Ethereum 2.0 es una actualización que introducirá grandes cambios en Ethereum sobre todo en cuanto al consenso, pero también sobre su funcionamiento interno.
Apuntes iniciales
En primer lugar, hay que tener en cuenta que las criptomonedas no son diferentes de cualquier software y como tal, deben mejorarse cada cierto tiempo para añadir nuevas funcionalidades y mejorar su seguridad, solucionando errores que pueden aprovechar los hackers.
Las criptomonedas suelen tener dos grandes problemas: la escalabilidad y la eficiencia energética. Algunas criptomonedas han solucionado la eficiencia energética apostando por mecanismos de consenso que no requieren una gran capacidad de cómputo. Sin embargo, el problema de la escalabilidad es más complejo y todavía no se ha encontrado una solución definitiva.
La escalabilidad es la capacidad de la red de procesar cada vez más operaciones. En el caso de las criptomonedas, cuando se habla de escalabilidad nos referimos a la capacidad de validar transacciones. Actualmente, Ethereum soporta entre 15 y 20 transacciones por segundo, lo que provoca una congestión de la red y retrasos en las validaciones, esto a su vez deriva en comisiones muy altas.
¿Qué es Ethereum 2.0?
Ethereum 2.0, también llamada Ethereum Serenity, busca mejorar la escalabilidad mediante la segmentación de la blockchain y un cambio en el mecanismo de consenso. En pocas palabras, se cambiará la manera en que se generan los bloques y en cómo se procesan las transacciones.
Una vez completada la actualización, se dejará atrás el clásico consenso “Proof-of-Work” y se pasará a un sistema de “Proof-of-Stake”. Este proceso eliminará la minería y, por tanto, el elevado consumo eléctrico requerido para el funcionamiento de la minería, pasando a un sistema de nodos de validación. Estos nodos deben poseer una cierta cantidad de “Ether” para poder ser elegibles.
Otro cambio será la fragmentación de la blockchain en cadenas más pequeñas. Estas funcionarán de forma independiente procesando sus propias transacciones. Algo que debería aportar una mayor capacidad de procesamiento de transacciones por segundo. Para verificar que todo funciona correctamente, se añadirá la llamada Beacon Chain.
Además, todos estos cambios no afectarán a la capacidad de Ethereum para ejecutar los smart contracts.
¿Qué problemas soluciona Ethereum 2.0?
Escalabilidad
La escalabilidad es el principal problema de Ethereum y de casi todas las blockchains del mercado. Como hemos dicho, Ethereum es capaz de procesar entre 15 y 20 transacciones por segundo, por lo que la red se ha congestionado en diversas ocasiones, causando un aumento notable de las comisiones de transacción.
Para solucionar este problema, Ethereum 2.0 introduce los siguientes puntos:
- Ethereum Raiden
El primer punto es Ethereum Raiden, que permite crear una nueva capa dentro de la blockchain de Ethereum que permite realizar transacciones sin que cada una de estas pase a estar registrada. Los usuarios pueden crear esta capa a voluntad y operar dentro de ella a velocidades muy elevadas. Cuando la capa se cierra, se verifican los saldos finales de los usuarios y se contabilizan en la blockchain.
Su funcionamiento es muy similar al que tiene Lightning Network.
- Ethereum Sharding
El siguiente punto es Ethereum Sharding que modifica el funcionamiento de la blockchain de Ethereum, ya que permite dividir la cadena de bloques en cadenas más pequeñas. Cada fragmento validará sus propias transacciones y creará sus propios bloques al margen del resto de divisiones.
- Ethereum Beacon Chain
Finalmente, encontramos Ethereum Beacon Chain que permite la gestión de diferentes fragmentos y nodos validadores. Se podría entender como un vigilante que se encarga de controlar el funcionamiento de la red y que todos operen de forma responsable. Esta Beacon Chain carece de capacidad de gestionar cuentas o smart contracts, pero agrega seguridad, escalabilidad y sostenibilidad a la blockchain fragmentada.
Eficiencia energética
Actualmente, Ethereum está en el punto de mira a causa del exagerado consumo energético de la minería. Con ETH 2.0 se reduce el consumo, ya que también se cambia el consenso a un Proof-of-Stake, con nodos validadores que se asignan aleatoriamente a la creación de bloques.
Cambio de consenso
Y hablando sobre el cambio de consenso, esta decisión se toma no solo para reducir el consumo de energía, sino también para que la red sea más eficiente y rápida. Para ello, los mineros serán reemplazados por nodos validadores, que tendrán un consumo mucho menor.
En pocas palabras, pasará de la minería con GPU a un nodo validador que puedes montar sobre una Raspberry Pi. El nodo validador ganará bloques a validar, pudiendo validar un máximo del 18,1% de los bloques.
Los nodos que no dispongan de 32 ETH podrán participar también añadiéndose a un pool de staking. En este caso, recibirán la parte proporcional de las recompensas obtenidas en función del Ether que aporte.
Es posible perder los 32 Ether de un nodo validador en los siguientes casos:
- El primero, si el nodo validador está mucho tiempo inactivo irá perdiendo la cantidad de ether que tenga en staking, que se añadirá a la red y será recibido por otros nodos validadores.
- El siguiente caso se dará si el nodo validador actúa contra la red. En este caso, perderá todos los Ether que tenga en stacking y será expulsado de la blockchain.
Ambos casos están diseñados para proteger la red y fomentar su correcto funcionamiento.
¿Cómo funciona la blockchain fragmentada?
En cuanto al funcionamiento de la blockchain fragmentada, este es relativamente sencillo. Llegado el momento se dividirá la blockchain principal en 64 fragmentos, o más si fuera necesario. Cada uno de estos fragmentos actuará como una cadena de bloques independiente y diferente del resto, con el único punto en común de que son supervisadas por Beacon Chain.
Aunque las diferentes cadenas funcionarán de manera independiente pero se comunicarán entre ellas. La comunicación es necesaria, ya que se podrían dar transferencias entre estas pequeñas blockchain.
La validación de las transacciones se realizará de forma aleatoria por las diferentes blockchains y añadidas en bloque. Tanto las transacciones como los bloques serán reportados a las otras cadenas y a la Beacon Chain, aunque no serán distribuidas.
Se estima que, una vez implementado este nuevo sistema de forma completa, se podrían llegar a validar hasta 100.000 transacciones por segundo.
En pocas palabras, será un funcionamiento similar al que tienen los juegos multijugador online. Imagina que estás jugando con cuatro compañeros y tienes cuatro rivales. Al mismo tiempo, existen varias rutas de ataque, así que tú y tus amigos os dividís. Cada vez que un amigo o un enemigo cae, el servidor te informa, así como si ganas o pierdes la partida. Al mismo tiempo, el servidor revisa en todo momento que ningún jugador esté haciendo trampas. De esta forma, aunque tú no te comuniques directamente con tus amigos, sabes en todo momento cuál es su estado y también el estado de la partida o el resultado final.
Fases de implementación de Ethereum 2.0
El proceso de integración de todas estas nuevas funcionalidades no es sencillo ni rápido. Por eso, antes de implementarlos en la red principal, se ejecutará todo el código en la testnet, una red de pruebas independiente que no afecta a la red principal. Esto se hace para evitar cualquier efecto negativo o error en la implementación que pueda afectar al funcionamiento de Ethereum.
La implementación de Ethereum sigue las siguientes fases:
- Fase 0: Se introduce la capacidad en la blockchain de Ethereum para la transición al nuevo sistema de consenso y la cadena fragmentada. En este primer punto se agrega la Beacon Chain y se permitirá el registro de nodos validadores y stacking del Ether necesario. Esta fase se inició el 1 de diciembre de 2020.
- Fase 1: Se introduce la división de la blockchain en 64 fragmentos controlados por la Beacon Chain. Este proceso debería verificar el aumento en la cantidad de transacciones validadas por segundo. So despliegue está previsto para verano y otoño de 2021.
- Fase 2: Será la fusión de Ethereum 2.0 y 1.0. Se desactivará el consenso Proof-of-Work y añade la capacidad de crear más fragmentos si fuera necesario. Este despliegue está previsto para finales de 2022.
El futuro de Ethereum 2.0
El desarrollo no debería tener ningún impacto sobre los smart contracts, por lo que los tokens, DAO y otros elementos creados en la blockchain original de Ethereum no deberían verse alterados. Tampoco afectará a la criptomoneda Ether, ni al gas.
Donde sí que tendrán un fuerte impacto estos cambios será sobre las aplicaciones descentralizadas, que notarán una mejora importante en su rendimiento. También se espera que se mejore el funcionamiento de las soluciones DeFi, gracias a la fiabilidad, escalabilidad y seguridad de la nueva blockchain.
Si funciona correctamente, Ethereum 2.0 podría generar un aumento en el precio de Ethereum, ya que también aumentaría la demanda. En este sentido, es poco probable que surjan problemas, ya que antes de su lanzamiento se verifica hasta el más mínimo detalle en la testnet y se ejecutan todo tipo de escenarios, desde los más habituales hasta los poco probables.
Conclusión
Ethereum 2.0 supone un punto de inflexión para la red y para la criptomoneda. Su desarrollo ha seguido las pautas marcadas, por lo que en 2022 se espera que se dé un gran salto que ayude a Ethereum a consolidarse como uno de los proyectos más potentes del espacio cripto.
Cambiar el consenso y dividir la blockchain en cadenas independientes gestionadas por una blockchain “maestra” es una solución tan arriesgada como interesante.
Al final, será el tiempo el que diga si es viable y si funciona correctamente. De serlo, es muy posible que muchos proyectos imiten este desarrollo y lo implementen en sus blockchain.