Después de lanzarse con éxito en 2015, Ethereum se topó con un par de problemas que le impedían alcanzar su potencial. La alta demanda provocó una red congestionada con costos de transacción elevados, el rápido crecimiento hizo que correr un nodo fuera difícil y el mecanismo de consenso Proof-of-Work no estaba haciendo que Ethereum fuera sostenible.

Para combatir estos problemas, Ethereum se propuso mejorar su red y dividió las mejoras en 5 fases, a saber; the Merge, Surge, Verge, Purge, Splurge

Hay que tener en cuenta que estas fases están ocurriendo en paralelo y no de forma secuencial.

The Merge

La primera fase del gran plan de Ethereum para escalar ocurrió el 15 de septiembre de 2022 y marcó la transición de Ethereum del modelo Proof-of-Work, que consume muchísima energía, al modelo verde Proof-of-Stake.

Lo que pasó cuando ocurrió el merge fue que la mainnet, que era la capa de ejecución de Ethereum corriendo sobre PoW, se unió a la Beacon Chain, que es la nueva capa de consenso PoS. Ahora la red está asegurada mediante el staking de ETH.

La Beacon Chain

La Beacon Chain se lanzó el 1 de diciembre de 2020. Era la blockchain PoS que funcionaba junto a la blockchain PoW de Ethereum. Se creó para probar la lógica de Proof-of-Stake y asegurarse de que fuera sólida antes de integrarla en la Mainnet. Ahora que el Merge ya ocurrió, no hay dos blockchains sino una sola cadena PoS de Ethereum.

Resultado del Merge

Mayor sostenibilidad -La reestructuración fundamental de Ethereum ha reducido los requisitos de energía en un 99.95%, lo que ahora hace que Ethereum sea más sostenible. Esta reestructuración también ha hecho posible que Ethereum se pueda actualizar. Seguridad mejorada - Proof of Stake ha democratizado la participación en la red y esto lleva a un nivel de seguridad más alto. El Merge hace posible que cualquiera con conexión a internet y suficiente saldo de ETH participe en la red. Ethereum tiene más validadores que todas las blockchains PoS juntas y la cantidad de ETH en staking hace que atacar Ethereum sea prácticamente demasiado caro. Reducción de la oferta de ETH - Bajo el modelo PoW, la cantidad de ETH que entraba en circulación era de unos 13,000 ETH por día (recompensas de minería), pero ahora que el Merge ya ocurrió, se estima que la cantidad de ETH que entra en circulación es de unos 1,600 ETH por día (recompensas de staking). Esto reduce la emisión de nuevo ETH en aproximadamente un 90%. Además, Ethereum planea quemar unos 1,600 ETH cada día.

The Surge

La fase surge es la fase en la que Ethereum introduce el sharding. El concepto de sharding no es exclusivo del mundo blockchain, de hecho es un concepto de ciencias de la computación en el que una base de datos se divide en partes más pequeñas llamadas shards para reducir la carga sobre la base de datos principal.

El propósito del sharding es aumentar la velocidad de las transacciones y también reducir la congestión de la red.

En el caso de Ethereum, cuando se lleve a cabo el sharding, la red se dividirá en 64 shards y cada shard funcionará como una mini blockchain con su propio estado, saldos de cuentas y contratos inteligentes.

Los validadores ya no necesitarán verificar cada transacción que se transmite en la red de Ethereum, en su lugar, se enfocarán en verificar los nuevos bloques de sus propios shards, después de lo cual un comité de 128 validadores los confirma en la cadena principal.

Características del sharding

Todos pueden correr un nodo - Con el sharding implementado, se puede escalar sin sacrificar la descentralización porque se reducen los requisitos de hardware. Como los validadores ya no necesitan almacenar todos los datos de la base de datos de Ethereum, se reduce el costo de almacenar datos.

Mayor participación en la red - El sharding permite transacciones más rápidas porque la red se divide en partes más pequeñas. Esto significa que las transacciones se pueden procesar de forma más rápida y eficiente.

Versiones de las shard chains

Versión 1: Disponibilidad de datos - Gracias a los menores requisitos de hardware, cualquiera puede correr Ethereum usando su computadora personal o su teléfono. Esto reduce la barrera de entrada y aumenta la seguridad de la red, ya que ahora cualquiera puede participar.

Versión 2: Ejecución de código - En esta versión, se añaden funcionalidades extra a las shard chains para que sean mucho más parecidas a la mainnet. Podrán ejecutar código, procesar transacciones y tener su propio conjunto de saldos de cuentas y contratos inteligentes. También habrá comunicación entre shards. La necesidad de actualizar las shard chains de la versión 1 a la 2 se está debatiendo en la comunidad, teniendo en cuenta el impulso que ofrece la versión 1 (es decir, 100,000 transacciones por segundo) Al principio, Ethereum pensó en llevar a cabo el sharding antes del merge, pero con el auge de las soluciones de escalado L2, quedó claro que pasar a PoS era más importante. Ethereum sin rollups procesa entre 15 y 40 tps, los rollups por sí solos procesan entre 1,500 y 4,000 tps, pero cuando el sharding se combina con el poder de los rollups, podemos llegar a unas 100,000 tps.

The Verge

The Verge es la fase en la que se introducen los verkle trees. Los verkle trees son una mejora potente de los Merkle trees. The Verge busca optimizar el almacenamiento y también reducir el tamaño de los nodos. Para tener contexto, necesitamos entender qué son los Merkle trees.

Qué son los Merkle Trees

Los Merkle trees se pueden describir como un árbol binario que usa algoritmos de hash criptográficos. Verifican de forma eficiente que los datos sean correctos y al mismo tiempo reducen los requisitos de memoria de esa verificación. Una gran ventaja de los Merkle trees es que, comparados con otras estructuras de datos, ocupan menos espacio.

Actualmente Ethereum usa un Merkle tree llamado Merkle Patricia tree, que ofrece una estructura de datos que se puede usar para almacenar todos los pares clave, valor y que está autenticada criptográficamente.

Qué son los Verkle Trees

Los Verkle trees son muy parecidos a los Merkle trees, pero su característica más importante es la eficiencia en el tamaño de sus pruebas. Un Merkle tree necesitará alrededor de 1 kilobyte para dar una prueba de un árbol con mil millones de datos, mientras que un Verkle tree necesitará menos de 150 bytes. Basándose en funciones polinómicas, los Verkle trees describen los datos usando Polynomial Commitments.

Gracias a su tamaño de prueba superior, los Verkle trees reducen la cantidad de criptografía compleja necesaria y también abren la oportunidad de hacer que la blockchain de Ethereum sea más eficiente y escalable.

The Purge

The Purge se considera la fase de limpieza, en la que se eliminan datos históricos para reducir la congestión de la red. Vitalik dijo que el purge busca reducir la cantidad de espacio que necesitas tener en tu disco duro, intentando simplificar Ethereum y sin exigir que los nodos almacenen el historial.

Como mencioné antes, la reducción de los requisitos de hardware aumentará la descentralización y, como efecto, reforzará la seguridad de la red.

The Splurge

Vitalik considera esta fase como “la parte divertida”. busca que la red funcione sin problemas después de que se hayan completado todas las demás mejoras.

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Conclusión

En el futuro, cuando Ethereum esté 100% completo, se verá como una agregación de blockchains L2, protocolos de disponibilidad de datos y side-chains. El futuro de Ethereum es brillante, y estoy emocionado.