A medida que nos adentramos en la era de la descentralización digital se hace más urgente responder a qué es Ethereum y cómo funciona. Más que una simple criptomoneda, Ethereum se ha establecido como un game chager . Desde su concepción, Ethereum ha desafiado lo que creía que era blockchain, introduciendo no solo una cryptomoneda sino también un ecosistema para aplicaciones descentralizadas y contratos inteligentes. En las próximas secciones, nos sumergiremos en el corazón de Ethereum, explorando sus innovaciones, desafíos. ¿Estás listo para embarcarte en este viaje y descubrir cómo Ethereum está redefiniendo las reglas del juego en el mundo blockchain?
¿Qué es Ethereum?
Ethereum es una plataforma de blockchain descentralizada y de código abierto con funcionalidad de contratos inteligentes. La criptomoneda nativa de la plataforma es Ether (ETH o Ξ). Ether es la segunda en capitalización de mercado, después de Bitcoin.
Ether
Ether (ETH) es la criptomoneda generada por el protocolo Ethereum como recompensa para los nodos por añadir bloques al blockchain. Cada cuenta de Ethereum tiene un saldo de ETH y puede enviar ETH a cualquier otra cuenta. La unidad más pequeña de ETH se conoce como Wei y equivale a 10-18 ETH
Historia resumida de Ethereum
Vitalik Buterin concibió Ethereum en 2013 junto a otros fundadores, como Gavin Wood, Charles Hoskinson, Anthony Di Iorio y Joseph Lubin. Los trabajos de desarrollo comenzaron en 2014 financiados mediante crowdfunding. La red blockchain se lanzó el 30 de julio de 2015.
Ethereum permite el desarrollo de aplicaciones descentralizadas. Las aplicaciones de finanzas descentralizadas (DeFi) ofrecen una amplia gama de servicios financieros sin la necesidad de intermediarios. Ethereum también permite a los usuarios crear y intercambiar tokens no fungibles (NFT) mediante el estándar de token ERC-721.
El 15 de septiembre de 2022 tuvo lugar la actualización llamada Ethereum 2.0 (the merge) que supuso el abandono del algoritmo de consenso Proof-Of-Work por el más ecológico Proof-Of-Stake.
¿Cómo funciona Ethereum (antes de the merge)?
Ethereum es una red distribuida de computadoras (nodos) que construyen y llegan a un consenso sobre una serie cada vez más grande de bloques. Cada bloque está formado por un lote de transacciones y un identificador (hash) que hace referencia a la cadena que lo precede. Cada vez que se agrega un bloque la cadena, se ejecutan las transacciones almacenadas en el bloque en el orden en que se enumeran. Esto altera los saldos de ETH de las cuentas de Ethereum.
Cada vez que un nodo desea incluir una nueva transacción en la cadena de bloques, envía una copia de la transacción a cada uno de sus pares. Éstos su vez la reenvian a los suyos de manera sucesiva, de esta forma la información se propaga por toda la red. Ciertos nodos, llamados mineros, mantienen una lista de todas estas nuevas transacciones y las utilizan para crear nuevos bloques, que luego envían al resto de la red.
Cada vez que un nodo recibe un bloque, verifica su validez y la de todas las transacciones contenidas en él. Si determina que el bloque es válido, lo agrega a su copia de la blockchain y ejecuta todas las transacciones contenidas en él. Dado que la creación y difusión de bloques no requieren permiso, un nodo puede recibir múltiples bloques que compiten para ser el sucesor de un bloque en particular. El nodo realiza un seguimiento de todas las cadenas válidas que resultan de esto y regularmente elimina la más corta. Según el protocolo de Ethereum, la cadena más larga en cualquier momento dado debe considerarse la elegida o canónica.
Historia de Ethereum
¿Cómo se funda Ethereum y dónde se origina su nombre?
En 2013, Vitalik Buterin, un programador y cofundador de Bitcoin Magazine, publicó un white paper que describía cómo construir aplicaciones descentralizadas. Buterin propuso que la tecnología de Bitcoin y la cadena de bloques podían tener beneficios más allá del e-cash y que se necesitaba un lenguaje de programación más robusto para conectar activos del mundo real, como acciones y propiedades, a la cadena de bloques. Por ello, Buterin propuso el desarrollo de una nueva plataforma con un lenguaje de programación completo (Full-Turing) que finalmente se convirtió en Ethereum.
El anunció de Ethereum se produjo en la Conferencia Bitcoin de América del Norte en Miami en enero de 2014. Durante la conferencia Vitalik Buterin junto a otros fundadores, como Gavin Wood, Charles Hoskinson, Anthony Di Iorio y Joseph Lubin sentaron las bases del proyecto. Seis meses después, los fundadores se reunieron de nuevo y Buterin expuso que el proyecto seguiría como una organización sin fines de lucro. Hoskinson dejó el proyecto en ese momento y poco después fundó IOHK, la empresa de blockchain responsable de Cardano.
Buterin eligió el nombre Ethereum después de buscar elementos de ciencia ficción en Wikipedia.
Desarrollo de Ethereum y su primer gran fracaso
El desarrollo formal del software de Ethereum comenzó en 2014 bajo el amparo de la empresa que se creó para tal efecto. Los trabajos de desarrollo software sobre los smart contacts fueron realizados por Gavin Wood (en ese momento era el director de tecnología). Éstos dieron lugar al Libro Amarillo de Ethereum donde se especificó la Máquina Virtual de Ethereum (EVM).
Una vez sentadas las bases de la EVM, se fundó la Fundación Ethereum como una organización sin ánimo de lucro afincada en Suiza. A pesar de las innovaciones técnicas de Ethereum, existeron ciertas dudas sobre su seguridad y escalabilidad del proyecto.
Desde el lanzamiento inicial de Ethereum se han realizado varias actualizaciones de protocolo planificadas con cambios importantes que afectan la funcionalidad y la estructura de incentivos para los nodos que constituyen la red. Las actualizaciones del protocolo se realizan mediante una hard fork.
¿Qué es un hard fork en una blockchain?
Una bifurcación dura o hard fork ocurre cuando los nodos de la versión más reciente de una cadena de bloques ya no aceptan la versión anterior de la cadena de bloques. Ésto crea una divergencia permanente de la versión anterior de la cadena de bloques.
Agregar una nueva regla al código esencialmente crea una bifurcación en la cadena de bloques: un camino sigue la cadena de bloques actualizada y mejorada y el otro camino continúa en la ruta antigua. Transcurrido el tiempo, aquellos que están en la cadena antigua pueden actualizan a la versión más reciente.
Siguiendo este proceso de bifurcación (forking) es como han surgido varias criptomonedas con nombres similares a Bitcoin: Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, entre otros. Para el inversor novel de criptomonedas, puede resultar difícil entender las diferencia entre estas criptomonedas.
Puedes consultar las actualizaciones en la web de la Fundación Ethereum.
EVM
La Máquina Virtual de Ethereum (EVM) es el entorno donde se realiza la ejecución de transacciones en la red Ethereum. La EVM cuenta con diversos componentes, como una pila, memoria, saldo de GAS, contador de programa y almacenamiento persistente para todas las cuentas, incluyendo el código de los contratos inteligentes.
Durante la ejecución de transacciones, la EVM traduce el bytecode de los contratos en operaciones. La definición técnica de la EVM se encuentra en el Ethereum Yellow Paper, y su implementación es compatible con múltiples lenguajes de programación entre los que destacan C++, C#, Java, JavaScript y Python.
En 2016, se creó una organización autónoma descentralizada llamada The DAO, que constaba de un conjunto de contratos inteligentes desarrollados en la plataforma. Esta organización recaudó un récord de 150 millones de dólares estadounidenses en una venta pública para financiar el proyecto. En junio de 2016, The DAO fue hackeada y fueron robados 50 millones de dólares de tokens de DAO por un hacker desconocido. Este evento provocó un debate en la comunidad criptográfica sobre si Ethereum debería realizar una bifurcación dura para recuperar los fondos afectados. Finalmente se optó por la división de la red en dos cadenas de bloques: Ethereum, con el robo revertido, y Ethereum Classic, que continuó en la cadena original. La bifurcación dura creó una rivalidad entre las dos redes. Después de la bifurcación dura, Ethereum se bifurcó dos veces en el cuarto trimestre de 2016 para hacer frente a otros ataques.
Un largo camino hasta Ethereum 2.0
Veamos algunos de los hitos más importantes.
En marzo de 2017, varias startups de blockchain, grupos de investigación y empresas Fortune 500 anunciaron la creación de la Alianza Empresarial Ethereum (EEA) con 30 miembros fundadores.
En enero de 2018, Ethereum ya era la segunda criptomoneda más grande en términos de capitalización de mercado detrás de Bitcoin.
Cada una de las actualizaciones de Ethereum consta de una serie de EIP (Propuesta de Mejora de Ethereum) oficiales y una declaración por parte de la Fundación Ethereum.
En 2019 se produjeron tres actualizaciones dentro de Ethereum que allanaron al camino hacia la versión 2.0:
- Constantinopla (Febrero de 2019): Las mejoras se centraron en la reducción de costos de transacción (GAS), la optimización del rendimiento, la prevención de ataques de reutilización de código y la preparación de la red para la actualización de Ethereum 2.0
- Estambul (Diciembre de 2019): Intenta mejorar la eficiencia y la seguridad de la red.
- Muir Glacier (Enero de 2020): Se lanza para corregir un error de la actualización anterior.
Hubo dos actualizaciones de la red en 2021.
- Berlín (Abril de 2021). Se incluyó un mecanismo para reducir la volatilidad de las tarifas de transacción (GAS).
- Londres (Agosto de 2021): mejorar la eficiencia y reducir los costos de transacción en la red.
Puedes explorar gran cantidad de estadísticas sobre la blockchain de Ethereum en Beaconcha.in.
Te recomendamos la lectura de nuestro artículo sobre la actualización Shanghai.
GAS
La unidad de gas en la EVM se utiliza para calcular las tarifas de las transacciones. Cada tipo de operación tiene un costo de gas preestablecido, que pretende ser proporcional a la cantidad de recursos (computación y almacenamiento) que un nodo necesita invertir para llevar a cabo la operación. Cuando un emisor crea una transacción, debe especificar un límite de gas y un precio de gas.
El límite de gas es la cantidad máxima de gas que el emisor está dispuesto a utilizar en la transacción, mientras que el precio del gas es la cantidad en ETH que el emisor desea pagar al minero por cada unidad de gas utilizado. Cuanto mayor sea el precio del gas, mayor será el incentivo para que el minero incluya la transacción en su bloque, lo que acelera la inclusión de la transacción en la cadena de bloques.
El emisor de la transacción compra la cantidad total de GAS (es decir, límite de gas × precio de gas) por adelantado, al comienzo de la ejecución de la transacción y se le reembolsa al final por el gas no utilizado. Si en algún momento la transacción no tiene suficiente gas para realizarse, ésta se revierte, pero el emisor solo recibe un reembolso por el gas no utilizado. Los precios del gas generalmente se expresan en Gwei, una subunidad de ETH equivalente a 10-9 ETH.
Ethereum 2.0
El principal objetivo de este upgrade es aumentar la capacidad de la red de realizar transacciones: De las aproximadamente 15 transacciones por segundo de la versión anterior hasta unos teóricos millares por segundo. Para ello se divide la carga de trabajo en muchas blockchains que funcionan en paralelo (método conocido como sharding). Posteriormente durante el consenso, todos los nodos comparten una cadena de bloques común de prueba de participación. En caso de que un nodo malicioso quisiera interferir en el consenso común, éste tendría que asumir un coste mucho mayor de lo que podría obtener con un ataque.
Esta actualización se programó en tres fases:
- Fase 0: Se lanzó en diciembre de 2020 e introdujo la Beacon Chain, que es una nueva cadena de bloques que opera de forma paralela a la cadena de bloques original de Ethereum. La Beacon Chain utiliza un mecanismo de consenso de Prueba de Participación (PoS) para validar los bloques en lugar del sistema de Prueba de Trabajo (PoW) utilizado en la cadena de bloques original de Ethereum.
- Fase 1 (septiembre 2022): Se centra en la implementación de sharding, que es el proceso que divide la red en múltiples fragmentos, cada uno de los cuales puede procesar transacciones de forma independiente. Esto aumentará aún más la capacidad de la red y mejorará la escalabilidad.
- Fase 2: Se centra en la implementación de contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas (dApps) en la nueva cadena de bloques de Ethereum 2.0. Con la finalización de esta fase, se espera que Ethereum 2.0 sea una red totalmente funcional y escalable, capaz de manejar una cantidad mucho mayor de transacciones que la cadena de bloques original de Ethereum.
Pará más información no dudes en ver nuestro artículos sobre Ethereum 2.0.
Conceptos básicos a tener en cuenta para entender el salto a Ethereum 2.0
¿Qué es un algoritmo de consenso?
El mecanismo de consenso es el proceso mediante el cual un grupo de nodos que colaboran de forma distribuida en la red blockchain, determina qué transacciones son válidas y por lo tanto pueden ser añadidas a la cadena de bloques.
Existen muchos tipos de mecanismos de consenso. Cada uno funciona de manera diferente pero todos tienen el mismo propósito: garantizar que los registros de transacciones en una cadena de bloques sean verdaderos y honestos.
¿En qué se diferencia PoW de PoS?
PoW (Proof of Work) es un mecanismo de consenso utilizado en algunas criptomonedas, incluyendo Bitcoin y anteriormente por Ethereum. En PoW, los nodos de la red deben demostrar que han realizado un trabajo computacional costoso para validar las transacciones y agregarlas a la cadena. Este proceso se conoce como minería y se utiliza para proteger la red contra ataques malintencionados. Los mineros compiten entre sí para resolver un complejo rompecabezas matemático y el primero en resolverlo tiene derecho a agregar el bloque a la cadena y recibe una recompensa en la criptomoneda de la red. PoW consume una gran cantidad de energía debido al alto costo computacional requerido para la minería, lo que ha llevado a críticas sobre su sostenibilidad.
La idea detrás de PoS (Proof of Stake) es que los participantes mantengan bloqueadas una cantidad de criptomonedas como garantía (staking) para poder validar las transacciones y agregar nuevos bloques a la cadena. En lugar de resolver problemas matemáticos complejos como en Proof of Work (PoW), los validadores de PoS son seleccionados de manera aleatoria y tienen la tarea de validar transacciones en función de la cantidad de criptomonedas que poseen como garantía. Cuanto más grande sea la garantía de un validador, más probable es que se seleccione para validar las transacciones. El objetivo de PoS es reducir la cantidad de energía requerida para validar transacciones.
Ventajas e inconvenientes del salto a PoW
Ventajas de PoS
- Menor consumo de energía y mayor sostenibilidad: En lugar de resolver problemas matemáticos complejos para validar transacciones, los validadores solo necesitan demostrar que poseen una cierta cantidad de criptomonedas en la red.
- Menores requerimiento hardware: Con PoS, no requiere de tanta cantidad de poder computacional para validar transacciones. En cambio, solo necesitan tener una cantidad suficiente de criptomonedas para participar en la validación.
- Mayor escalabilidad: Con la introducción de sharding en Ethereum 2.0, la red puede procesar muchas más transacciones por segundo, lo que aumenta la escalabilidad.
Inconvenientes de PoS
- Mayor centralización: El PoS puede fomentar la acumulación de criptomonedas en manos de unos pocos grandes inversores, lo que puede llevar a una mayor centralización en la tenencia de criptomonedas y un mayor riesgo de manipulación del mercado.
- Riesgo de ataques del 51%: El PoS también tiene el riesgo de ataques del 51%, en los que un grupo de validadores puede controlar más del 50% de la criptomoneda en la red y por lo tanto tener el poder de manipular la red.
- Necesidad de disponer de una gran cantidad de criptomonedas para participar: Con PoS, los nodos necesitan 32 ETH para participar en la validación, lo que puede ser una barrera de entrada para los pequeños inversores o los nuevos participantes.
Aplicaciones de Ethereum
El conjunto de instrucciones de la EVM es Turing-completo (full-Turing) lo que permite el desarrollo y ejecución de aplicaciones dentro de la cadena de bloques.
Smart Contracts
Los contratos inteligentes de Ethereum se escriben en lenguajes de programación de alto nivel y luego se compilan a bytecode de EVM donde se ejecutan en la cadena de bloques de Ethereum. Para su programación se emplea el lenguaje de alto nivel Solidity (una lenguaje similar a C y JavaScript).
Los contratos inteligentes que se crean en blockchains públicas como Ethereum se enfrentan el desafío de tener sus errores y vulnerabilidades de seguridad visibles para todo el mundo, lo que los expone a ataques maliciosos. Dado que los smart contracts se ejecutan automáticamente una vez se dan unas condiciones iniciales definidas en ellos, cuando se produce el hackeo, éste no se pueden solucionar rápidamente. Un ejemplo lo encontramos en el ataque de 2016 antes comentado y que no pudo detenerse ni revertirse salvo con el drástico recurso del hard fork.
Tokens estándar ERC-20
El estándar ERC-20 facilita la creación de tokens fungibles, es decir, tokens que son fraccionables e intercambiables por cosas y fue propuesto por Fabian Vogelsteller en 2015. Éste estándar implementa una API para tokens dentro de smart contracts, permitiendo transferencias entre cuentas, consultas de saldos y acceso al suministro total de tokens en la red. Los costos de envío de tokens ERC-20 se pagan con Ether.
Initial Coin Offerring
ERC-20 ha sido usado para crear muchas criptomonedas que han sido distribuidas mediante Oferta Inicial de Monedas (ICO). Este método de comercialización de tokens implica la venta de activos digitales para recaudar fondos para un proyecto basado en blockchain. Las ICOs ganaron popularidad en 2017 y desde entonces han recaudado miles de millones de dólares para una amplia variedad de proyectos. El crecimiento explosivo de las ventas de tokens ayudó a acelerar la adopción de Ethereum y consolidó su posición entre las cadenas de bloques existentes.
Tokens No Fungibles (NFT)
Ethereum posibilita la creación de tokens únicos e indivisibles, denominados tokens no fungibles (NFT). Estos tokens, utilizados para representar coleccionables, arte digital, imágenes deportivas, bienes raíces virtuales y objetos en videojuegos, son únicos. Este tipo especial de token tiene unas posibilidades asombrosas,para lo que se creó el estándar ERC-721.
Estándar ERC-721
El estándar ERC-721, propuesto por William Entriken, Dieter Shirley, Jacob Evans y Nastassia Sachs en enero de 2018, es un estándar de token no fungible que incorpora una API para tokens en smart contracts. Ofrece funcionalidades como la transferencia de tokens entre cuentas, la consulta del saldo y el acceso al suministro total de tokens en la red. Un smart contract que implemente los métodos y eventos correspondientes se considera un contrato de token ERC-721.
Finanzas descentralizadas (DeFi)
La financiación descentralizada (DeFi) ofrece instrumentos financieros tradicionales en una arquitectura descentralizada, fuera del control de empresas y gobiernos. Las aplicaciones de finanzas descentralizadas generalmente se acceden a través de una extensión de navegador o la habilitación de aplicaciones para Web3, como MetaMask, que permite a los usuarios interactuar directamente con la cadena de bloques de Ethereum a través de un sitio web. Muchas de estas aplicaciones descentralizadas pueden conectarse y trabajar juntas para crear servicios financieros complejos.
¿En qué se diferencia Bitcoin de Ethereum?
Bitcoin y Ethereum son dos de las criptomonedas más conocidas y utilizadas, pero presentan diferencias significativas en términos de propósito, funcionalidad y tecnología subyacente.
Proposito
- Bitcoin: Su principal objetivo es funcionar como una moneda digital descentralizada que permite a los usuarios realizar transacciones de manera segura y anónima.
- Ethereum: Su objetivo principal es ser una plataforma descentralizada que permite a los desarrolladores crear y desplegar contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas (dApps). Ethereum no solo funciona como una criptomoneda (ETH), sino que también proporciona la base para la creación de aplicaciones blockchain de múltiples propósitos.
Tecnología de blockchain
- Bitcoin: Utiliza un sistema de consenso llamado PoW para validar y agregar transacciones en la cadena de bloques.
- Ethereum: Originalmente, Ethereum también utilizó PoW como su mecanismo de consenso. Sin embargo ha cambiado su rumbo hacia PoS a través de la actualización Ethereum 2.0.
Contratos inteligentes
- Bitcoin: No fue diseñada para ser una plataforma de contratos inteligentes.
- Ethereum: Los contratos inteligentes son una característica clave en la plataforma Ethereum. Esto ha llevado al desarrollo de una amplia variedad de aplicaciones, como financiamiento descentralizado (DeFi), coleccionables digitales (NFT) o sistemas de votación.
Resumiendo… qué es Ethereum y cómo funciona
Ethereum es una plataforma blockchain descentralizada, conocida por su criptomoneda Ether (ETH) y su capacidad para ejecutar contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas (dApps). A diferencia de Bitcoin, que se centra principalmente en transacciones financieras, Ethereum permite a los desarrolladores crear y desplegar una variedad de aplicaciones en su red.
Originalmente, Ethereum operaba con un mecanismo de consenso de PoW, sin embargo, con la actualización a Ethereum 2.0, se cambió a Proof of Stake. PoS es un sistema más eficiente y ecológico, donde los validadores apuestan ETH para obtener el derecho de validar transacciones. Este cambio mejora la escalabilidad y reduce el consumo energético de la red.
Ethereum ha impulsado innovaciones como las DeFi y los NFT, redefiniendo el uso de la tecnología blockchain más allá de las simples transacciones monetarias. Con su enfoque en la flexibilidad y la descentralización, Ethereum se mantiene como una plataforma clave en el ecosistema de las criptomonedas.
Bibliografía
- Scholary Comunity encyclopedia, Ethereum.
- Mastering the blockchain ed.3.
- Estándar ERC-721.
- Estándar ERC-20. Más info.
