Instituto CoinEx: De Ethereum 1.0 a 2.0

La reciente actualización de Londres sigue resonando en la industria de las criptomonedas por la gran importancia que tiene en marcar el inicio de la mudanza de Ethereum 1.0 a Ethereum 2.0. Desde el inicio de la red de Ethereum, se han producido un gran número de hard forks. En la etapa inicial, la primera actualización fue un ajuste a la dificultad de la minería, la segunda fue el “Homestead Fork”, la tercera el “DAO Fork”, que surgió en respuesta a un ataque de hackers. En noviembre de 2016, apareció el cuarto fork para evitar los ataques DDoS y desembarcar el estado de la blockchain. En marzo de 2019, tuvo lugar el “Constantinopla Fork” y el “Estambul Fork” para acelerar el escalado y mejorar la seguridad. Y en abril de 2021, se realizó la “Berlin Upgrade” para optimizar el rendimiento de la red principal de Ethereum. Hasta el 4 de agosto de 2021, se activó la “London Upgrade”. Cuanto más desarrollada está la red Ethereum, más frecuentes han sido las actualizaciones.

¿Por qué Ethereum ha tenidos tantas actualizaciones? ¿Cómo ha evolucionado Ethereum de 1.0 a 2.0? y ¿Cuáles son los eslabones más importantes que intervinieron en ellas?

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¿Por qué Ethereum ha tenidos tantos hard forks y actualizaciones?

Para decirlo sencillamente, debido al gran diseño de “computadora mundial” y “una plataforma global de código abierto” que promete Ethereum, basados en el mecanismo de consenso de blockchain PoW, las actualizaciones frecuentes de Ethereum desde el principio, son inevitables. Su visión de una “plataforma global de código abierto” consiste en hacer funcionar unas aplicaciones sobre otras aplicaciones, lo que requiere una velocidad de procesamiento super alta, de la cadena subyacente. Pero aquí es precisamente donde radica la vulnerabilidad del mecanismo de consenso PoW. Este mecanismo tiene todas las ventajas, como la apertura, la transparencia, la descentralización y la alta seguridad, pero su velocidad de procesamiento de transacciones está por muy debajo del estándar. El TPS promedio de Bitcoin, que adopta también el mismo mecanismo de consenso PoW, es de unos 7, mientras que Ethereum, en cambio, podría procesar aproximadamente 15 transacciones por segundo. Así, cuanto más crezca la red Ethereum, más usuarios entren y más aplicaciones se desarrollen en la cadena, más frecuentes serán las actualizaciones.

Además, durante los últimos seis años, el mecanismo de confirmación de transacciones de Ethereum, adoptó el modelo de primer precio de subasta. Es decir, cuando hay varias transacciones que deben confirmarse al mismo tiempo, los mineros prefieren las que tienen comisión más alta. Como consecuencia, las tarifas de las transacciones se dispararon durante el periodo de congestión más alto de la red, obligando a los usuarios a pagar tarifas adicionales para acelerar las transacciones, y para los usuarios que ofrecen comisiones más bajas, sus transacciones serían descartadas. Este modelo, en que solo las transacciones con altas comisiones pueden ser confirmadas mientras que las de bajo costo se atrasan hasta que nunca se confirme, está perjudicando mucho el ecosistema de la red de Ethereum.

Por otro lado, el mecanismo de consenso PoW, criticado por su excesivo consumo de recursos, que no sólo es poco amigable con el medio ambiente, sino que también concentra los hashrates en el grupo de los más ricos. Con el crecimiento de los hashrates totales, el costo de la minería de criptomonedas es cada vez más elevado, por lo que sólo unos pocos con gran caudal de capital, pueden participar en ella. En la actualidad, el 65% de la minería de Bitcoin es realizada por grandes grupos mineros, lo que hace cada vez más difícil para el usuario ordinario, manejar un nodo completo para verificar y registrar los datos de la blockchain. La tendencia actual de centralización de hashrates y nodos completos, ha hecho que la cadena esté menos descentralizada como se pensaba en un principio; lo cual constituye una gran desventaja para la seguridad del protocolo.

Esto es la razón de por qué Ethereum ha tenido tantas actualizaciones o forks, incluso acaba de actualizar del 1.0 al 2., mediante un modo revolucionario.

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Entonces, ¿Qué es Ethereum 2.0, y en qué se diferencia de Ethereum 1.0? ¿Qué hizo Ethereum para poder evolucionar de 1.0 a 2.0?

Es que Ethereum tenía desde el inicio de su creación, un trazado detallado de su ruta de desarrollo:

Etapa 1: Frontier, el lanzamiento inicial de la red de Ethereum.

Etapa 2: Homestead; Fue la primera versión estable lanzada por Ethereum llamada “HomeStead” tras el segundo fork y actualización de la Mainnet en marzo de 2016, desde entonces, los proyectos basados en Ethereum han prosperado.

Etapa 3: Metropolis. En esta etapa, se introdujeron una serie de innovaciones para facilitar la programación de los contratos inteligentes y hacer la red más segura y eficiente. La red de Ethereum entró en la etapa de madurez. Del boom de las ICO del 2017 al auge de DeFi y NTF en 2020, toda la comunidad blockchain fue testigo del gran éxito de Ethereum, cuando creó nuevos mitos de riqueza. Pero al mismo tiempo, las deficiencias inherentes por el consenso PoW también han salido a la luz.

Etapa 4: Serenity. En la etapa de “Serenidad”, Ethereum iniciará oficialmente su transición del mecanismo de PoW al PoS, mientras que desarrollará una segunda solución de escalabilidad para mejorar completamente la eficiencia operativa de la red. En concreto, ofrece una solución definitiva a problemas existentes desde hace tiempo, como la congestión de la red y las elevadas tarifas de gas, y consigue un equilibrio entre seguridad, escalabilidad y descentralización. Para así realizar la visión de Ethereum de ser la “computadora del mundo” caracterizada por la gran velocidad de procesamiento, el desarrollo colaborativo entre diferentes redes, y el “ecosistema de aplicaciones completas”.

En resumen, las tres etapas anteriores están diseñadas para pavimentar el camino de Ethereum 1.0 hacia 2.0. Y Serenity es la transición definitiva a 2.0, e incluso, se puede concluir en que esta es el mismo Ethereum 2.0.

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Entonces, ¿Cómo ha evolucionado Ethereum de 1.0 a 2.0? y ¿Cuáles son los eslabones más importantes que intervinieron en esto?

1) Lazamiento de Beacon Chain:
El núcleo de la transición a Ethereum 2.0 es el cambio del mecanismo de consenso de PoW a PoS; para poder realizar minería de staking bajo PoS. En vista de ello, Ethereum lanzó la Beacon Chain el 1 de diciembre de 2020, para que todos los usuarios puedan utilizar contratos inteligentes para hacer stake de sus Ether en la cadena PoS, y recibir recompensas por su participación. Por ahora, sin embargo, la cadena de baliza aun no puede procesar transacciones ni ejecutar contratos, y los tokens apostados y las recompensas de PoS permanecerán bloqueados durante al menos dos años más.

2) Resolución al problema de las tarifas de transacciones, para un ecosistema más próspero:
Las altas tarifas en Ethereum no se han resuelto hasta el despliegue de la actualización de Londres, al 4 de agosto de 2021. Uno de los cambios introducidos en este hard fork, es el EIP-1559, que permite a la red pasar de un sistema de primer precio de subasta a uno nuevo que cobra una “tarifa básica” y “una propina” por cada transacción. La tarifa básica es obligatoria, depende del costo básico para concluir las transacciones en el bloque anterior, y la utilizacion del bloque. Y la parte de la propina es la suma adicional que paga el usuario para obtener al prioridad de la confirmación de su transacción. De esta manera, los usuarios ya no tendrán que pagar un alto precio por una validación rápida, ni se arriesgarán a que sus transacciones sean excluidas por no pagar generosamente. Con lo cual, Ethereum logra en cierto grado, la igualdad y al mismo tiempo una eficiencia asegurada.

Además, bajo el protocolo EIP-1559, la tarifa básica de cada transacción se quemará. Eso significa que más ETH saldrá de circulación con cada nueva actividad económica que ocurra, lo que convierte a Ethereum en una moneda deflacionaria. Estos cambios en el mecanismo de precios de las transacciones, harán que Ethereum sea más atractivo para los desarrolladores y consumidores de DApps. Para los vendedores, sus tokens serán aún más valiosos, a medida que se destruya parte de los ingresos de los mineros.

3) La bomba de dificultad diseñada para forzar a los mineros cambiar de PoW a PoS:
En teoría, PoS es más eficiente y ahorra más energía que PoW, y las tarifas de transacción se han reducido tras la actualización de Londres. Por lo tanto, votar por PoS es una opción natural para los comerciantes y empresarios que usan las cadenas públicas de Ethereum. Sin embargo, cuando se trata de los mineros, es otra historia diferente. Los mineros han invertido mucho en la compra de equipos y en la construcción de granjas mineras. Sería una misión imposible para ellos abandonar la productividad existente y empezar de nuevo desde cero en otro esquema.

Solamente con el lanzamiento de la beacon chain, y permitiendo la coexistencia de PoW y PoS, no se podría asegurar una fácil transición a Ethereum 2.0. Al parecer, los mineros preferirían seguir con el PoW y las cosas podrían llegar a un punto muerto.

Precisamente para eso se diseñó la bomba de dificultad. Al principio estaba previsto que se lanzaría con la actualización de Londres, pero de hecho se atrasa una y otra vez, ¿Y eso por qué?

La bomba de dificultad, en esencia, consiste en aumentar la dificultad para los mineros de PoW. Será un aumento geométrico exponencial. Es decir, en un determinado momento, la minería se convertirá tan difícil que los mineros se quedarán prácticamente sin ingresos. En términos sencillos, la bomba de dificultad esta diseñada para forzar a los mineros a abandonar PoW. El descontento de los mineros puede llevar fácilmente a una bifurcación, porque el funcionamiento de la blockchain se basa en el “consenso”. Además, si el mecanismo PoS no resuelve problemas como la eficiencia de la confirmación de las transacciones y el equilibrio entre descentralización y seguridad, y los mineros que no puedan minar al detonar la bomba de dificultad, van a rechazar la confirmación de la transacciones y la red se congestionará, lo que significa que en este caso Ethereum va a colapsar. En fin, si se logra una transición armónica de PoW a PoS utilizando la bomba de dificultad, constituiría la punta clave del despliegue de Ethereum 2.0.

Hay una cosa que es obvia. La cadena PoS debe ser suficientemente competente para sustituir a PoW en la gestión de las transacciones antes de la detonación de la bomba de dificultad. Debe ser eficiente y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de descentralización y seguridad.

¿Tiene Ethereum una solución para esto? Sí, las cadenas de fragmentos.

4) Cadenas de fragmentos:
En muchos casos, estamos convencidos de que el gran progreso de las prestaciones de Ethereum 2.0 se debe al cambio de PoW a PoS. El hecho es que PoS no puede reducir directamente la congestión de la red ni acelerar el procesamiento de las transacciones. El truco es que PoS hace posible la fragmentación, lo cual es el juego de magia que impulsa la eficiencia de la red y aumenta las transacciones por segundo de docenas a cientos de miles. Entonces, ¿Cómo hace exactamente para incrementar la escalabilidad de la red?

La tecnología de la fragmentación también adopta la misma lógica. Para agilizar el procesamiento de las transacciones en Ethernet 2.0, se crearán 64 cadenas de fragmentación a partir de la cadena única original, que es la encargada de portar los datos y de la verificación de los nodos, lo cual puede maximizar en gran medida la eficiencia con tantas cadenas procesando al mismo tiempo las transacciones. Sin embargo, surge un problema, si cada cadena procesa la información por separado y la información no está sincronizada en la red, ¿no será fácil el ataque del doble gasto y de los actos maliciosos? Ethereum 2.0 resuelve el problema de la siguiente forma: La información se comparte entre diferentes fragmentos, asignando la confirmación de las transacciones a diferentes fragmentos; la cadena de balizas se convierte en la principal; en la que se establecen los contratos inteligentes para asignar y verificar los nodos de forma aleatoria; 128 validadores formarán un comité para generar bloques y distribuir recompensas; y después de cada 64 bloques generados, la cadena de balizas volverá a elegir un grupo de validadores de forma aleatoria. Todas estas medidas pueden prevenir en gran parte la posibilidad de actos maliciosos.

Para minimizar la posibilidad de ataques de doble gasto y de los nodos maliciosos, Ethereum 2.0 adopta un mecanismo para castigar a los actores maliciosos. Todos sus ETH depositados serán confiscados cuando se descubran los actos maliciosos de un nodo. Este castigo es mucho más severo que el del mecanismo PoW.

Todas estas medidas pueden garantizar un funcionamiento de la blockchain seguro y estable bajo el mecanismo PoS, suficiente para competir con el mecanismo PoW.

Sin embargo, el paquete tecnológico es demasiado complejo, tanto así que Ethereum aún lo tiene en desarrollo. Y el despliegue pleno de la tecnología de fragmentación para que pueda portar todos los datos de Ethereum 1.0, requiere un largo camino para recorrer. Ethereum 2.0 tiene un futuro brillante, pero hay que tomar las cosas con calma. Eso también depende del progreso tecnológico del proyecto. De aquí se ve la importancia que tiene un equipo técnico detrás de una criptomoneda. Aunque la tecnología nos parece algo lejano e impalpable, es fundamental para la inversión en criptomonedas y para que una moneda o una cadena puedan seguir creciendo.

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