Guía completa de Ethereum y su token ETH. ¿Cómo funcionan?

ethereum

¿Os imagináis un mundo en el que todas las aplicaciones estuviesen soportadas por la misma tecnología? ¿Y si esa tecnología permitiese hacer pagos a cualquier parte del mundo de manera rápida y segura? Sería genial ¿verdad? En el caso de que esa tecnología no estuviese dirigida por ninguna entidad o gobierno, sino que fuera 100% descentralizada, ya se convertiría en inigualable. Bien, pues acabamos de describir Ethereum.

Esta blockchain ha traído varias de las innovaciones más importantes al ecosistema cripto, y aún tiene mucho que ofrecer. De hecho, la evolución de las redes DLT no ha dejado de sorprendernos desde la aparición de Bitcoin en 2009. En la actualidad Ethereum es la segunda criptomoneda más importante del mundo por capitalización. Solo Bitcoin está por delante. Sin embargo, la fortaleza de Ethereum va mucho más allá de su valor como medio de pago. Dejadme que os cuente qué es y cómo funciona.

Historia de Ethereum

Ethereum es una blockchain pública y descentralizada que funciona según su protocolo del mismo nombre. Ether (ETH) es la criptomoneda soportada en dicha red, y está diseñada no sólo para realizar transacciones, sino también para trabajar con los Smart Contracts y las Aplicaciones Descentralizadas (DApps) desplegados en la misma.

Ethereum, por tanto, no es solo la blockchain de un nuevo medio de pago, sino que con su protocolo permite la ejecución de contratos inteligentes así como el lanzamiento de numerosos proyectos en blockchain, pero manteniendo todos ellos su independencia dentro de la red.

Es por ello que no busca tanto el sustituir al dinero FIAT, sino que pretende convertirse en la plataforma principal en la que desplegar aplicaciones descentralizadas para cualquier empresa, permitiendo la universalización de su protocolo y manteniendo la independencia y seguridad de cada uno de los proyectos alojados.

Ethereum

Migración de Ethereum a ETH 2.0

Desde que Ethereum se lanzó en 2015, ha afrontado múltiples desafíos, la mayoría de ellos comunes a otras redes blockchain. Sin embargo, Ethereum siempre se ha posicionado como una de las redes más innovadoras a la hora de resolver estos problemas, y como parte de esta innovación decidieron lanzar una segunda versión de su protocolo. Esta nueva versión, conocida como ETH 2.0, es la solución de Ethereum para conseguir más escalabilidad, mejor seguridad y mayor experiencia para los usuarios.

Como parte del desarrollo de este nuevo protocolo, los desarrolladores diseñaron un plan de desarrollo para los próximos años. Con esta hoja de ruta, pretenden implementar pequeñas variaciones del protocolo para que gradualmente todos los cambios optimicen el funcionamiento de la red. Todo ello, sin poner en riesgo ni pausar el funcionamiento de la misma. Veamos a continuación las principales soluciones que aparecen en su hoja de ruta para los próximos años.

Mejoras de seguridad

En el ámbito de la seguridad, el principal cambio que ha llevado a cabo Ethereum es la implementación de la Prueba de Participación (PoS) como sustituto de la Prueba de Trabajo (PoW). Según hemos podido ver en publicaciones anteriores, la Prueba de Trabajo es muy segura, pero tiene un elevado coste energético. Adicionalmente, su tendencia hacia una centralización creciente en los nodos más potentes lo convierten en poco deseable a largo plazo. Este efecto se ve reforzado por la baja escalabilidad del algoritmo. Por estas razones, los desarrolladores de la red han decidido modificar el algoritmo de consenso de la red.

pow vs pos

Con el nuevo algoritmo de consenso, las barreras de entrada para nuevos nodos son más bajas. Esto permite un mayor nivel de descentralización, lo que refuerza la seguridad de la red ante ataques del 51%. Adicionalmente, Ethereum está trabajando en pequeñas implementaciones que mejoran la seguridad de la red frente a otro tipo de ataques.

Entre estas soluciones podemos encontrar la reducción del tiempo de finalización de los bloques. Actualmente, el tiempo que Ethereum tarda en finalizar un bloque (definido en 15 minutos) puede ser aprovechado por atacantes para reorganizar los últimos bloques y obtener un beneficio. Con la reducción de este periodo a 0 minutos, esta posibilidad se elimina.

Adicionalmente, ETH 2.0 fomenta la organización de validadores en grupos. De esta forma, se mantiene el funcionamiento de la red mientras que se reduce el poder individual de cada nodo. Por último, Ethereum propone mantener en secreto la elección de los nodos que deben crear los bloques. Así, se elimina la posibilidad de sufrir ataques de «Denegación del Servicio» (DoS).

Mejoras de escalabilidad

Además, la nueva versión del protocolo incorpora también como una de sus grandes novedades el “Sharding”. Esto consiste básicamente en una subdivisión de la red en pequeñas partes de la misma (llamadas “Shards”). De esta forma, los nodos validadores no necesitan descargar toda la información disponible (lo cual es más costoso) sino que cada nodo puede trabajar con uno o varios “Shard” o seguir conectándose a la red principal.

Esto permite, por un lado, una mayor escalabilidad (se habla de que Ethereum, con este cambio, podrá procesar más de 10.000 transacciones por sgundo). Por otro lado, exige una mayor comunicación entre los nodos, para asegurar que la información de cada “Shard” es coherente con la almacenada en la red principal. De esta forma, se mantiene la seguridad de la red.

sharding

Esta solución aplica a la capa principal de Ethereum, la considerada como «capa 1». Sin embargo, existen otras soluciones actualmente en desarrollo, focalizadas en mejoras sobre la capa 2 de Ethereum. Este tipo de soluciones (llamadas «rollups») se basan en ejecutar transacciones fuera de la red de Ethereum, y comunicar solo el resultado de las mismas. De esta forma, la red de Ethereum se descongestiona, y las transacciones de la capa 2 son mucho más baratas. Por ello, estas soluciones también contribuyen a mejorar la escalabilidad de la red.

Mejoras en la experiencia de usuario y otros cambios

En último lugar, los desarrolladores de Ethereum están analizando distintas formas de optimizar el funcionamiento de la red de cara a los usuarios. Como parte de esta optimización, hay dos soluciones en curso: por un lado, la eliminación del sistema de doble clave para acceder a la red. Esto puede ser conseguido mediante el uso de Smart Contracts que permitan recuperar las claves, gestionar de forma directa la cuenta, etc. Así, se reduce la dependencia en una entidad externa. Por otro lado, Ethereum pretende facilitar la creación de nodos para hacerla más universal. Con nodos más ligeros, se reducen las barreras de entrada y se mejora la descentralización.

Adicionalmente, hay dos iniciativas destinadas a hacer de Ethereum una red resiliente a largo plazo. Por un lado, se está trabajando en la posibilidad de desarrollar una criptografía que sea compatible con los ordenadores cuánticos. Este tipo de ordenadores aún no son una realidad, pero se espera que en unos años puedan suponer una amenaza al código actual de Ethereum, por lo que ya están trabajando en la alternativa. Por otro lado, los desarrolladores de Ethereum están trabajando para «limpiar» el código de la red y hacerlo más eficiente, eliminando componentes obsoletos o duplicados. Así, es más fácil de mantener para el futuro, y funcionará mejor.

Nodos

Los nodos son una de las piezas más importantes en cualquier blockchain. Un nodo es una pieza de software que descarga la información de la red y trabaja para realizar funciones determinadas. Entre estas funciones están la validación de transacciones, la generación de bloques, etc.

Esta figura es, por lo tanto, la que garantiza la estabilidad y la seguridad de la red, y cuantos más nodos haya, más segura y resiliente podrá considerarse la blockchain. En el caso de Ethereum, y basándonos en la estructura actual de ETH 2.0, podemos distinguir tres tipos de nodos:

  1. Nodo validador: este nodo tiene como función validar las transacciones previamente a su incorporación a la red. Dado que funciona bajo el algoritmo de PoS, se exige que estos nodos cuenten con un stake mínimo de 32 ETH para poder constituirse.
  2. Nodo de acceso: este nodo no tiene requisitos mínimos de stake y su función es almacenar y procesar las transacciones enviadas por los validadores.
  3. Nodo de archivo: este nodo viene heredado de la versión anterior del protocolo y sirven para mantener una copia de toda la información de la red con motivos de seguridad y coherencia.

Transacciones

Las transacciones en Ethereum son básicamente actuaciones que inicia una cuenta de Ethereum y que actualiza el estado completo de la red. El “estado” de la red se entiende como la situación conjunta de todas las cuentas, nodos, contratos y bloques que la forman. Cada vez que se efectúa una transacción y dicha transacción es validada y el bloque añadido a la red, se modifica el estado de la misma. Por eso, los nodos controlan y guardan la información de dichos estados, para poder mantener la trazabilidad de las transacciones.

cambio de estado

En este sentido, la transacción básica es el envío de dinero de una cuenta a otra (ver imagen). Estas transacciones son siempre iniciadas por una cuenta, la cual puede ser personal o pertenecer a un Smart Contract. Veamos la diferencia entre ambos tipos de cuentas:

  1. Cuentas externas – cuentas que pertenecen a cualquier persona o entidad que posea el par de claves privada-pública que la identifican. Puede iniciar transacciones siempre que sean transferencias de Ether.
  2. Cuentas de Smart Contract – el Smart Contract es básicamente un programa que se ejecuta cuando se cumple cierta condición, y que está alojado en la red de Ethereum. Una cuenta de este tipo no pertenece a nadie (porque se controla a través del código que contiene). Además, estas cuentas no pueden iniciar transacciones, sino que sólo puede activar otros Smart Contracts o transferir Ether cuando recibe transferencias de cuentas externas. 

Generación de bloques

En Ethereum, el número de operaciones que se pueden procesar en un minuto depende de un concepto exclusivo de esta red, esto es, el “límite de Gas” o “GasLimit”. El Gas representa básicamente el esfuerzo computacional que el usuario ha de pagar a la red para que procese una transacción. Por lo tanto, en cada transacción deberá indicarse el GasLimit (GL, unidades de Gas que estaré dispuesto a pagar para incluir esa transacción).

Además, se establece una comisión base (BaseFee), que es el precio mínimio por unidad de Gas para incluir ese bloque. Esta comisión se calcula en base al requisito de espacio de ese bloque. Por último, los usuarios definen la propina (Tip), que se abonará directamente al minero del bloque. Todos los costes de la transacción se expresan en Gwei (que es 1×10-9 ETH). De esta forma, si A le quiere transferir 1 ETH a B, y asumiendo que GasLimit=21.000, BaseFee=100 y Tip=10 , el coste de esa transacción se medirá de la siguiente forma:

1 ETH + (GL*(BaseFee+Tip)*(1×10-9)) = 1 + 0,00231 = 1,00231 ETH

De la cantidad anterior, 1 ETH irá a la cuenta de B y 0,00021 ETH irán a la cuenta del minero. Los 0,0021 ETH restantes se consideran como la comisión base, y ese dinero es «quemado», es decir, sale de circulación.

En relación al tamaño de los bloques, Ethereum tiene un tamaño esperado de 15.000.000 de Gas. Este tamaño se calcula como la suma del GasLimit de todas las transacciones en dicho bloque. Cuando el tamaño real es superior al esperado, la comisión base se incrementa, aumentando el coste de la transacción. De esta forma, la red se adapta a los picos de demanda para poder asumir mayor cantidad de transacciones. El tamaño máximo de un bloque está actualmente definido en 30.000.000 de Gas.

Conclusión

Hemos analizado los componentes básicos de la red de Ethereum y hemos podido comprobar que no solo aspira a ser un medio de pago, sino que tecnológicamente ha desarrollado varios elementos novedosos. Estos elementos van encaminados a mejorar su plataforma para desplegar aplicaciones descentralizadas.

Además, con la incorporación de los Smart Contracts y las DApps, permite el desarrollo de múltiples proyectos externos en su blockchain. Por último, su migración a PoS, con la inclusión del “Sharding”, facilita su escalabilidad y demuestra su esfuerzo por añadir valor al ecosistema blockchain.

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