Una criptomoneda es una moneda digital almacenada en un sistema de pagos electrónicos abierto y descentralizado. Desde Nakamoto (2008), las criptomonedas han captado la atención de la industria, el mundo académico y el público en general, y Bitcoin es la más destacada. Existen cientos de criptomonedas, muchas de ellas operan en redes informáticas descentralizadas grandes y fiables. Esta ola ha sido posible gracias a un innovador diseño de informática llamado cadena de bloques. La cadena de bloques permite crear un sistema de pagos electrónicos descentralizado en el que se puede confiar en su conjunto, aunque no se confíe individualmente en ninguno de sus servidores. Este novedoso diseño de cadena de bloques se basa en una combinación de criptografía e incentivos basados en la teoría de juegos. Estos incentivos deberían interesar a los economistas, especialmente a quienes se centran en el diseño de mercados.
El diseño de la cadena de bloques permite que Bitcoin y otras criptomonedas funcionen de forma similar a los sistemas de pago electrónicos convencionales, como PayPal, Venmo, FedWire, Swift y Visa. Cada uno pertenece a una organización que lo gestiona, determina sus reglas y las modifica cuando cambian las circunstancias. La organización rectora garantiza la confianza en el sistema y es responsable de mantener la infraestructura necesaria. También decide cómo y cuánto pagan los participantes por usarlo. Estos sistemas de pago electrónicos son monopolios naturales, pues se benefician de economías de escala y efectos de red. Por ello, suelen estar regulados (o ser propiedad directa de organismos gubernamentales) para mitigar la pérdida de bienestar asociada a sus posiciones monopolísticas.
La innovación del diseño de la cadena de bloques de Bitcoin radica en su capacidad para operar un sistema de pagos electrónicos sin una organización rectora. En su lugar, un protocolo establece las reglas del sistema, que todos los participantes acatan. No existe una entidad central que mantenga la infraestructura. La infraestructura de Bitcoin consiste, en cambio, en servidores informáticos (llamados «mineros») que entran y salen del sistema a voluntad, respondiendo a las oportunidades de beneficio que perciben. Cualquier ordenador conectado a Internet con suficiente memoria y capacidad de procesamiento puede actuar como minero. Los mineros participantes deben realizar trabajo computacional y reciben una recompensa por prestar sus servicios al sistema. Los mineros siguen las reglas del protocolo porque hacerlo responde a su propio interés; cuando creen que los demás también lo siguen, maximizarán sus beneficios esperados si hacen lo mismo. Por tanto, es difícil cambiar el protocolo, ya que los cambios requieren un acuerdo colectivo sobre uno nuevo.
Una plataforma de dos lados
A diferencia de otros sistemas de pago, Bitcoin es una plataforma de dos lados con reglas preestablecidas. Sus dos grupos principales son los usuarios, que mantienen saldos y realizan transacciones electrónicas, y los mineros, que mantienen la infraestructura del sistema.
Una descripción simplificada del sistema es la siguiente. Los propietarios de monedas difunden mensajes en los que anuncian los pagos que desean realizar. Cada transacción es un mensaje verificado criptográficamente. Los mineros comprueban la legalidad de las transacciones recién recibidas (verifican que se ajusten a las reglas sintácticas, la titularidad, la ausencia de doble gasto, etc.) y las organizan en bloques. Cada minero mantiene el registro de todas las transacciones anteriores (la cadena de bloques), donde estas se organizan en bloques. En promedio, cada diez minutos, el sistema Bitcoin selecciona al azar a un minero para que añada al registro un bloque de transacciones y procese todas las transacciones que contiene. Para participar en el proceso de selección, el minero debe realizar trabajo computacional, denominado «prueba de trabajo». La probabilidad de ser seleccionado es proporcional al esfuerzo computacional del minero. Cuando el minero seleccionado añade un bloque al registro, se dice que ha minado el bloque. El equilibrio entre muchos mineros pequeños garantiza que todos estén de acuerdo y que solo se procesen transacciones legales. El protocolo de Bitcoin limita el tamaño de los bloques a 1 MB y, por tanto, el número de transacciones que puede contener cada bloque. Así, la capacidad de procesamiento del sistema es limitada y no depende del número de mineros.
Para ofrecer los incentivos adecuados, el sistema compensa el esfuerzo de los mineros recompensándolos cuando son seleccionados para minar un bloque. La recompensa consiste en monedas recién acuñadas y las comisiones por las transacciones procesadas en el bloque. El protocolo especifica cuántas monedas recién acuñadas se conceden en cada bloque. Esta cantidad se reduce a la mitad aproximadamente cada cuatro años. En cambio, el protocolo no fija las comisiones por transacción: los usuarios eligen cuánto pagan.
Así, el diseño de la cadena de bloques incorpora una innovación económica: ningún participante tiene el poder de fijar o modificar las comisiones o las reglas de conducta, ni de controlar el sistema de otro modo. Los usuarios y los mineros aceptan los precios. Los usuarios están protegidos de los precios monopolísticos: aunque el sistema se convierta en un monopolio, no habrá ningún monopolista que cobre comisiones monopolísticas. Sin embargo, para funcionar correctamente, el sistema debe obtener de los usuarios ingresos suficientes para financiar la infraestructura necesaria.
En un artículo reciente, traducimos la descripción anterior a un modelo económico que permite analizar el comportamiento del sistema a largo plazo, cuando los mineros reciben compensación únicamente mediante comisiones por transacción (Huberman et al., 2017). El análisis busca responder a dos conjuntos de preguntas aparentemente dispares:
· A largo plazo, ¿quién pagará a los mineros y por qué lo hará?
· Si el sistema se vuelve popular, ¿cómo gestionará su capacidad de procesamiento limitada? Es decir, ¿cómo se asignará la prioridad del servicio?
La ausencia de una organización que controle Bitcoin hace que ninguna de las dos preguntas tenga una respuesta trivial. El modelo ofrece una única respuesta para ambas: la congestión del sistema, debida a su capacidad limitada, lleva a los usuarios a pagar comisiones por transacción para obtener prioridad de procesamiento. Esas mismas comisiones financian a los mineros. Esta respuesta plantea otras preguntas sobre la eficiencia social, la estabilidad, la solidez y la elección de parámetros.
Características del modelo
El comportamiento de equilibrio de usuarios y mineros genera las características distintivas de las comisiones por transacción, los ingresos y el nivel de infraestructura.
Los mineros prefieren procesar las transacciones con comisiones más altas, pero no pueden influir en las comisiones que eligen los usuarios. Por tanto, en equilibrio, el minero seleccionado para procesar un bloque elegirá las transacciones con las comisiones más altas. Los ingresos totales procedentes de las comisiones pagadas por los usuarios equivalen al pago total a los mineros. Como los mineros pueden entrar o salir libremente del sistema, el beneficio esperado de cada minero es cero, y el nivel de ingresos determina el número de mineros. Así, aunque el sistema en su conjunto sea un monopolio, presta sus servicios a coste.
Los usuarios compiten por la prioridad del servicio pagando comisiones por transacción, como si los mineros subastaran la prioridad de procesamiento. Debido a la naturaleza estocástica del sistema, algunas transacciones sufrirán retrasos, incluso si el sistema tiene capacidad suficiente en promedio. Las comisiones más altas aseguran una prioridad mayor y, por tanto, menos demora. El análisis del juego de colas y congestión resultante muestra que, en equilibrio, las comisiones por transacción equivalen a los costes adicionales de demora que se imponen a los demás. Así, si no hay congestión ni demoras, los usuarios no tienen que pagar comisiones por transacción, y estas aumentan con el nivel de congestión. Además, esta disyuntiva es bastante marcada: en ausencia de una congestión significativa, los ingresos por comisiones de transacción serán insignificantes. Como la capacidad del sistema es independiente del número de mineros, el número de estos no afecta a la congestión.
Aunque el modelo se centra en el largo plazo, sus conclusiones también se aplican al entorno actual, en el que predomina la acuñación. Es decir: (i) el beneficio esperado de los mineros es cero; (ii) cuanto mayor es la congestión, más altas son las comisiones por transacción; (iii) cuanto más altas son las comisiones por transacción, más difícil es la prueba de trabajo que realizan los mineros. En relación con el punto (ii), la Figura 1 muestra la relación teórica y real entre el tamaño medio diario de los bloques y la comisión media correspondiente por transacción; la congestión se asocia con un tamaño de bloque cercano a 1 MB. Además, los datos empíricos muestran claramente que una congestión significativa se asocia con una generación de ingresos sustancial.
El sistema Bitcoin ofrece una alternativa a regular un monopolio o controlar los precios mediante la competencia de mercado. Bitcoin puede ser un monopolio en el sentido de que todos los usuarios potenciales utilizan el sistema. Pero ni siquiera entonces sus servicios tendrán el precio de monopolio. En cambio, el precio se determina en equilibrio. Sin embargo, el precio de equilibrio varía según la congestión y es poco probable que sea óptimo. Para generar ingresos se necesitan una congestión significativa y demoras costosas. Además, operar el sistema Bitcoin conlleva otros costes sociales. El coste social total del sistema Bitcoin puede ser menor o mayor que la pérdida irrecuperable de eficiencia del monopolio.
La falta de congestión suficiente puede ser desastrosa para el sistema. Sin ella, los usuarios pagan casi nada en comisiones por transacción, por lo que apenas se generan ingresos para financiar a los mineros. Cuando los mineros abandonan el sistema, este se vuelve menos fiable y los usuarios se marchan, lo que reduce aún más la congestión. Como la capacidad de procesamiento del sistema no depende del número de mineros, las decisiones de estos de entrar o salir no contribuyen a equilibrarlo. Sin una forma alternativa de mantener a los mineros, el sistema colapsará.
Este punto es fundamental en los debates actuales sobre cómo ampliar o aumentar la capacidad del sistema Bitcoin para aliviar la congestión que sufren los usuarios. Si se amplía con éxito la capacidad del sistema de modo que se elimine o incluso se reduzca significativamente la congestión, también se eliminarán los ingresos por comisiones de transacción y se pondrá en peligro la sostenibilidad del sistema a largo plazo.
El análisis sugiere dos modificaciones sencillas del diseño del protocolo. Primero, el sistema puede fijar como objetivo un nivel adecuado de ingresos controlando su capacidad. Actualmente, la capacidad es fija (un bloque de 1 MB cada 10 minutos), por lo que los ingresos y el coste para los usuarios varían según el nivel de demanda. En su lugar, el sistema puede ajustar su capacidad a la demanda para lograr niveles constantes de congestión e ingresos.
Segundo, nuestro análisis muestra que, si los bloques son más pequeños, alcanzar un nivel de ingresos objetivo requiere imponer menos costes de demora a los usuarios. Los parámetros del diseño actual del sistema Bitcoin, así como los de las variantes futuras propuestas, prevén procesar bloques relativamente grandes (con muchas transacciones) con poca frecuencia (minutos entre bloques). Con esta configuración de parámetros, se necesitan demoras significativas para generar los niveles de ingresos por comisiones fijados como objetivo. Por tanto, convendría rediseñar el sistema con los bloques más pequeños posibles (dadas las limitaciones de ingeniería) y mantener la capacidad de procesamiento mediante bloques pequeños y frecuentes. Así podrían generarse los mismos ingresos con mucha menos demora para los usuarios.
Por último, planteamos la cuestión de cómo caracterizar el conjunto de mecanismos viables para generar ingresos en sistemas de cadena de bloques distribuidos e identificar el óptimo. Las reglas de generación de ingresos deben ofrecer los incentivos adecuados para que los mineros procesen transacciones, y terceros deben poder verificar las comisiones por transacción. Analizamos algunos mecanismos posibles que el protocolo podría implementar.
Conclusión
En el momento de redactar este artículo, se acuñan y conceden a los mineros 657.000 BTC nuevos al año (12,5 BTC cada diez minutos). Su valor es de casi 3.300 millones de dólares, al precio aproximado actual de Bitcoin de 5.000 dólares (12 de octubre de 2017). Además, los mineros obtienen comisiones por transacción, que han aumentado con la congestión de la red y actualmente representan el 20 % de sus ingresos.
El sistema Bitcoin emplea recursos considerables. Tanto este sistema como el protocolo de cadena de bloques que constituye su núcleo han inspirado múltiples imitaciones y aplicaciones. El protocolo de cadena de bloques presenta un diseño económico novedoso que merecería la atención y el análisis de un economista aunque no hubiera funcionado. Su aparente funcionalidad y utilidad deberían animar aún más a los economistas a estudiar esta extraordinaria estructura y sus descendientes actuales y futuristas.
Referencias
Huberman, G, J D Leshno y C C Moallemi (2017), «Monopolio sin monopolista: un análisis económico del sistema de pagos de Bitcoin», documento de debate del CEPR n.º 12322.
Nakamoto, S (2008), «Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico entre pares».
