursos para atraer a nuevos creadores. ●Si el proyecto se realiza con éxito, los usuarios quedan satisfechos por ver realizado el proyecto que querían apoyar y los creadores reciben el dinero aportado por los usuarios como recompensa y recuperan la fianza. Este sistema abre la puerta a que entren especuladores haciéndose pasar por creadores con la única intención de hacer dinero y quedarse con una buena parte de la recompensa depositada para los creadores. Para evitar este escenario, se hace uso de diferentes algoritmos de reparto para cada uno de los botes que custodian los fondos. ●La fianza depositada por los creadores se reparte entre los usuarios de forma ponderada en función de la cantidad aportada. De esta forma, los usuarios que estuvieran dispuestos a perder una mayor cantidad de dinero para la realización de un proyecto, recibirían una mayor compensación si éste no sale adelante. 65 ●La recompensa depositada por los usuarios se reparte entre los creadores de forma ponderada en función de la fianza depositada y el orden de llegada a la realización del proyecto. De esta forma todos los creadores que comenzaron a trabajar antes en la realización del proyecto recibirían una mayor parte de la recompensa aportada por los usuarios a menos que los nuevos creadores aporten una fianza significativamente mayor. Con estas modificaciones, se logra un equilibrio entre ambos botes de forma que se garantice una recompensa lo suficientemente interesante para quienes comenzaron a desarrollar el proyecto como para que continúen con él. Los nuevos creadores o especuladores haciéndose pasar por creadores que se unan posteriormente deberán sopesar si les merece la pena una menor recompensa por el mismo trabajo. En este escenario, la mejor opción para quienes entren después en el lado de los creadores es colaborar con quienes ya había antes en la realización del proyecto, ya sea mediante trabajo o la provisión de recursos. Puede darse el caso de que quienes no están participando en el desarrollo del proyecto aporten una fianza lo suficientemente grande como para que a quienes sí lo están haciendo no les merezca la pena continuar por la recompensa. En este caso, el equilibrio en los botes volvería a su lugar con la entrada de nuevos especuladores en el lado de los usuarios atraídos por el tamaño de la fianza. Si esto no se produjera, los creadores de verdad podrán simplemente dejar de trabajar en el proyecto y apostar al bote contrario con la certeza de que el proyecto no saldrá adelante y recibir beneficios. Al mismo tiempo, pueden abrir un nuevo proyecto con las mismas características y continuar ahí su desarrollo. Ejemplo Alice es una apasionada de los juegos para móvil, pero no sabe desarrollar este tipo de aplicaciones. Lo que Alice quiere es una aplicación revolucionaria que llamaremos Xenon y además dispone de una pequeña cantidad de dinero. Para que alguien desarrolle esta aplicación, Alice apuesta en Betfunding 1000 wei (125 $) que nadie va a desarrollar esa aplicación antes de una fecha límite. Varias personas interesadas en esta aplicación también apuestan a que no se va a realizar Xenon. 66 A Bob le gusta mucho la programación, y explorando en Betfunding descubre que puede realizar Xenon, así que apuesta 160 wei a que si se hará a tiempo, y se pone a programar. Eve es una especuladora que está buscando ganarse algo de dinero. Como ve que solo una persona ha apostado a que se realizaría, y piensa que el proyecto va a fracasar, también apuesta a que no se completará antes de la fecha límite. Llegados a este punto hay una cantidad de 2000 wei en la parte que dice que no se podrá hacer Xenon. Chalie y Dean ven una oportunidad de ganar algo de dinero y apuestan 120 wei y 160 wei respectivamente. Ambos se ponen en contacto con Bob para reunir fuerzas y poder desarrollar la aplicación a tiempo. Unidos los tres, consiguen verificar el proyecto antes del deadline y gracias a ello reciben una cantidad de dinero proporcional a la que ellos apostaron, ponderada según el orden en el que lo hicieron, para beneficiar a los que apuestan antes (ver la tabla siguiente). Tabla de apuestas positivas del ejemplo teniendo en cuenta una cantidad de apuestas negativas de 2000 wei: ID POSICIÓ N Aposta do (wei) Aposta do ($) P-Orde n P-Cantida d P-Medi a Benefici o (wei) Total recibid o (wei) Bob 1 160 20 0,5 0,363 0,431 862 1022 Charli e 2 120 15 0,333 0,272 0,302 604 724 Dean 3 160 20 0,166 0,363 0,264 528 688 Total 3 440 55 0,999 0,998 0,997 1994 2434 El siguiente gráfico ilustra que la cantidad obtenida al completar el proyecto: 67 Casos de uso A continuación, en la figura 14 se muestran los diferentes casos de uso de forma gráfica para cada uno de los usuarios de la aplicación. En la representación del usuario se ha diferenciado entre usuario normal, financiador, creador, especulador y juez en función del rol que toma el usuario en su interacción con la plataforma, siendo el usuario normal aquel que todavía no ha interactuado con el proyecto y cuya acción puede ser realizada por cualquiera de los otros tipos de usuario. 68 Figura 14. Diagrama con los casos de uso de la aplicación 69 Implementación Estructura de la aplicación Figura 15. Estructura de de la aplicación Betfunding Como puede verse en la figura 15, la aplicación está dividida en dos partes, el contrato (Betfunding.sol) que será el encargado de dar funcionalidad a la aplicación, y la interfaz (index.html) que permitirá a los usuarios interactuar con el contrato de una forma visual e intuitiva. Para la interacción entre ambas partes es necesario contar con un nodo local de Ethereum que se sincronice con el resto de nodos de la red. Contrato Haciendo un símil con la estructura de una aplicación web tradicional, el contrato podría ser el backend  de la aplicación que se ejecute en el lado del servidor. En el caso de Betfunding, al tratarse de una aplicación descentralizada no existen servidores centrales, en su lugar la sincronización de los datos se realiza de forma P2P entre los usuarios. El código del contrato está escrito en el lenguaje de programación Solidity, que contiene la información sobre los proyectos creados, apuestas y las funciones 70 que indican cómo se comportará la aplicación. También tiene capacidad para recibir y enviar dinero. El contrato se envía a la cadena de bloques mediante una transacción, donde una vez subido, pasa a funcionar de forma autónoma conforme a las reglas ya establecidas en el código. En este punto el contrato es autónomo y ni siquiera el desarrollador puede modificar su comportamiento o acceder al dinero almacenado. Interfaz Es similar a la de cualquier aplicación web, emplea tecnologías del lado del cliente ampliamente conocidas como HTML, CSS y Javascript. Esta interfaz es interpretada mediante el cliente de Ethereum que cuenta con un navegador web incorporado. La interfaz se comunica con un nodo local de Ethereum mediante la librería web3 que trae incorporada el cliente de Ethereum. Para ello se crea una instancia del contrato con el ABI que indique el formato y la forma de llamar a las funciones. Red Ethereum La red Ethereum representa a los diferentes nodos conectados entre sí, cada uno de ellos con su copia de la cadena de bloques. Los nodos se conectan de forma P2P sin una parte centralizada. Los datos resultantes de las transacciones realizadas se sincronizan mediante el proceso de minado explicado más arriba. Nodo local El nodo local es el nodo alojado en el ordenador del usuario y es su representación en la red de Ethereum. Desde él el usuario puede acceder a sus cuentas y comunicarse con el resto de la red. Cada nodo que forma parte de la red aloja una copia de la cadena de bloques con el registro de todas las transacciones, lo cual incluye el código de todos los contratos y su estado. El nodo alojado en el ordenador del usuario tendrá una 71 copia del contrato con el que se comunicará a través de la interfaz. La sincronización de los datos resultantes de la interacción entre el usuario y su nodo serán sincronizados a través de la red Ethereum. Organización de proyectos en el contrato La idea original que nos planteamos en el primer prototipo de Betfunding era la de emplear dos tipos de contratos. Un contrato principal que llevaría un registro de los proyectos creados mediante una lista y un segundo tipo de contrato para cada proyecto con información y un registro de las apuestas. Sin embargo, la versión que empleamos de Solidity no permite la creación y uso de un contrato desde otro. La solución fue crear un solo contrato que guardase un registro de todos los proyectos y la información de cada uno de ellos mediante una estructura de datos como se muestra en la figura 16. Figura 16. Evolución de la organización de los contratos en Betfunding 72 Una vez el contrato está alojado en la cadena de bloques, puede cargarse desde una interfaz gráfica para facilitar la comunicación con los usuarios. Para ello, basta con introducir la ruta del fichero (index.html) en el navegador del cliente de Ethereum. Antes hay que asegurarse de que la dirección del contrato está correctamente referenciada desde la interfaz (scripts.js) para crear una instancia del contrato de forma local que permita la comunicación. El aspecto que tendrá entonces la aplicación puede verse en la figura 23. Figura 23. Betfunding En este momento, todos los usuarios de la red de Ethereum que conozcan la dirección del contrato o tengan los ficheros de la interfaz, podrán hacer uso de la aplicación. 79 Interacción con la plataforma Para la creación de un proyecto, el usuario tiene que rellenar un formulario con la información y pulsar un botón. Esto generará una transacción hacia el contrato con la información del formulario adjunta. La información necesaria es: Nombre del proyecto, número de días para su realización, dirección del juez, y URL donde se puede ver la descripción del proyecto y el método de verificación que seguirá el juez. El cliente de Ethereum generará una ventana de confirmación informando al usuario del coste de dicha acción como se ve en la figura 24. Figura 24. Creación de un proyecto en Betfunding 80 Como toda acción que requiera del envío de una transacción, es necesario esperar a que se confirme por la red mediante el proceso de minado. Una vez confirmada la transacción, la información del proyecto quedará guardada en el contrato. En la figura 25 puede verse como el proyecto ha sido añadido a la lista de proyectos en la interfaz gráfica (izquierda) y cómo la memoria interna del contrato ha sido modificada en la cadena de bloques (derecha). Figura 25. Nuevo proyecto en Betfunding Para acceder a la información completa de un proyecto basta con hacer click sobre el nombre o introducir su ID en el cuadro de búsqueda. Se desplegará una caja con información sobre el proyecto, estado y apuestas (ver figura 26). También aparecerá un formulario que permitirá hacer una apuesta para financiar el proyecto. 81 Al haber escogido como juez nuestra propia dirección, nos aparecerá un botón que indica que somos juez del proyecto para que podamos verificarlo cuando haya sido realizado. Figura 26. Información de un proyecto en Betfunding Cuando se realiza una apuesta, se envía una transacción por valor de la cantidad indicada en el formulario. En la figura 27 puede verse la información del contrato actualizada tras recibir una transacción como “Nice bet” por valor de 5000 wei. En la parte de la derecha se puede ver como el contrato con dirección 82 “dcff930d…” ahora tiene a su derecha el valor “5000 wei”, que indica la cantidad de dinero que tiene el contrato. Figura 27. Información de un proyecto tras realizar una apuesta Cuando la realización del proyecto ha sido verificada por el juez o se ha acabado el tiempo de plazo para su realización, el estado del proyecto cambia a cerrado (ver figura 28). Cuando se cierra un proyecto ya no se permiten nuevas apuestas y aparece un nuevo botón “Ping” para que cualquier usuario pueda activar la función de reparto de los botes en función del resultado del proyecto. 83 Figura 28. Contrato cerrado en Betfunding 84 Capítulo 6. Conclusiones y trabajo futuro El primer objetivo de este Proyecto era investigar, experimentar y aprender sobre los contratos inteligentes, y la tecnología de la cadena de bloques. Este objetivo lo hemos conseguido mediante la implementación de varias aplicaciones funcionales: Un chat público en el que cualquier persona puede participar, un juego de azar donde se puede apostar dinero a través de un contrato inteligente, y una plataforma de crowdfunding como aplicación principal de este proyecto. Gracias a esta plataforma final que hemos creado estamos intentando promover la creación de proyectos de una forma novedosa y atractiva. Esta aplicación es totalmente funcional y cualquier persona puede ponerla en funcionamiento, interactuar con ella y ganar dinero para financiar su proyecto. También hemos comprobado que la viabilidad de esta plataforma de desarrollo nos da una gran diversidad de posibles trabajos futuros, que explicaremos más adelante, una vez evolucione a versiones más estables. A día de hoy esta tecnología todavía está en progreso ya que faltan muchas funcionalidades que prometieron los desarrolladores que aún están pendientes de implementar. También falta fomentar la utilización de esta plataforma ya que son los usuarios los que consiguen que Ethereum funcione. En un principio comenzamos desarrollando una sala de chat distribuida sobre la cadena de bloques con el lenguaje de programación Serpent, donde los usuarios pueden comunicarse de forma P2P. Continuamos con un juego de azar similar a una lotería que guardaba el dinero de forma segura sin terceras partes de confianza mediante un contrato inteligente con los lenguajes de programación Serpent y Solidity. Después de eso desarrollamos Betfunding, una plataforma de crowdfunding distribuida que usa apuestas en lugar de donaciones para promover la producción artística y el trabajo creativo. Para todos esos proyectos empleamos Ethereum como plataforma de desarrollo y ether  como criptomoneda. 85 Viabilidad de una plataforma de crowdfunding  mediante apuestas A pesar de que uno de los objetivos de este proyecto no era poner a prueba la viabilidad de una plataforma de crowdfunding  usando apuestas, llegamos a la conclusión de que no es factible para todos los casos. Esto se debe a varios factores importantes. Primero, esta forma de financiación requiere la confianza por parte del usuario y dado que el funcionamiento interno de esta plataforma de crowdfunding en concreto es bastante complejo, no se espera que tenga una buena aceptación por parte de la comunidad de internet acostumbrada a usar este tipo de servicios. Además dado que hay proyectos que requieren una alta inversión, el creador o creadores de los proyectos no sabrán qué cantidad de dinero van a recibir hasta la finalización del proyecto, ya que existe la posibilidad de que los especuladores reciban una parte importante de ese dinero sin haber contribuido a la creación del proyecto. Sin embargo, Betfunding es una plataforma excelente para promover la creación de pequeños proyectos en los que haya un gran número de personas interesadas que puedan contribuir al mismo y que requieran una inversión media-baja. Un ejemplo muy actual es la creación de juegos “Indie” para dispositivos móviles y tablets, en los cuales se requiere un pequeño esfuerzo en desarrollo y tienen una gran aceptación en la comunidad de internet. Experiencia con Ethereum Cuando comenzamos a desarrollar el proyecto, la fecha esperada para la publicación de la versión 1.0 del cliente de Ethereum era octubre del 2014. Desde entonces, ha habido sucesivos retrasos en su desarrollo y a día de hoy todavía no hay disponible una versión estable. Aun así, ha habido muchas mejoras desde el comienzo y hemos podido trabajar con la cadena de bloques desde diferentes puntos de vista usando Serpent y Solidity. Desarrollar contratos de Ethereum actualmente está lleno de dificultades debido al estado en desarrollo en que se encuentra la plataforma. Además, falta documentación sobre muchas características y hay inconsistencia entre 86 diferentes versiones. Para poder solucionar los problemas de documentación tuvimos que recurrir al ensayo y error y a la investigación en los foros de los desarrolladores. Pese a ello, el balance ha sido positivo y pensamos que tiene mucho potencial, ya que las posibles aplicaciones abarcan desde la creación de casinos, otras plataformas de financiación,criptomonedas personalizadas, contratación de servicios,intercambio de dinero,verificación electrónica de cualquier tipo, firmas electrónicas, etc. Viabilidad de la tecnología desde el punto de vista del desarrollador Aunque Ethereum aún es una prueba de concepto, sus principales características ya funcionan y permiten crear contratos en la cadena de bloques. Los desarrolladores de la plataforma están desarrollando varias tecnologías adicionales como Swarm (protocolo de almacenaje descentralizado) o Whisper (protocolo de mensajería P2P) que complementarán las ya existentes. Aparte de Bitcoin, Ethereum es el proyecto más prometedor basado en la tecnología de la cadena de bloques. Varias compañías como IBM o Samsung han mostrado interés en la plataforma para aplicar la tecnología al Internet de las cosas. Trabajo futuro Al haber implementado la aplicación sobre una plataforma en desarrollo, una gran parte del trabajo futuro pasa por ir adaptando y ampliando parte del trabajo realizado con las nuevas funcionalidades que se vayan incorporando. Una de las tareas pendientes es mejorar el sistema de verificación de los proyectos. La solución ideal es leer una fuente RSS externa de confianza desde un contrato cuando sea posible. Otra posibilidad es integrar un protocolo externo como SchellingCoin junto a sistema de reputación distribuido para verificar los proyectos. Con el desarrollo de Swarm por parte de los desarrolladores de Ethereum se podrá almacenar la descripción de un proyecto dentro de la plataforma sin depender de servicios externos. También abre la posibilidad de permitir la incorporación de vídeos, imágenes y audio a la descripción de los proyectos. 87 Usando Whisper se podría mejorar la comunicación entre los creadores, fomentando el trabajo colaborativo entre ellos. También permitirá a los usuarios añadir comentarios en los proyectos. Actualmente nuestra aplicación sólo usa Ether como moneda, pero en un futuro podría hacer uso de algún tipo de exchange  descentralizado como Coinffeine para que cada usuario use la moneda de su preferencia. Incluso podría ser posible aceptar monedas estilo Colored coins para permitir el uso de activos. 88 https://github.com/DavidJohnstonCEO/DecentralizedApplications. 51.  MaidSafe.Net Announces Project SAFE to the Community.  , 2014 [viewed May 29, 2015]. Available from:https://github.com/maidsafe/Whitepapers/blob/master/Project-Safe.md. 52. THOMAS, S. and SCHWARTZ, E. Smart Oracles: A Simple, Powerful Approach to Smart Contracts.  , 2014 Available from: https://github.com/codius/codius/wiki/Smart-Oracles:-A-Simple,-Powerful-Appro ach-to-Smart-Contracts. 53.  Upcoming Features | Nxt.Org.  [viewed May 29, 2015]. Available from:http://nxt.org/about/upcoming-features/. 54.  Eris Industries | Eris:Db.  [viewed May 29, 2015]. Available from:https://erisindustries.com/products/erisdb/. 55.  Swarm - Ethereum Wiki.  [viewed May 29, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/cpp-ethereum/wiki/Swarm. 56.  Whisper - Ethereum Wiki.  [viewed May 29, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Whisper. 57. M. HEARN. Contracts - Bitcoin Wiki.  Available from:https://en.bitcoin.it/wiki/Contracts#Example_3:_Assurance_contracts. 58. M. HEARN. Lighthouse FAQ.  Available from:https://www.vinumeris.com/lighthouse/faq#max-pledges. 59.  Serpent - Ethereum Wiki.  [viewed May 28, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Serpent. 60.  Solidity Features - Ethereum Wiki.  [viewed May 28, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Solidity-Features. 61.  Ethereum - Ether.  [viewed May 28, 2015]. Available from:https://www.ethereum.org/ether. 62.  Using AlethZero - Ethereum Wiki.  [viewed May 28, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/cpp-ethereum/wiki/Using-AlethZero. 63. V. BUTERIN. Introducing Ethereum Script 2.0 - Ethereum Blog.  February 3, 2014 Available from:https://blog.ethereum.org/2014/02/03/introducing-ethereum-script-2-0/. 64.  JavaScript API - Ethereum Wiki.  [viewed May 28, 2015]. Available from:https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JavaScript-API. 65.  About - Bootstrap.  [viewed May 15, 2015]. Available from:http://getbootstrap.com/about/. 66. J. OIKARINEN and D. REED. Internet Relay Chat Protocol.  , 1993 [viewed 2015]. 95 Available from:https://tools.ietf.org/html/rfc1459. 67.  Cryptocat.  [viewed 2015]. Available from:https://crypto.cat/. 68.  Terra Chat.  [viewed 2015]. Available from:http://www.terra.es/chat/. 69.  Lycos Chat.  [viewed 2015]. Available from:http://chat.lycos.es/. 70.  Satoshi Dice - Bitcoin Wiki.  [viewed June 2, 2015]. Available from:https://en.bitcoin.it/wiki/Satoshi_Dice. 71.  Bitcoin Casino - Satoshibet.  [viewed 2015]. Available from:https://satoshibet.com/. 72.  FortuneJack.  [viewed 2015]. Available from:https://fortunejack.com/. 73. V. BUTERIN. Toward a 12-Second Block Time - Ethereum Blog.  July 11, 2014 [viewed May 25, 2015]. Available from:https://blog.ethereum.org/2014/07/11/toward-a-12-second-block-time/. 74. PETERSON, J. and KRUG, J. Augur: A Decentralized, Open-Source Platform for Prediction Markets.  Available from: http://www.augur.link/augur.pdf. 75.  myBalsamiq - Balsamiq.  [viewed May 25, 2015]. Available from:https://balsamiq.com/products/mockups/mybalsamiq/. 96