Introducción a Ethereum 2.0, ¿por qué se hace y qué cambios implica?
0. SUMARIO
En este post vamos a tratar de dar una introducción sobre Ethereum 2.0 (eth2). Primero recapitularemos las principales cualidades de Ethereum, por qué es un importante proyecto dentro del mundo del blockchain, qué lo hace diferente y cuáles han sido sus principales baches.
Después pasaremos a explicar las principales cualidades de eth2, qué diferencias hay con respecto al pasado y cómo resuelve algunos de los problemas que ethereum ha ido teniendo en el pasado.
1. ¿QUÉ ES ETHEREUM?
Ethereum es una plataforma digital programable de blockchain sobre la que se pueden crear aplicaciones descentralizadas a través de smart contracts. Fue creada en 2015 por Vitalik Buterin.
Al ser descentralizada, nadie tiene el control sobre las transacciones, desarrolladores de todo el mundo pueden crear aplicaciones en Ethereum con algunas de las siguientes utilidades:
- Pagos a otros usuarios de manera descentralizada (sin el control de una entidad o persona).
- Mercados automatizados en los que intercambiar tokens y otros activos de manera descentralizada.
- Aplicaciones para prestar o pedir prestado activos económicos digitalizados.
- Arte digital con un sólo dueño demostrable y videojuegos con los que puedes coleccionar objetos virtuales de cantidad limitada.
2. RETOS A LA ESCLABILIDAD DE ETHEREUM
En la fecha de este reporte, hay ya más de 2.000 aplicaciones en Ethereum. Existen otras plataformas de blockchain como Solana que capacidad para soportar una elevada cantidad de transacciones por segundo (tps) pero hasta la fecha ninguna de estas plataformas ha conseguido competir en popularidad con Ethereum.
El problema con Ethereum es que sólo puede facilitar unas 15tps y con tantas aplicaciones en uso, se necesita escalar esa cantidad. Como referencia, Visa facilita unas 10.000tps por lo que en este momento Ethereum tendría complicado ofrecer una alternativa a sus servicios.
Además el hecho de que Ethereum sólo consiga 15tps implica que estas transacciones sean muy caras en periodos de alta demanda, por lo que no sólo hay un problema de rapidez sino también de precio.
3. PROOF OF STAKE vs PROOF OF WORK & MINEROS vs VALIDADORES
El proceso de minado de bloques (o mejor dicho, validación de transacciones) mediante proof of stake (PoS) es parecido al de proof of work (PoW), sin embargo el método de consenso cambia. En PoW, los mineros resuelven complejos puzzles criptográficos empleando sofisticados recursos computacionales que consumen energía haciendo el proceso costoso.
Los validadores en mecanismos de PoS bloquean como una especie de fianza sus tokens en el ecosistema. Después, estos validadores proponen los bloques que tienen más opciones de ser añadidos a la cadena. Estos nuevos bloques que se añaden dan recompensas proporcionalmente repartidas en función de los tokens que los participantes tengan de fianza.
La principal razón por la que los validadores en PoS actúan de forma honesta es que asumen el riesgo de perder fondos de su fianza (en PoW los mineros de bitcoin asumen costes altos para asegurar esta honestidad), si actúan en contra de la red, podrán ser penalizados (slashed/slashing en inglés). Los dos principales motivos para este slashing son que un nodo esté caído y ‘double signing’. Dependiendo del protocolo, las penalizaciones cambian pero normalmente implica que un porcentaje predeterminados de fondos del nodo del validador se pierde.
Uno de los principales motivos de la adopción de PoS es el ahorro en energía que supone frente a PoW. Para más información sobre este consumo de energía, puede chequear esta web (en enero de 2021, se estima que las emisiones de carbono de bitcoin son similares a las de Nueva Zelanda).
Por contra, una fuerte desventaja en PoS es que usuarios con una cantidad elevada de tokens pueden adquirir una gran influencia sobre la red y su toma de decisiones, especialmente en los orígenes de estas, esto implicaría que puede haber riesgo de que la red se centralice.
También es discutible que gente con poca cantidad de fondos tendrían una alta barrera de entrada para correr sus propios nodos ya que habitualmente se requieren un número mínimo de fondos, esto hace que la descentralización de los protocolos con PoS sea algo más complicada.
4. SHARDING
Existen dos formas de escalar la red actual de Ethereum, de manera vertical (mejorando los nodos) y horizontalmente (más nodos son incluídos).
Para mantener la red descentralizada es mejor la forma horizontal, lo que es conocido como sharding, método en el que se separa la base de datos en otras más pequeñas (shards), los shards son más eficientes y rápidos de manejar.
Los shards de Eth2.0 separarán su blockchain y cada shard validará una parte de las transacciones de manera simultánea lo que teóricamente conseguirá más tps mientras que la red seguirá siendo descentralizada.
Esta forma de escalar Ethereum podría tener riesgos de seguridad puesto que separar un blockchain en pequeños shards implica que si no hay suficientes validadores un grupo de atacantes a la red podrían hacerse con el control de uno de estos shards. La forma en la que se prevendrá esto es a través de PoS, los validadores son asignados shards de manera aleatoria, matemáticamente sería imposible atacar un shard sin controlar más de un tercio de toda la red.
Para más información de las fechas en las que se planea impletemtar Eth2.0, este post de Vitalik Buterin (creador de Ethereum) tiene más detalles.
5. ECONOMÍA DE ETH2.0
Un mínimo de 32ETH tienen que ser puestos de fianza para empezar un nodo, y debe haber un mínimo de unos 16.000 validadores para que se empiece la fase 0 de Eth2.0, este requisito se consiguió en noviembre y el motivo de estos requisitos prevención de posibles ataques a la red. Quien quisiera aportar más de 32ETH podría hacerlo siempre y cuando emplee múltiplos de 32ETH.
El retorno medio anual de estos validadores es apróximadamente un 20%, pero puede variar en función del uso de la red y la cantidad de validadores.
Hasta la fase 1.5 en la que se dejará de separar PoW y PoS, mineros y validadores recibirán beneficios por mantener la red. Los mineros tienen ingresos más elevados pero también su coste de mantenimiento es más alto comparados con los validadores.
Se estima que la inflación anual en Eth2.0 será de entre 0.1–0.5% dependiendo del número de validadores mientras que en el PoW actual es de casi un 5%.
6. ETH2.0 PoS Slashing
Como mencionábamos antes, en mecanismos de PoS, los validadores que atacan la red o están inactivos suelen ser penalizados, en Eth2.0 si tu nodo está inactivo por 18 días, puedes perder hasta un 60% de tus fondos.
De la misma forma, si se sospecha que tu nodo está actuando de manera inadecuada, la ‘multa’ empieza en 1ETH y crece de forma linear cuantos más nodos sean penalizados a la vez que el tuyo.
Estas penalizaciones y el hecho de necesitar 32ETH para convertirse en validador implican una barrera de entrada para mucha gente, como comentábamos antes en los inconvenientes de las redes con un consenso de PoS.
7. CONCLUSIONES
El futuro de Ethereum pasa por incrementar sustancialmente su número de transacciones por segundo (tps) y reducir así los costes y tiempos que toma operar en sus aplicaciones descentralizadas.
Para mejorar la red se va a optar por separar el blockchain de Ethereum en shards, el mecanismo a utilizar será proof of stake (PoS), que si bien supera algunos de los inconvenientes de proof of work (PoW), también tiene ciertos inconvenientes.
Eth2.0 está en construcción, así que retomaremos este tema en futuras entradas a medida que se vaya adoptando.
