Ethereum hizo la transición al mecanismo de consenso de prueba de participación con éxito, marcando un gran paso en el desarrollo de la cadena de bloques para hacerla más sostenible, segura y escalable. Pero eso no es todo. La fusión fue, de hecho, solo el primer paso importante de la hoja de ruta de desarrollo en curso de Ethereum, que también incluye Surge, Verge, Purge y Splurge.
Según el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, Ethereum podrá procesar “100 000 transacciones por segundo”, luego de completar 5 fases clave, que comenzaron con la fusión y el cambio a prueba de participación.
Echemos un vistazo más de cerca a la visión de Ethereum y lo que incluye.
El protocolo Ethereum se lanzó en 2015 y disfrutó de un gran éxito. Pero incluso en ese entonces, estaba bastante claro para la comunidad que, para desbloquear todo su potencial, la cadena de bloques tenía que someterse a algunas actualizaciones clave. Y la transición a la prueba de participación fue el núcleo de esto.
El principal inconveniente de Ethereum fueron las crecientes tarifas de gas, lo que hizo que Ethereum fuera caro para la mayoría de los usuarios. A medida que la cadena de bloques crecía, también lo hacía el espacio en disco necesario para ejecutar clientes, lo que generaba mayores costos de mantenimiento. Además, su mecanismo de consenso de prueba de trabajo original, que se modificó con la fusión, estaba causando un gran impacto ambiental debido al gran consumo de energía que requería.
Para abordar estos problemas, la comunidad detrás de Ethereum ideó un conjunto de actualizaciones para rediseñar la cadena de bloques, preservando al mismo tiempo su valor central de descentralización.
El objetivo final de Ethereum es ser más escalable y seguro, pero también permanecer descentralizado. Alcanzar estos objetivos es un problema conocido como el trilema de la escalabilidad.
Resolver cualquier trilema no es tarea fácil y el de Ethereum no es una excepción. La mejora de es un proceso gradual y el cambio a PoS se considera la base de todas las próximas actualizaciones. La comunidad se ha estado preparando para esto durante años y pospuso la fusión varias veces debido a la complejidad de su ejecución.
The Merge es la fusión real de Ethereum Mainnet original con una cadena de bloques de prueba de participación separada llamada Beacon Chain, creada en diciembre de 2020 y que se ejecuta en paralelo. Después de la fusión, Beacon Chain se convirtió en el motor de consenso para todos los datos de la red, incluidas las transacciones de la capa de ejecución y los saldos de las cuentas.
La minería se ha apagado y ya no es el medio para producir bloques válidos. En cambio, Ethereum ahora está protegido por una red de validadores que ahora son responsables de procesar la validez de todas las transacciones y proponer bloques.
Una de las motivaciones detrás de la transición a la prueba de participación (PoS) fue reducir el consumo de energía necesario para asegurar la red. Según el sitio web oficial de Ethereum, Merge redujo su consumo de energía en aproximadamente un 99,95 por ciento.
Pero no solo. El nuevo mecanismo de consenso cambia el sistema de recompensas y sanciones para los participantes de la red, lo que dificulta la ejecución de ataques e interrupciones. Los nodos de validación han apostado ETH a cambio del derecho a participar en el consenso. Si intentan ejecutar un ataque en la red, el protocolo puede destruir automáticamente sus éteres como castigo.
Desde que Ethereum pasó a la prueba de participación, el enfoque se ha desplazado a la actualización de Surge. A diferencia de Merge, Surge ocurrirá en varias etapas, multiplicándose entre sí y brindando un valor concreto para lograr su objetivo final: procesar hasta 100 000 transacciones por segundo.
En resumen, Surge se trata de aumentar la capacidad de procesamiento de transacciones mediante la introducción de fragmentación. Combina soluciones de procesamiento de datos de capa 1 con tecnologías de capa 2 como acumulaciones.
Actualmente, Ethereum puede procesar un promedio de 13 transacciones por segundo, lo que hace que la red esté bastante ocupada y que las tarifas se disparen.
La idea detrás del sharding es dividir la carga en la red entre 63 fragmentos, o en otras palabras, crear minicadenas dentro de Ethereum que podrían procesar decenas de miles de transacciones por segundo. Esto también aligerará la carga de cada validador que ya no tendrá que procesar la totalidad de todas las transacciones en la red. En su lugar, pueden utilizar técnicas de datos para confirmar que la red en su conjunto ha puesto a disposición los datos.
La fragmentación funcionará de manera sinérgica con los paquetes acumulativos de capa 2 al dividir la carga de manejar la gran cantidad de datos que necesitan los paquetes acumulativos en toda la red.
Los rollups permiten que las dApps combinen transacciones en una sola transacción fuera de la cadena, generen una prueba criptográfica y luego la envíen a la cadena principal de Ethereum. Esto mejora la eficiencia, reduce los datos de transacción y, por lo tanto, reduce la carga en la red principal. Los paquetes acumulativos y la compresión de datos también generarán tarifas más bajas y una mayor adopción de .
En combinación con la disponibilidad de los fragmentos, esto está configurado para aumentar significativamente la cantidad de transacciones por segundo.
Sharding podría entrar en juego en 2023 o 2024 siguiendo una serie de actualizaciones. La idea inicial de la comunidad ETH era lanzar sharding antes de Merge, pero luego decidió hacerlo después.
Todavía no está claro cuándo y cómo sucederá exactamente, ya que los planes de fragmentación están evolucionando a medida que la comunidad explora y desarrolla caminos más eficientes para escalar.
El último enfoque de fragmentación presentado por el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, se conoce como “Danksharding”. No utiliza el concepto de “cadenas” de fragmentos, sino que utiliza “manchas” de fragmentos para dividir los datos, junto con un “muestreo de disponibilidad de datos” para confirmar que todos los datos están disponibles. Este cambio de plan resuelve el mismo problema original.
Entonces, ¿qué viene después del Surge?
La actualización de Verge está configurada para reducir la cantidad de datos que los validadores de red tienen que almacenar en sus máquinas mediante la introducción de árboles de Verkle. Es una actualización de las pruebas de Merkle que permite tamaños de prueba mucho más pequeños, según Buterin.
Los árboles Verkle son parte de una hoja de ruta más amplia para hacer que Ethereum no tenga estado, otro concepto complejo que aún está evolucionando. En esencia, la propuesta tiene como objetivo introducir clientes sin estado, donde los nodos de validación no tienen que almacenar datos de estado antes de verificar los bloques. Reducirá los requisitos de hardware para ejecutar un nodo, fortaleciendo la descentralización y la resiliencia de la red Ethereum. El concepto fue propuesto por primera vez por Buterin en 2017 y aún está siendo investigado y desarrollado por la comunidad.
Los árboles de Verkle requieren una criptografía más compleja para implementar, pero presentan la oportunidad de grandes ganancias en escalabilidad. Su introducción optimizará el almacenamiento y permitirá que los usuarios se conviertan en validadores de red sin almacenar grandes cantidades de datos en sus máquinas. En lugar de tener que proporcionar todos los “nodos hermanos” en cada nivel, el probador solo necesita proporcionar una única prueba que demuestre todas las relaciones padre-hijo entre todos los compromisos a lo largo de las rutas desde cada nodo hoja hasta la raíz.
La hoja de ruta sugerida incluye tres actualizaciones de hard fork que sentarán las bases para lograr el objetivo de Verge y los cambios necesarios para la apatridia.
La primera actualización que ocurrirá se llama “Shanghai”. Su propósito es modificar el costo del gas y acercar el costo del acceso estatal al costo de los testigos. De acuerdo con la hoja de ruta oficial, esto debe implementarse antes de cambiar a verkle trees, ya que las tarifas de gas son una señal importante para la optimización para los desarrolladores de contratos inteligentes y los impulsará a tomar medidas.
La próxima bifurcación dura “Shanghai+1” modificará el esquema de compromiso. Durante la actualización, la raíz del estado actual de Merkle Patricia Trees (MPT) se congelará y se agregará un compromiso de árbol de Verkle, que inicialmente estará vacío. Todos los cambios de estado a partir de ese momento se registrarán en esta raíz y no afectarán al MPT congelado.
El reemplazo real de la raíz MPT congelada con la raíz del árbol Verkle ocurrirá durante la segunda actualización “Shanghai+2”. Estas dos actualizaciones son técnicamente complejas de ejecutar y, si presentan desafíos técnicos, es posible que la comunidad deba posponerlas.
El objetivo es lograr una “ausencia de estado óptima” que conduzca a tamaños de testigos razonablemente pequeños que sean rápidos de verificar y fáciles de producir, y que normalmente tarden unos segundos en calcularse.
Todo esto está listo para ayudar a descentralizar aún más la red.
The Purge incluye varias actualizaciones para eliminar el historial de red antiguo y simplificar la red con el tiempo. Esto reducirá el almacenamiento de datos históricos y la deuda técnica del protocolo Ethereum, reduciendo significativamente los requisitos de disco duro para los operadores de nodos.
The Purge también tiene como objetivo introducir la caducidad del historial (EIP-4444), lo que significa que no se requerirá que todos los operadores de nodos almacenen todos los datos de bloques anteriores. En su lugar, los clientes dejarán de proporcionar datos históricos en la red p2p que tengan más de un año. Esta propuesta establece las épocas de poda histórica en 82125 épocas (un año).
Esta actualización también brindará a los nodos la opción de eliminar localmente estos datos históricos. Una vez que un cliente de nodo ha sincronizado la punta de la cadena, los datos históricos no serán necesarios para validar bloques y solo se recuperan con una solicitud explícita sobre JSON-RPC o cuando un par intenta sincronizar la cadena.
Con la implementación de esta propuesta, los nuevos nodos utilizarán un mecanismo de sincronización diferente, ya que los datos históricos ya no estarán disponibles. En su lugar, comenzarán a sincronizarse con un método etiquetado como “sincronización de punto de control”. Sincronizará la cadena desde el bloque de punto de control finalizado más recientemente en lugar del bloque de génesis.
Se construirá un cliente especializado de “sincronización completa” que permitirá a cualquier persona que aún desee obtener los datos completos de Ehtereum del bloque de génesis.
La poda del historial reduce los requisitos del disco y también permite que los clientes eliminen código que procesa diferentes versiones de bloques históricos.
En combinación con todas las etapas anteriores de la hoja de ruta, esto debería reducir la congestión de la red y permitir que la cadena de bloques de Ethereum ejecute muchas más transacciones.
The Splurge se define como una serie de actualizaciones más pequeñas destinadas a garantizar que la red funcione sin problemas después de las cuatro actualizaciones principales anteriores. Combinará varias propuestas de mejora que no encajaban en las otras actualizaciones y agregará los toques finales a la visión para mejorar la cadena de bloques.
El cofundador de Ethereum, Buterin, describió esta última fase como “las cosas agradables una vez que todas las fases anteriores se han fusionado”.
Como sabemos cuánto tiempo llevó ejecutar la Fusión, es muy probable que la mayoría de estos avances tecnológicos se prolonguen en el tiempo y sufran algunas modificaciones. Para cuando lleguemos al Splurge, la red Ethereum será bastante diferente de lo que conocemos hoy y operará bajo nuevas reglas.
