Ethereum es una de las blockchain más importantes del mundo de las criptomonedas y la responsable de muchas de las revolucionarias tecnologías que buscan transformar el mundo tal como lo conocemos.

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ETH
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Algoritmo
Ethash
Consenso
PoW

¿Qué es Ethereum?

La criptomoneda Ethereum, es uno de los proyecto de criptomoneda más grande la industria de las criptomonedas. Ethereum en sí mismo es una plataforma digital que se basa en la tecnología blockchain o cadena de bloques. Su objetivo es convertirse en una blockchain capaz de ejecutar aplicaciones descentralizadas.

Para lograr esto, este proyecto cuenta con una blockchain y una criptomoneda con características únicas. Entre ellas la capacidad de usar y crear smart contract y nuevos tokens. Ambas son poderosas funcionalidades, que permiten que se erija como una de las blockchain más completas y poderosas del criptomundo.

La moneda de la red se denomina Ether (ETH), y al igual que Bitcoin (BTC), el Ether se caracteriza por ser una criptomoneda que puede ser usada como método de pago entre pares. Otra de las semejanzas con Bitcoin y otras criptomonedas es que no está controlada por ningún gobierno u organismo regulador. Su desarrollo está marcado por la Ethereum Foundation, su Core Team y la comunidad que soporta y apoya. Otro punto importante, es que utiliza el protocolo de consenso Proof-of-Work (PoW), usando el algoritmo Ethash. Aunque esto puede cambiar en el corto plazo con el lanzamiento de Ethereum 2.0 y el salto a ser una criptomoneda usando el protocolo Proof of Stake (PoS).

El desarrollo de esta blockchain comenzó gracias al trabajo de Vitalik Buterin en el año 2013.

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Características técnicas de Ethereum

Minería

Ethereum es un criptomoneda que funciona gracias al protocolo de consenso PoW usando el algoritmo Ethash. Este algoritmo está diseñado para ser altamente exigente y estar dirigido a la minería por GPU. Por esta razón, la minería fue en principio muy descentralizada y diversa.

Ethash utiliza la función hash Keccak, también conocida como SHA-3. De esta forma, el algoritmo busca utilizar elementos criptográficos altamente seguros. Al mismo tiempo, Ethash está pensado en tener un intensivo uso de memoria y de cache. Ambas características están dirigidas a ofrecer resistencia a la minería por ASIC y evitar la centralización de la misma.

Emisión de criptomonedas

Esta criptomoneda de momento cuenta con una emisión anual limitada a 18 millones de Ethers por año. Es decir, cada año la actividad de minería puede generar 18 millones de nuevas monedas como máximo. Sin embargo, la emisión total es infinita. Para lograr la emisión, la red cuenta con un sistema de transacciones coinbase bastante peculiar. En primer lugar, si un minero encuentra la solución de un bloque este recibe como recompensa 2 ETH. Pero si otro minero encuentra también una solución a ese bloque en ese momento, dicho minero también recibe una recompensa. De esta forma, se emiten las monedas en la blockchain de Ethereum.

La emisión inicial de Ether en la blockchain se relaciono con la preventa que se realizó para impulsar el proyecto. En ese entonces, un total de 60 millones de Ethers fueron creados. De estos, 12 millones fueron utilizados para crear un fondo de desarrollo, este es el comienzo de la conocida Fundación Ethereum.

Sin embargo, Ethereum es una blockchain en constante evolución. Uno de los cambios importantes que se verán en Ethereum en los próximos años será el abandono de PoW para pasar a un sistema de minería PoS. Con este cambio, Ethereum pasará a crear criptomonedas para su blockchain de una forma completamente distinta a la actual, evitando usar mineros e incentivando una mayor participación económica en la blockchain.

Gas, la base de todo

El Gas es un concepto muy propio de la red Ethereum. Este es utilizado para medir el trabajo realizado dentro de la blockchain. Cada acción en la blockchain como una operación o un conjunto de operaciones tiene un costo específico que es dado en unidades Gas.

Entre las funciones del Gas dentro de la blockchain podemos mencionar:

  1. Asigna un coste a la ejecución de tareas. El Gas es utilizado como una unidad para medir el costo de realizar una determinada acción dentro de la blockchain. Cada acción tiene un costo en Gas y un conjunto de acción realizadas suma el costo total de dicha operación. De esa forma, podemos ver al Gas como el precio a pagar por realizar acciones dentro de la blockchain.
  2. Ayuda a mejorar la seguridad del sistema. Como cada acción tiene un precio, esto ayuda a evitar que la blockchain detenga su funcionamiento y merme su seguridad. Esto es posible gracias a que el Gas ayuda a proteger la red de ataques de spam. Para ello, el gas implica un gasto que evita que se puedan realizar ataques DDoS de forma sencilla en la red, ataques que pueden dejar sin servicio a millones de usuarios.
  3. Recompensa a los mineros. Las acciones en la blockchain dependen de su ejecución en el hardware que está en manos de los mineros. Para pagar por este uso existe el Gas.

Tamaño y tiempo de generación de bloques

Ethereum se caracteriza por calcular el tamaño de sus bloques de una forma un tanto particular. A diferencia de Bitcoin, donde su tamaño se limita a 1 MB, en Ethereum su tamaño se limita a una cantidad específica de Gas. Para ser más preciso, el límite de tamaño de los bloques de Ethereum es de 12.500.000 Gas (para Febrero de 2021). Esto significa que cada bloque puede contener un total de operaciones siempre y cuando no sobrepase el limite de Gas especificado.

Por lo general, un bloque puede contener unas 500 operaciones de pago entre cuentas, la más sencilla de las operaciones posibles. En el caso de un contrato inteligente, las operaciones de uno de ellos puede llegar fácilmente al limite de Gas de cada bloque.

Otra diferencia con Bitcoin es el tiempo de generación de bloques. En Bitcoin, cada bloque se genera cada 10 minutos, mientras que en Ethereum este valor es variable. En principio, cada bloque se generaba aproximadamente cada 16 segundos. Este valor llegó a aumentar hasta los 30 segundos en 2017, y en la actualidad se ubica en promedio en los 14 segundos. Esto significa que generalmente es más rápida en brindar confirmaciones que Bitcoin, lo que repercute positivamente en sus posibilidades como sistema de pago.

time-block-ethereum

Smart Contracts

Un smart contract o contrato inteligente es un programa informático que ejecuta determinadas acciones preestablecidas en su código bajo ciertas condiciones. Acciones que han sido revisadas y aceptadas por las distintas partes que han “firmado” dicho contrato. De esta manera, el smart contract hace valer sus condiciones programadas presentando una respuesta acorde a sus cláusulas de forma completamente autónoma.

La tecnología de los smart contract es una de las bases fundamentales de Ethereum y el funcionamiento de muchas de sus características. Una situación que se puede apreciar especialmente en los tokens y las DApps de esta blockchain.

Ethereum Virtual Machine

La Ethereum Virtual Machine (EVM), es un software cuyo objetivo es servir de capa de abstracción en la ejecución de código que está almacenado en la blockchain. Con esto, se busca prevenir que un programador malicioso de una DApp o smart contract pueda atentar contra la seguridad de los nodos de la red y con la red mismo.

Para lograrlo esto, EVM realiza una completa abstracción del sistema manejando el acceso a los recursos de los computadores y limitando sus acciones en un ambiente controlado o máquina virtual. Pero adicional a esto, EVM también busca simplificar el desarrollo y actualización de aplicaciones y características disponibles para las DApps. Es decir, EVM fue creada tanto para proteger como para permitir ampliar las funciones de Ethereum de forma sencilla.

EVM permite el funcionamiento de smart contrats y DApps gracias al uso del lenguaje de programación Solidity. Este lenguaje, permite programar toda la lógica detrás de las DApps y smart contracts a la vez que permite la ejecución descentralizada de su código utilizando la EVM.

Ethereum 2.0, el esperado futuro prometido para Ethereum

Ethereum como la mayoría de las blockchain tiene un enorme problema: no puede escalar de forma correcta para atender a los millones de usuarios que tiene su red en este momento. Este problema de arquitectura de su red es algo que sus desarrolladores conocen y buscan desesperadamente solucionar, y dicha solución recibe el nombre de Ethereum 2.0.

Ethereum 2.0 es un proyecto que inicio su desarrollo en 2017 con la llegada de Ethereum Metropolis y sus dos actualizaciones Byzantium y Constantinople. En ese momento, comenzó la transformación de Ethereum para buscar dotarle de una mejor capacidad de escalar, disminuir los coste de comisión y controlar la minería de la criptomoneda que ya acusaba de problemas como “las Eras Glaciales”, esos peligrosos momentos en los que la minería de Ethereum sería tan compleja que sería imposible para la red llevarla a cabo.

Los primeros esfuerzos (en 2017) llevaron a los desarrolladores a jugar con opciones como Proof of Autorithy (PoA) y Proof of Stake (PoS) sobre el código de Ethereum. Allí nacieron proyectos como PoA Newtork y el PoC que dio origen a Casper, el protocolo que sería elegido para sustituir a PoW en Ethereum, y convertir a Ethereum en una red PoS.

Sin embargo, todo parece apuntar que los objetivos de los devs de Ethereum con Casper son, cuando menos, de una complejidad tan elevada que el lanzamiento de esta nueva actualización se ha retrasado en varias ocasiones, mientras la actual red sufre cada vez más de sus acuciantes limitaciones. De hecho, en 2019 PoA Network estaba en pleno funcionamiento y el tan prometido Ethereum 2.0, aún no salía.  Esta situación fue aprovechada por la competencia, que ahora presenta soluciones más trabajadas y funcionales en la actualidad, como el caso de Polygon, RSK y Binance Smart Chain.

Ethereum 2.0

El inicio del cambio

Pero no todo es malo, en 2020 finalmente los devs de Ethereum dan el primer paso activando la Beacon Chain, el primer paso a Ethereum 2.0, activando de forma lateral esta red y creando la estructura básica para su funcionamiento. Sin embargo, el lanzamiento oficial de la Phase 1 de Ethereum 2.0 no tendrá lugar sino hasta el cuarto semestre de 2022 (según los últimos datos de los devs). Esto debido a graves problemas detectados en el mecanismos de The Merge, que unirá las redes PoW y PoS de Ethereum, para dar inicio a Ethereum 2.0.

En todo caso, solo cuando las funciones básicas de la red se consideren estables se dará inicio a The Merge y entre esas funciones están:

  1. Protocolo Casper probado junto a todo el sistema económico y de staking que brindará seguridad a la red. Esto llevará al abandono de PoW y la minería, para cambiarlo por PoS y sus sistema de apuestas en la red.
  2. La llegada de las estructuras básicas de Sharding a la red, para acelerar de forma significativa la capacidad de la red hasta las 1000 transacciones por segundo. Esta es la mejora más esperada de Ethereum 2.0, aunque llega un poco tarde considerando que ya hay redes con esa capacidad y más, funcionando en la actualidad (como FLOW o Polygon).
  3. La construcción de las bases para la paralelización de la EVM, una capacidad que no estará lista sino hasta el lanzamiento de la Phase 2 de Ethereum 2.0, aún con fecha desconocida.
  4. La unión de ETH1 y ETH2 en una misma blockchain, y no como dos redes separadas tal como pasa ahora.

En todo caso, tras seis años de desarrollo Ethereum 2.0, aún es el sueño esperado por muchos en la comunidad y aunque la tecnología que planea desplegar es inmensa, sus usuarios y comunidad deberán seguir esperando a que dicho sueño se haga realidad.

¿Por qué Ethereum 2.0 cambia a Proof of Stake (PoS)?

La principal razón del cambio de Ethereum 2.0 del modelo Proof of Work a Proof of Stake está relacionado con el consumo energético. Proof of Work en Ethereum consume grandes cantidades de energía debido a que dicha actividad depende de miles de GPUs y ASIC funcionando en paralelo para poder realizar todos los cálculos necesarios para completar los puzzles criptográficos propuestos por el sistema de minería de Ethereum y su algoritmo Ethash.

Esta es una situación que ha sido atacada por muchas personas en la comunidad, indicando que no es amigable con el medio ambiente y una perdida de valiosos recursos. Con eso en mente, Vitalik Buterin y su equipo decidieron que la mejor solución al problema es transformar a Ethereum en una blockchain sostenida por el protocolo Proof of Stake, donde se podrían crear miles de nodos computacionalmente poco potentes, pero que solo participarían teniendo un pequeño stake dentro de los mismos que le daría poder para la votación y validación de bloques dentro de la red. De esta forma, Ethereum se convertiría en una red cientos de veces más eficiente energéticamente hablando.

La medida ha sido aplaudida por buena parte de la comunidad, mientras que otros la atacan. El ataque a este cambio no es irracional, porque PoS es un protocolo más inseguro que PoW y también tiende a llevar a la redes a una enorme centralización que ya comienza a verse en la Beacon Chain de Ethereum 2.0, donde solo 13 direcciones controlan más del 50% de los validadores de la red actualmente.

Centralización en Ethereum 2.0

¿Por qué no se uso PoS desde el principio en Ethereum?

Una de las principales razones por la que Ethereum no uso el algoritmo PoS desde un principio, fue la seguridad. En el momento de la creación de Ethereum en 2015, el protocolo de consenso reinante era Proof of Work. El algoritmo no solo estaba fuertemente probado, sino que había sido depurado y mejorado durante años, por lo que era extremadamente confiable.  Pero con la llegada de más y más redes PoS, el algoritmo se fue poniendo a prueba y como resultado la confianza en dicho algoritmo ha aumentado.

Usos de Ethereum

Ethereum es una de las criptomonedas y blockchain con mayor variedad de usos que existen en la actualidad, entre ellos podemos destacar:

Aceptar y recibir pagos de forma rápida y segura

Una de las grandes características desde su creación ha sido su capacidad de manejar pago de forma mucho más rápida que Bitcoin. Esto se debe al corto periodo de producción de bloques que oscila entre 10 y 30 segundos y la escalabilidad de la blockchain.

Realización de ICO

Si bien la creación de tokens e ICOs no fue iniciado por Ethereum, sino por las llamadas colored coins, lo cierto es que este proyecto ofreció herramientas para facilitar este trabajo en sobremanera. Con la creación del token ERC-20, Ethereum pasó a convertirse en el “Padre de las ICO” y con razones para ello. Con la creación de ERC-20, crear un token dejaba de ser una tarea altamente compleja.

En la actualidad basta con realizar un smart contract siguiendo el modelo del token ERC-20 y tenías el trabajo hecho. Esto dio un importante impulso a la blockchain y permitió la diversificación del mercado de las criptomonedas abriendo nuevas posibilidades.

De hecho, en la actualidad existen al menos 191.000 tokens ERC-20 creados, cada uno de ellos con características únicas ejecutándose sobre su blockchain.

Smarts contracts y DApps

Los smart contracts y las DApps son de los usos más grandes que tiene Ethereum. Las capacidades de estas dos herramientas son prácticamente infinitas. Desde la creación de smart contract para comprar-venta o negociación de bienes o servicios, su utilidad solo es limitada por la imaginación. Por otro lado, las DApps son toda una revolución. Estas son capaces de crear aplicaciones completamente descentralizadas, no censurables, seguras y económicamente autosustentables. También podemos mencionar las plataformas de oráculos que son  construidas sobre esta red, como el caso de Augur.

Empresas que usan Ethereum

Las capacidades de Ethereum para usar smart contracts, construir tokens de forma sencilla y desplegar DApps ha capturado la atención de muchas empresas a nivel mundial. Esto ha significado que el desarrollo de Ethereum ha tenido el apoyo directo o indirecto de un amplio grupo empresarial interesado en desarrollar su tecnología. Todo este conjunto de empresas han creado la llamada Ethereum Enterprise Alliance (EEA) la cual cuenta con más de 100 miembros. Entre ellos destacan

  • Accenture, una empresa dedicada servicios tecnológicos y consultoría.
  • AMD, empresa líder en el desarrollo de chipset, CPU y tarjetas gráficas.
  • BBVA, banco español con presencia a nivel mundial.
  • Banco Santander, otro banco español con presencia a nivel mundial.
  • BP Ventures, el brazo de inversión de la petrolera BP.
  • Cisco, la empresa de redes más grande del mundo.
  • Delloite, una de las empresas de servicios de auditoría, consultoría financiera y jurídica más grande del mundo.
  • GoChain, una de las compañías más importantes en el desarrollo de DApps.
  • Hyperledger, el mayor proyecto de desarrollo blockchain empresarial y open source del mundo.
  • JP Morgan, una de las más grandes firmas financieras del mundo.
  • Microsoft, la empresa de tecnología y desarrollo de software más grande del mundo y responsable del desarrollo de Windows.
  • VMWare, la empresa más importante en el desarrollo de maquinas virtuales y soluciones de integración de entornos virtuales.

Ventajas de Ethereum

  1. Es una blockchain multipropósito gracias a su capacidad para integrar y utilizar smart contacts.
  2. El uso y desarrollo de EVM confiere un alto nivel de seguridad para ejecutar smart contracts y DApps de forma completamente descentralizada y segura.
  3. Cuenta con una rápida producción de bloques lo que le permite tener una velocidad de confirmación de transacciones mucho más rápida que Bitcoin y otras criptomonedas.
  4. El desarrollo no es controlado por ninguna autoridad central, su Core de desarrollo es completamente descentralizado y las decisiones se toman en consenso. Además la comunidad tiene un alto impacto en las decisiones sobre el desarrollo de la blockchain.
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