¿Qué es y qué ofrece Ethereum 2.0 y el Sharding?

Ethereum (como muchas otras plataformas), utiliza nodos, que es en esencia, cualquier dispositivo que se conecta y se sincroniza a la cadena de bloques. Estos nodos están interconectados entre si e intercambian constantemente datos, para que la red se mantenga actualizada. Pero los nodos en la plataforma Ethereum están experimentando un aumento de demanda que cada vez menos pueden asumir.

Si todo finalmente resulta como se espera, Ethereum 2.0 podría establecer nuevas reglas de juego (actualizando así el protocolo de consenso). No solo será capaz de realizar 100.000 transacciones por segundo (aumentando su utilidad). Sino que también podrá reducir la emisión de nuevos «tokens», aumentando por ende la demanda sobre las unidades limitadas.

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Ethereum 2.0 es un nuevo tipo de blockchain con una serie de renovaciones muy relevantes respecto a la blockchain de Ethereum original, tal y como la conocemos. Con la finalidad de renovarla, potenciarla y mejorar su eficacia. Esta mejora, hará que la plataforma sea más escalable y sostenible a largo plazo. Estas actualizaciones han estado en desarrollo desde hace varios años y representan una transición importante, para la plataforma que alberga aplicaciones descentralizadas más popular del momento.

Con Ethereum 2.0 culmina un ciclo, el minado de ETH con GPUs (con lo cual ahora la red se hace verde ahorrando energía). Y pasa a ofrecer un sistema de creación de bloques basado en la prueba de participación (Proof of Stake o PoS). Este protocolo de consenso consiste en que los validadores tienen que bloquear una cierta cantidad de tokens (los que quieran invertir en el proceso) y posteriormente se realiza una especie de “lotería” en la que cada unidad de token bloqueado sería como un boleto de la lotería en cuestión. Es decir quien tenga más toquens bloqueados, más probabilidad tendrá de ser el elegido. El validador seleccionado será el responsable de crear el siguiente bloque y compartirlo con los demás nodos. Una vez finalizado este proceso se empieza de nuevo.

¿Qué es Ethereum Sharding?

El sharding en Ethereum es una técnica de escalabilidad que se implementa como parte de la actualización Ethereum 2.0. Esta tecnología tiene como objetivo resolver los problemas de capacidad y rendimiento que pueden surgir en la red Ethereum, especialmente a medida que aumenta el número de usuarios y aplicaciones descentralizadas (dApps) en la plataforma.

En esencia, el sharding consiste en dividir la cadena de bloques de Ethereum en múltiples fragmentos o shardings independientes. Cada sharding funciona como una cadena de bloques separada, con su propio conjunto de transacciones y smart contracts. Estos shardings se ejecutan en paralelo, lo que permite aumentar significativamente la capacidad de procesamiento de la red y, en consecuencia, el número de transacciones que se pueden procesar en un período de tiempo determinado.

El sharding se basa en el principio de que no todas las transacciones en la red Ethereum son relevantes para todos los nodos. Al dividir la cadena de bloques en shardings, cada nodo solo necesita mantener y procesar una fracción de los datos de la red, lo que reduce la carga de trabajo y los requisitos de almacenamiento para cada nodo individual.

Además de mejorar la escalabilidad, el sharding también ayuda a mejorar la privacidad de las transacciones, ya que cada sharding contiene solo una parte de la información completa de la red. Esto dificulta la correlación de datos entre los diferentes shardings y agrega una capa adicional de seguridad a la red Ethereum.

¿Por qué es necesaria una transición?

La comunidad de usuarios de Ethereum ha crecido exponencialmente en estos últimos años y consecuentemente la red ha sufrido un incrementado en el volumen de transacciones diarias. En la actualidad, puede manejar unas 15 transacciones por segundo, lo que es bastante poco. Por lo tanto, esta creciente demanda está saturando la red e está incrementando el coste de las comisiones por transacción que han alcanzado cifras completamente prohibitivas.

Si todo finalmente resulta como se espera, Ethereum 2.0 podría establecer nuevas reglas de juego. No solo será capaz de realizar 100.000 transacciones por segundo (aumentando su utilidad). Sino que también podrá reducir notablemente los costes por transacción y limitará la emisión de tokens (aumentando así el valor unitario a largo plazo).

¿Cuáles son los nuevos retos a lo que se enfrenta Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 debe ser capaz de manejar más transacciones por segundo sin aumentar el tamaño de los nodos. Este aumento no sería nada viable si no fuera por el sistema Sharding, porque de lo contrario solo aquellos con máquinas más potentes y con mayor capacidad de almacenamiento, podrían hacerlo. Ethereum 2.0, mediante el Sharding distribuirá la carga de la red en 64 nuevos canales (o Shards). Esto le dará a Ethereum la posibilidad de reducir la congestión y mejorar las velocidades, más allá del número de transacciones.

Para mitigar la presión, los desarrolladores han recurrido a la fragmentación de la blockchain, para ampliar el volumen de las validaciones. En esencia, esto dividirá en grupos más pequeños el número de transacciones que se almacenan en las bases de datos. Lo que aliviará la carga sobre el sistema actual y permitirá más transacciones por segundo. La fragmentación es un  proceso vital e importante, ya que, hará que la red sea más sostenibilidad en el tiempo, permitiendo que personas corrientes puedan albergar la parte correspondiente de las transacciones totales sin necesitar una infraestructura de almacenamiento demasiado avanzada.

Además requerirá menos trabajo de los validadores de las transacciones. Quienes solo requerirán validar un pequeño grupo de transacciones (respecto el total). Esto permitirá que los nodos sean mucho más livianos, lo que facilitará a Ethereum crecer y permanecer descentralizado.

El modelo de seguridad de Ethereum también necesitaba ser reestructurado, debido a la introducción de los Shards. La cadena principal asignará aleatoriamente validadores de transacciones a los diferentes Shards. Esto hace que sea prácticamente imposible atacar un fragmento en específico.

Con mucho más usuarios en la plataforma, Ethereum 2.0 planea pasar de Proof of Work (que consume mucha energía) a un proceso nuevo denominado Proof of Stake o «staking».  Que consiste en un conjunto de nodos que mantienen bloqueados una cantidad concreta de tokens y en función de dicha cantidad tendrán más o menos probabilidad de ser los creadores del siguiente bloque, en ese caso recibirían la correspondiente recompensa.

¿Qué es la Beacon Chain?

 En diciembre del 2020, se puso en marcha Beacon Chain, la cual será la cadena principal de Ethereum 2.0 y la que gestionará el resto de canales (Shards). La Beacon Chain funcionará con PoS (Proof of Stake). La siguiente fase será la fusión de Beacon Chain con la blockchain de Ethereum, conocida como «mainnet». En dicha fusión, la Mainnet pasará a ser un subgrupo de los 64 distintos que habrá (Un simple shard más del conjunto), cediendo así el protagonismo a la Beacon Chain que actuará como agente coordinador, mientras el concepto de Mainnet se transforma y pasa a significar el conjunto de 64 shards más la Beacon Chain. Esta fusión representa un hito importante y los desarrolladores de Ethereum parecen estar muy motivados y en camino de completar la transición completa.

Ethereum 2.0 y el Sharding potenciarán la implementación de aplicaciones descentralizadas

Ethereum emergió finalmente en el año 2015 y hasta la fecha ha tenido un enorme éxito. Han sido necesaria una serie de actualizaciones para redescubrir el enorme potencial que ofrece la plataforma. Para aquellas personas que desconocen el mundo de las criptomonedas. Ethereum es una red descentralizada impulsada por la tecnología blockchain, mediante la cual se pueden realizar pagos, contratos inteligentes y transacciones digitales a través de su plataforma.

Un contrato inteligente o «smart contrac», es, en pocas palabras, un programa registrado en el sistema blockchain que puede ejecutarse desde la misma blockchain. Estos contratos una vez establecido el acuerdo, no podrán ser alterados o modificados y se efectuaran sin necesidad de terceros. Por ejemplo, se podría establecer un contrato de arrendamiento entre el propietario de un inmueble y un inquilino. Donde se establezca, que el costo del servicio sea pagado automáticamente al propietario, mensualmente a través de la plataforma.

Una vez que se hayan implementado todas las mejoras pautadas en la plataforma (descritas a grandes rasgos en esta publicación). Ethereum 2.0 será capaz de poner en práctica la ejecución de contratos inteligentes de manera mucho más escalable y económica.  

Con Ethereum 2.0 se abre un abanico, de nuevas opciones y oportunidades, inimaginables hasta hace algunos años. Estamos en presencia de uno de los avances tecnológicos más importantes por alcanzar en este nuevo milenio. Llevar esos avances a la práctica es el mayor deseo de toda la comunidad de usuarios que conforman la plataforma Ethereum.

Finalizo el apartado con una cita del psicólogo y novelista estadounidense Robert Anton Wilson, quien afirmó: «El futuro pertenece a cualquiera que sea capaz de asumir el riesgo, y de aceptar la responsabilidad que conlleve crearlo». Ethereum está por implementar nuevas normativas, reglas y procedimientos para el futuro, en víspera de asumir el liderazgo, en el complejo universo del blockchain.

Calendario y hoja de ruta para la implementación de Ethereum 2.0

La hoja de ruta de Ethereum 2.0, está conformada por tres fases:

• Beacon Chain (1ra fase puesta en marcha el 1 de diciembre del 2020).
• Sharding (2da fase prevista en el 2021).
• Docking (3ra fase pautada para el 2022).

Beacon Chain: Consiste en la futura red “principal” o de “gestión” de Ethereum 2.0. Será la encargada de manejar los diferentes canales de validación que aparecerán en la siguiente fase. Está basado en Proof of Stake y en la actualidad (mediados de 2021) ya dispone de miles de nodos que han bloqueado decenas de miles de Ethers y que están participando en el proceso de creación de bloques de esta Beacon Chain, que de momento es una red paralela a la principal actual (Ethereum 1.0). Consiste en una fase de pruebas antes de pasar al siguiente nivel.

Sharding (fragmentación): En esta fase, se crearán 64 grupos o canales de validación. Estos fragmentos serán gestionados por la Beacon Chain. De esta forma todas las transacciones que actualmente están siendo validadas por el 100% de los nodos, pasarán a ser validadas solo por uno de estos grupos de validadores. Como se puede ver, de esta forma se multiplicará la capacidad de procesamiento de transacciones y las comisiones se espera que bajen de manera muy notable. Así pues será una versión optimizada en la que los recursos se distribuirán y organizarán mejor con el fin de aumentar la escalabilidad. En este nuevo paradigma, lo que actualmente conocemos como la red principal de Ethereum o Ethereum 1.0, pasará a ser un simple canal más de los 64 existentes. Esto sería el último paso conocido como Docking o (acoplamiento), prevista para el año 2022.

Conclusión

En conclusión, Ethereum 2.0 y el Sharding representan un importante avance en la tecnología de blockchain, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de aplicaciones descentralizadas y mejorando la escalabilidad y seguridad de la red. Con estas actualizaciones, Ethereum se posiciona como una plataforma aún más sólida y preparada para enfrentar los desafíos del futuro, allanando el camino hacia una mayor adopción y utilidad de la tecnología blockchain en diversos sectores y aplicaciones.Si te interesa ser un experto en esto del blockchain podrías realizar alguno de los Cursos en blockchain de la plataforma, como por ejemplo el Máster en Blockchain, entre otro, con la posibilidad de hacer la Doble Titulación en Blockchain Management y Blockchain para ser un gran experto en el área.

Antes de concluir, recomiendo que leas el artículo:Ethereum hard fork