Como la segunda plataforma blockchain más popular del mundo después de Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) tiene como objetivo ser todo lo que su predecesor no es. Algunas de las limitaciones de Bitcoin están frenando a Ethereum, como la insistencia de Bitcoin en un algoritmo de consenso de prueba de trabajo (PoW) y la falta general de escalabilidad. La actualización en varias fases de Ethereum, que incluye Beacon Chain, Merge y Shard Chains, tiene como objetivo mejorar la escalabilidad y seguridad de la red Ethereum mediante varias modificaciones de infraestructura. La más notable es la conversión de un método de consenso de prueba de trabajo (PoW) en favor de un modelo de prueba de participación (PoS), ambos ofrecen diferencias variables en el protocolo.

En 2013, el creador de Ethereum, Vitalik Buterin, propuso una plataforma blockchain que admitiera aplicaciones y otros beneficios no necesariamente centrados en las finanzas. Buterin visualizó un mundo en el que los desarrolladores pudieran aprovechar el poder de la descentralización para construir sistemas de gobernanza, plataformas de préstamos, bases de datos, representar activos físicos en un espacio digital y mucho más.

Buterin presenta Ethereum como un superordenador global, pero la red tiene dificultades para validar unas pocas cientos de transacciones en un plazo razonable. Los usuarios que realizan transacciones de pequeñas cantidades en Ethereum a veces tienen que pagar más del 100% en tarifas y costos adicionales. Para una plataforma que busca revolucionar la forma en que el mundo interactúa en una red, es innegable que Ethereum está construido sobre una tecnología cuestionable.

Afortunadamente, Buterin, varios desarrolladores de la red y la Fundación Ethereum son conscientes de las limitaciones del proyecto. El equipo de Ethereum también entiende que las limitaciones de la blockchain de Ethereum impiden que los inversores institucionales y otras partes interesadas adopten Ethereum.

Para resolver los problemas de escalabilidad de Ethereum, Buterin y el equipo de ETH han delineado una actualización de la red llamada Ethereum 2.0, o Eth2. Ethereum 2.0 introduce cambios fundamentales en la forma en que funciona Ethereum, pero llevará años implementarlos. Desde 2020, los desarrolladores de Ethereum han trabajado incansablemente en llevar la actualización de la red a la realidad, con la esperanza de hacer que Ethereum sea más rápido, seguro y accesible que nunca.

Desglose de Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 marca un cambio significativo en el algoritmo de consenso de la red. En lugar de que Ethereum ejecute un algoritmo de prueba de trabajo intensivo en energía, la actualización Eth2 implica el cambio a un algoritmo de prueba de participación.

Un algoritmo de prueba de participación ofrece muchos beneficios sobre uno de prueba de trabajo, ajustando varios aspectos de una red como la escalabilidad, seguridad y accesibilidad.

Prueba de participación vs. prueba de trabajo

En términos de consenso blockchain, la prueba de trabajo fue el método original implementado por Bitcoin (la primera criptomoneda del mundo). En PoW, los mineros, usuarios que prestan su potencia informática como unidades de procesamiento de gráficos (GPU) y unidades centrales de procesamiento (CPU), resuelven algoritmos complejos y validan bloques. Los bloques contienen una cierta cantidad de transacciones dentro de una red blockchain. Cuando un bloque está lleno, se valida y se registra en la blockchain por los mineros.

Básicamente, cada bloque de transacciones debe demostrar que es único para evitar el doble gasto o transacciones duplicadas. Cada bloque tiene su propio código hexadecimal de 64 dígitos que prueba su unicidad, pero los mineros deben encontrar ese código. La potencia utilizada por las computadoras de los mineros se utiliza para resolver el código hexadecimal, de ahí el nombre de prueba de trabajo. Una computadora está utilizando energía real para trabajar y resolver un bloque.

Desafortunadamente, la minería de bloques no es muy respetuosa con el medio ambiente. Utiliza mucha energía y aumenta significativamente las facturas de electricidad de un minero. Además, la minería de criptomonedas es una competencia. Los mineros con solo una tarjeta gráfica compiten contra operaciones con cientos, si no miles, de tarjetas. Solo el primer minero que encuentra el código obtiene una recompensa pagada en Bitcoin, lo que limita a los usuarios sin mucho dinero para invertir en un equipo minero adecuado. Hay alternativas para minar en solitario, como unirse a un grupo de minería, pero la recompensa se divide entre docenas de participantes.

La prueba de participación, sin embargo, resuelve muchos de los problemas inherentes a un algoritmo de consenso PoW. La prueba de participación es similar a la minería en el sentido de que requiere que los usuarios validen transacciones. Sin embargo, los participantes en una red PoS se llaman validadores. Los validadores son usuarios que apuestan, o bloquean, una cantidad de criptomoneda en la red. Para bloquear los fondos, estos usuarios señalan a la red que desean ser validadores, y cuanto más fondos bloquee un validador, más ganarán estos usuarios en recompensas por su participación.

Como validador, los usuarios son responsables de validar las transacciones realizadas en la red en la que están participando. Una vez que un validador valida una transacción, se envía a la blockchain, y el validador obtiene una recompensa. En comparación con un sistema PoW, PoS es más accesible, ya que cualquiera puede participar si tiene los fondos en lugar de requerir hardware costoso.

La accesibilidad a la red conduce a una mejor escalabilidad, ya que más usuarios están conectados a la red, validando transacciones. Más usuarios que validan una red también conducen a una mejor seguridad y descentralización. Hay más puntos de estabilidad en una red PoS en lugar de un punto central para que los actores maliciosos ataquen. El entorno también sufre menos en una red PoS, ya que PoS requiere menos energía que la minería en una red PoW.

Una mayor descentralización en una red también ayuda a prevenir lo que se llama un ataque del 51%, un ataque estándar en redes PoW que implica un actor malicioso que toma el control del 51% de los nodos y valida transacciones malintencionadas. En cierto sentido, la prueba de participación evita un ataque del 51% porque intentar uno requeriría poseer el 51% de todos los tokens en la red. Poseer el 51% de todos los tokens en una red PoS suena casi imposible, ya que hacerlo requeriría robar posiblemente cientos de billeteras de Ethereum a la vez.

Una vez completada la actualización, Ethereum experimentará todos los beneficios de la prueba de participación. La PoS traerá a Ethereum una mejor escalabilidad, accesibilidad y seguridad, haciéndolo más respetuoso con el medio ambiente. Pero el paso de Ethereum a una red 2.0 no es una tarea fácil y requiere mucha contribución de los usuarios y mucho tiempo para que los cambios tengan efecto.

Transición a Ethereum 2.0

La transición de Ethereum a la 2.0 se divide en varias etapas.

Varias etapas de la transición de Ethereum a ETH 2.0

Fase 0

La Fase 0 de la actualización de Ethereum 2.0 introduce lo que se llama Beacon Chain. Lanzada el 1 de diciembre de 2020, Beacon Chain marca el cambio a PoS, permitiendo a los usuarios apostar (bloquear) su Ethereum y convertirse en validadores. Dicho esto, la Fase 0 no afecta a la blockchain principal de Ethereum, la Beacon Chain existe junto a la mainnet de Ethereum. Sin embargo, tanto la Beacon Chain como la mainnet finalmente estarán vinculadas. El objetivo es "fusionar" la Mainnet en el sistema de consenso de prueba de participación controlado y coordinado por Beacon Chain.

Además, los posibles validadores aún pueden registrar su interés en la Beacon Chain al apostar 32 ETH. Pedir a los usuarios que apuesten 32 ETH es un requisito difícil, considerando que 32 ETH vale decenas de miles de dólares en Ethereum. Los fondos bloqueados también se mantendrán durante dos años o más, solo se liberarán cuando Ethereum 2.0 esté completamente listo para su lanzamiento. Se espera que los validadores iniciales estén muy comprometidos con el futuro del proyecto, de ahí los altos requisitos de entrada.

Fase 1

La Fase 1 estaba destinada a lanzarse a mediados de 2021, pero se retrasó hasta principios de 2022, citando trabajo no finalizado y auditoría de código como las principales razones para el retraso de Ethereum 2.0. Esta siguiente etapa fusionará la Beacon Chain con la mainnet, cambiando oficialmente a un algoritmo de consenso PoS. A partir de la Fase 1 en adelante, Eth2 albergará toda la historia de transacciones de Ethereum y admitirá contratos inteligentes en la red PoS. Los apostadores y validadores entrarán oficialmente en acción, ya que Ethereum 2.0 eliminará la minería de la red. Se espera que muchos mineros tomen sus tenencias y las apuesten para convertirse en validadores.

En su inicio, los desarrolladores planeaban que la Fase 1 de la actualización de Ethereum 2.0 introdujera el particionado. El particionado es el acto de dividir una base de datos o, en este caso, la blockchain, en varias cadenas más pequeñas conocidas como shards. Eth2 tendrá 64 shards, es decir, repartirá la carga de la red en 64 nuevas cadenas. Los shards facilitan la ejecución de un nodo al reducir los requisitos de hardware. Esta actualización ocurrirá después de que la mainnet y Beacon Chain se hayan fusionado.

Con Ethereum 2.0, los validadores y otros usuarios podrán ejecutar sus propios shards, validar transacciones y evitar que la mainchain vea demasiada congestión. Se requiere un método de consenso de prueba de participación para que las redes shard entren de manera segura en el ecosistema Ethereum. La apuesta se introducirá en Beacon Chain, preparando el escenario para la actualización de la cadena shard que vendrá más adelante.

Fase 2

Finalmente, la Fase 2 verá la introducción de Ethereum WebAssembly o eWASM. WebAssembly fue creado por el World Wide Web Consortium y está diseñado para hacer que Ethereum sea significativamente más eficiente de lo que está actualmente. Ethereum WebAssembly es un subconjunto determinista propuesto de WebAssembly para la capa de ejecución de contratos inteligentes de Ethereum.

Actualmente, Ethereum tiene lo que se llama una Máquina Virtual Ethereum, o EVM. Un EVM permite que Ethereum funcione como un superordenador global. Los usuarios acceden a esta computadora en todo el mundo, ejecutan contratos inteligentes e interactúan con aplicaciones descentralizadas (DApps). El EVM almacena todo el código necesario para ejecutar comandos en Ethereum, mientras también facilita las direcciones de billetera para las transacciones y calcula las tarifas de transacción (gas) para cada transacción.

El EVM puede admitir varias acciones a la vez, como saber si un contrato inteligente necesita terminar (usa demasiado gas), si una DApp es determinista (si siempre ejecutará las mismas entradas y salidas) o si un contrato inteligente está aislado (si algo sale mal, el error de ese contrato no afectará a la red Ethereum más amplia). Sin embargo, la red Ethereum se ha vuelto un poco demasiado concurrida. Debido a que ocurren muchas transacciones a la vez, el EVM es mucho más lento de lo que se pretendía originalmente. El EVM de Ethereum también es difícil de actualizar considerando que fue escrito en un código específico y difícil de entender, Solidity. El eWASM fue diseñado específicamente para reemplazar el EVM, lo que se implementaría en la Fase 2.

El eWASM compila el código mucho más rápido que el EVM, acelerando los procesos dentro de la red. El gas funciona de manera más eficiente a través del eWASM, y el eWASM es compatible con varios lenguajes de programación tradicionales como C y C++. Básicamente, el eWASM está diseñado para hacer que el desarrollo de Ethereum sea mucho más accesible.

EVM vs. eWASM

Desafortunadamente, el lanzamiento de la etapa dos se ha retrasado significativamente debido a dificultades para implementar las etapas anteriores. Los desarrolladores no están seguros de cuándo entrará en vigencia el eWASM.

¿Qué sigue?

Ethereum 2.0 es una actualización necesaria para el futuro de Ethereum. En su estado actual, los usuarios pagan tarifas de gas ridículamente altas, experimentan tiempos de validación de transacciones largos y consumen una cantidad considerable de energía durante el proceso.

Las transacciones básicas en Ethereum no son los únicos factores afectados por la falta de escalabilidad de la red. Los problemas de Ethereum afectan a los tokens no fungibles (NFT) y los aspectos de las finanzas descentralizadas como los préstamos y los préstamos. Por ejemplo, construir y comercializar NFT en Ethereum puede costar cientos de dólares en tarifas de gas debido a la congestión de la red.

Una vez que se lance Ethereum 2.0, la red experimentará de inmediato beneficios en todos los aspectos. El comercio y la creación de NFT en Ethereum serán más baratos gracias al particionado y al algoritmo de consenso de prueba de participación. Los desarrolladores de Ethereum tendrán más facilidad para construir DApps y compilar contratos inteligentes gracias a la implementación del eWASM. Dado que el eWASM está diseñado según los estándares del World Wide Web, será más fácil obtener soporte en el navegador para clientes lite de Ethereum. Finalmente, el cambio de Ethereum a la prueba de participación hará que la red sea más accesible que nunca y tendrá un impacto mínimo en el medio ambiente.

Los efectos a largo plazo de Eth2 quedan más en especulación. Vale la pena señalar que Ether (la moneda nativa de la red Ethereum) no está necesariamente destinada a ser un activo de alto valor como Bitcoin. En cambio, Ether se utiliza más para mover valor de un área a otra. Por ejemplo, un usuario podría invertir en Ether para convertirlo en DAI, que luego pueden prestar para ganar intereses. Mientras que muchos expertos en criptomonedas esperan que Ethereum 2.0 eleve el precio de Ether a una marca de cinco dígitos, es posible que la actualización estabilice el precio de Ether en su lugar.

Después de todo, la expansión del ecosistema Ethereum simplemente deja espacio para más activos ERC-20. ERC-20 es el estándar técnico para todos los activos basados en Ethereum. Todos los tokens ERC-20 siguen el mismo conjunto de reglas, asegurando que todos los activos ERC-20 sean interoperables. A medida que los usuarios se dirijan a la red Ethereum, invertirán en Ether y lo convertirán en otros tokens ERC-20 antes de interactuar con diversas DApps. En el ecosistema de Bitcoin, el valor invertido está destinado a permanecer durante largos períodos de tiempo, aumentando lentamente el precio del activo. Con Ethereum, cuanto mejor se vuelve la red, más valor se intercambia en todo momento.

Por supuesto, el precio de Ether aumentará a medida que más usuarios ingresen al ecosistema Ethereum, pero un valor más alto no es necesariamente la prioridad de Ethereum. Ethereum está diseñado para ser una red en la que los usuarios interactúen, construyan y cambien el valor de un activo a otro con facilidad. A medida que más usuarios convierten su Ethereum en NFT, obtienen préstamos en DeFi o intercambian un activo por otro, el precio de Ether aumentará inevitablemente. Pero eso no significa que Ethereum 2.0 haga que Ether sea el activo financiero dominante. En cambio, el Eth2 transformará a Ethereum en un lugar más eficiente y escalable para interactuar en el espacio cripto en general.

En resumen, Ethereum 2.0 es una actualización esencial que busca mejorar la escalabilidad, seguridad y accesibilidad de la red Ethereum mediante el cambio a un algoritmo de consenso de prueba de participación, la introducción de shards y la implementación de Ethereum WebAssembly (eWASM). Aunque la transición a Ethereum 2.0 ha enfrentado retrasos y desafíos, se espera que esta actualización proporcione una base sólida para el futuro desarrollo y crecimiento del ecosistema Ethereum, permitiendo una mayor eficiencia y una mejor experiencia para los usuarios.