▷ Qué es, cómo funciona y algunos de los usos de Ethereum

La propuesta de Ethereum más allá de una criptomoneda, es desarrollar una máquina virtual funcional y descentralizada basada en la tecnología blockchain. Esta propuesta basada en un lenguaje Turing completo permite crear smart contracts más ricos y con mayores posibilidades que en Bitcoin.

Índice de contenidos

Qué es Ethereum

Vitalik Buterin, creador de Ethereum, propone una plataforma digital que se base en la tecnología blockchain con capacidad de ejecutar aplicaciones de manera descentralizada. Podríamos decir de manera simplificada que es una especie de gran ordenador descentralizado que se ejecuta en miles de dispositivos informáticos al mismo tiempo en todo el mundo.

Dentro de esta plataforma blockchain se ejecutan los smart contract. Sencillamente son líneas de código, similares a cualquier software informático, que establece unas condiciones entre dos o más partes. Uno de los usos más comunes de los smart contract es la creación de tokens dentro de la blockchain de Ethereum, aunque su usabilidad está limitada por la capacidad de imaginación del creador del código.

Cuenta esta blockchain con una criptomoneda propia, como es el ether. Esta criptomoneda se puede usar como método de pago, como puedan ser los bitcoins o para crear los tokens. Los tokens a grosso modo vendrían a ser similares a las fichas de un casino. Reemplazan al ether por una ficha equivalente que tiene una funcionalidad en un proyecto determinado. La diferencia es que este token puede no tener un valor fijo, mientras que las fichas de los casinos si tienen un valor fijo.

Ethereum se propone por parte de Vitalik Buterin en 2013. Poco después de empezar su desarrollo deja la universidad, para centrarse plenamente en el proyecto. Poco después Gavin Wood se une al desarrollo de Ethereum, es quien escribe el Whitepaper y describe como será la Ethereum Virtual Machine (EVM).

Para financiar el desarrollo se hizo un minado inicial de 72 millones de Ether. 60 millones se pusieron en venta pública, agotándose un muy poco tiempo. 12 millones se reservaron para la Ethereum Foundation, que colabora en el desarrollo del código.

Unidades de medida en Ethereum

La criptomoneda de la red Ethereum es el ether, una moneda fungible o dicho de otro modo, que se puede dividir en unidades más pequeñas. En Bitcoin podemos dividir cada unidad de bitcoin en 10e-8, pero en el caso del ether hablamos de dividirla en hasta 10e-18 unidades.

Wei: Es la unidad más pequeña en la que se puede dividir un ether y recibe su nombre de Wei Dai, el desarrollador de la biblioteca crypto++ y de la primera moneda digital basada en criptografía, el b-money. Destacar de Wei que apenas existe en la red información personal suya, buscando así la privacidad
Lovelace: Esta equivale a 1000 Wei. Recibe su nombre de Augusta Ada Lovelace, una importante escritora y matematica del S. XIX que trabajo en el desarrollo de la maquina analitica (calculadora mecanica) de Charles Babbage. Entre las notas de Lovelace se encuentra el que esta considerado como primer algoritmo creado para ser procesador en una máquina.
Babbage: Tiene una equivalencia de 1000 Lovelace. Charles Babbage fue un brillante matematico y cientifico computacional del S XIX y que trabajo con Ada Lovelace. Fue quien creo y desarrollo la primera calculadora mecanica. También fue quien diseño una solución analitica para la ejecución de pogramas de tabulación o computación, aunque nunca lo llevo a la practica. Se le tiene como la primera persona que ideo una computadora, de ahí que se le conozca como el padre de la computación.
Shannon: Unidad que equivale a 1000 Babbage. Recibe su nombre de de Claude Shannon, un matematico, ingeniero electrico y criptografo estadounidense. Esta considerado como el padre de la teoria de la información y fue quien desarrollo la teoria sobre diseños de circuitos digitales.
Szabo: Esta equivale a 1000 Shannon. Recibe el nombre de Nick Szabo, un ingeniero informatico que fue el desarrollador de los Smart Contracts y de BitGold, una moneda tipo P2P basada en criptografía que no se llego a implementar y que se considera la base sobre la que se construyo Bitcoin.
Finney: Esta equivale a 1000 Szabo. Recibe el nombre de Hal Finney, una de las figuras más queridas y respetadas dentro de las criptomonedas y en especial Bitcoin. Este ingeniero informatico fue desarrollador de videojuegos y entusiasta de la criptografía, formando parte de la comunidad Cypherpunk. Ayudo en el desarrollo de Bitcoin antes incluso de su lanzamiento. Que se sepa fue tras Nakamoto la primera persona en ejecutar el cliente de Bitcoin, así lo atestigua su mensaje en Twitter: «Running Bitcoin». Además, fue el primer receptor de una transferencia de bitcoins que fue realizada por Nakamoto.

Resumen

1 Wei (unidad más pequeña ne la que se puede dividir un ether=
1000 Wei = 1 Lovelace
1000 Lovelace = 1 Babbage
1000 Babbage = 1 Shannon
1000 Shannon = 1 Szabo
1000 Sazbo = 1 Finney
1000 Finney = 1 ether

Cómo funciona Ethereum

La solución propuesta por Buterin podríamos decir que implementa ciertas mejoras en algunos puntos con respecto a Bitcoin. Ethereum consta de varios elementos que lo diferencia de Bitcoin, aunque comparte un elemento: la seguridad y el consenso se realizan mediante Proof-of-Work (PoW; en castellano: prueba de trabajo)

Consenso y seguridad

Este sería el elemento más similar a Bitcoin, que establece que el consenso y la seguridad se establecen mediante PoW. Pero la diferencia con Bitcoin es que el algoritmo usado es Ethash, que está pensado para ser minado mediante tarjetas gráficas. Ethash requiere de una gran cantidad de memoria y un gran ancho de banda de las memorias, lo cual lo hace más resistente a los ASIC, aunque se han desarrollado soluciones específicas.

Debemos indicar en este punto que actualmente se trabaja en el desarrollo de Ethereum 2.0. Esta nueva versión de la blockchain cambia el tipo de consenso y lo pasa a Proof-of-Stake (PoS; en castellano: Prueba de participación). Un poco más adelante hablaremos de Ethereum 2.0.

Emisión de nuevos ether

Una de las particularidades que implementa Ethereum es que no existe un límite en cuanto a la acuñación de nuevos ether. Bitcoin tiene un límite fijo de 21 millones de bitcoins, lo cual especifica que no podrán existir más que los establecidos en el código. Ethereum elimina este límite y la emisión de nuevas criptomonedas es infinita, aunque predecible.

Cada bloque nuevo generando mediante PoW acuña 2 ether nuevos que se dan al minero que ha creado este nuevo bloque. Los bloques se generan, aproximadamente, cada 12-20 segundos. En el caso de Bitcoin los bloques se generan cada 10 minutos.

EIP-2878

Actualmente Ethereum está en un proceso de dejar atrás el sistema de consenso PoW para pasar al sistema de consenso PoS. Aunque antes que esto sucede se ha lanzado la propuesta EIP-2878 que no gusta en absoluto a los que se dedican a la minería. Indicar que esta propuesta de momento se encuentra en fase de debate y parece difícil que se implemente.

Básicamente esta nueva propuesta lo que busca conseguir es la reducción de la recompensa por bloque de 2 ether a 0.5 ether, una reducción del 75%. Esto supondría la expulsión de la red de los mineros que utilizan tarjetas gráficas, quedándose la red en manos de los pocos tenedores de ASIC específicos para Ethereum. Los ASIC son mucho más difíciles de conseguir que las tarjetas gráficas, son más costosos y consumen más. Pero el gran problema es que se reduciría notablemente la descentralización de la minería de Ethereum.

Se siente realmente mal ser tratado como un mal necesario y que nos paguen lo mínimo posible para alentarnos a mantener las luces encendidas el tiempo suficiente para que la transición a Ethereum 2.0 funcione

Jimmy Thommes, CEO y Co-Fundador de Bit Capital Group

Características de los bloques

Los bloques de la blockchain de Ethereum tienen notables diferencias con respecto a los bloques en Bitcoin.

El primer aspecto diferencial es que en Ethereum el tamaño de bloque no se establece por cantidad de información almacenada, sino por cantidad de Gas. Puede almacenar transacciónes siempre y cuando no rebase el limite de los 12.5 millones de Gas por bloque (tamaño en mayo de 2021).

Dicha cantidad de Gas máxima permite almacenar unas 500 transacciones en cada bloque en condiciones normales. Un smart contract podría llenar un bloque y en momentos donde hay congestión de la red, la cantidad de Gas por transacción aumenta y reduce la cantidad de transacciones por bloque.

Finalmente, otra diferencia de los bloques de Ethereum con respecto a los de Bitcoin, es que cada bloque se genera cada 12-20 segundos. Si bien la cantidad de tiempo es menor, eso no quiere decir que sea mejor o peor, simplemente es otra propuesta.

El Gas

Aunque la criptomoneda usada en la cadena de bloques de Ethereum es el ether, se ha añadido un elemento adicional denominado Gas. El Gas tiene la función de ser la comisión pagada por cada transacción realizada dentro de la blockchain de Ethereum. No es necesario comprarlo ni tenerlo, simplemente se paga con la cantidad de ether necesaria.

La principal tarea del Gas es evitar el spam y los ataques de denegación de servicio, ya que el Gas supone un coste en las transacciones, haciendo estos ataques inviables. Además, el Gas es la recompensa que reciben los mineros cuando realizan las validaciones de las transacciones.

Debemos destacar que el Gas tiene un gran problema y es que cuando hay congestión en la red este tiende a subir rápidamente, llegando a comisiones que tienen un equivalente en dinero fiat a 10 dólares o más (se han registrado transacciones con una comisión de más de 50 dólares). Para evitar esto y establecer un coste de gas más predecible se ha creado la EIP-1559.

EIP-1559

Esta propuesta de mejora de Ethereum es específica para reducir las comisiones de Gas que se pagan en cada transacción cuando existe congestión en la red. Cuando hablamos de congestión hablamos de que se generan muchas más transacciones de las que la red tiene capacidad de procesar.

Dicho proceso de congestión dispara la cantidad de Gas que se debe pagar por cada transacción. No solo afecta a la capacidad de los bloques, también afecta a los usuarios que pueden pagar comisiones ridículamente elevadas.

La propuesta EIP-1559 establece varios factores para corregir esta anomalía:

Cuando se llega a un 50% de congestión de la red con respecto a los valores normales el tamaño del bloque pasa de los 12.5 millones de Gas a los 25 millones de Gas
Se establece una inflación máxima de Gas entre bloques del 12.5%
Una gran parte de las comisiones son quemadas

Smart Contract

Pese al término acuñado por Nick Szabo, realmente ni son inteligentes ni son un contrato en el sentido convencional del término. Sencillamente son código que establece acciones y que sucede cuando estas se realizan.

Este código tiene la propiedad de ejecutarse a sí mismo bajo determinadas circunstancias. Una vez se dan las circunstancias acordadas por las partes firmantes del smart contract, los fondos u otros que alberga son habilitados.

Dentro de Ethereum los smart contract se escriben en Solidity para que la EVM pueda leerlos. Estos smart contract se pueden usar para crear tokens dentro de la blockchain de Ethereum, organizaciones descentralizadas (DAO), aplicaciones descentralizadas (dApps) y mucho más.

Ethereum Virtual Machine (EVM)

Capa de abstracción que ejecuta su código en la blockchain de Ethereum, previniendo que se puedan realizar ataques maliciosos que puedan afectar a los nodos y la red.

La EVM se ejecuta de manera descentralizada, o lo que es lo mismo, utiliza la potencia computacional de todos los equipos informáticos que apoyan el funcionamiento de la red. Es la encargada de ejecutar los smart contract y gestionar las acciones en un entorno controlado. Se basa en el lenguaje de programación Solidity.

Para qué sirve Ethereum

La utilidad realmente no depende de la blockchain de Ethereum, sino de la imaginación de los desarrolladores. Mediante los smart contract que se ejecutan en la EVM se pueden hacer una gran cantidad de cosas.

Tokens

Son activos que se crean dentro de la blockchain de Ethereum mediante smart contracts y que se pueden usar de manera sencilla.

Los más comunes y populares han sido los ERC-20. Este estándar de token fungibles permite ser usados dentro de la blockchain de Ethereum y se pueden dividir en partes más pequeñas. Serían similares a las monedas propias dentro de un videojuego, como los paVos en Fortnite.

Más recientemente se han desarrollado los estándares ERC-721 y ERC-1155. El estándar ERC-721 establece una unificación para la creación de tokens no fungibles (NFT). El estándar ERC-1155 establece una unificación para la creación de tokens fungibles y no fungibles, según quiera el desarrollador.

DAO

Pese a que su popularidad es limitada, las organizaciones autónomas descentralizadas (DAO) ofrecen una posibilidad de colaboración entre usuarios sin tener que estar físicamente en un sitio. La gobernanza de estas se basa en unas reglas establecidas en el código usado para crearlas. Vendrían a ser como las cooperativas.

DeFi

Propuesta bastante reciente que busca la descentralización de las aplicaciones financieras. Se busca que cualquier usuario con un dispositivo informático y acceso a internet tenga posibilidad de acceder a servicios que la banca tradicional no puede o quiere ofrecerle.

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Las aplicaciones DeFi aún están en fase de desarrollo y normalmente suelen ser difíciles de utilizar, experimentales y se suelen romper con facilidad. Además, desarrollar los smart contract y su marco de funcionamiento es complejo.

Otro de los problemas es que la blockchain de Ethereum necesita escalar para poder soportarlas (aumentar cantidad de transacciones), algo que sucedería con Ethereum 2.0.

DEX

Las exchange descentralizadas o DEX son otra de las propuestas que se pueden desarrollar dentro de Ethereum. Se diferencia de las exchange centralizadas de criptomonedas como Bittrex o Binance en que solo permite intercambiar ether y tokens dentro de la blockchain de Ethereum.

Un aspecto positivo es que las transacciones son directas entre los usuarios (de wallet a wallet sin terceros) reduciendo así notablemente las comisiones. Debemos tener en cuenta que una exchange centralizada cobran comisiones por cada operación.

The DAO y la censura

Una de las características que debe tener toda blockchain que se precie es la resistencia a la censura, o dicho de otra manera, lo que suceda, ha sucedido.

The DAO fue uno de los primeros intentos (y muy prometedor allá por 2016) de desarrollar una organización autónoma descentralizada basada en smart contracts. Despertó el interés por un gran número de los miembros de la comunidad de Ethereum que aportaron fondos.

El problema fue que tras el lanzamiento un cracker exploto una vulnerabilidad en los smart contracts creados para esta y robando casi un tercio de los fondos almacenados. Para aquel entonces eso suponía el robo del 14% del ether disponible (en ese momento).

Planteaba esta acción un dilema importante y es que hacer en este caso. Tras una fuerte deliberación entre los desarrolladores de Ethereum y miembros de la red se termina realizando un hard fork. Se procede a revertir las transacciones que se sucedieron por la vulnerabilidad y se restauraron los fondos mediante modificaciones en la blockchain.

Al mismo tiempo, esta bifurcación de la cadena de bloques genero Ethereum Classic (ETC), una blockchain donde no se han restaurado los fondos perdidos y con las mismas capacidades que Ethereum.

Además, queda la duda de la inmutabilidad y la resistencia a la censura de Ethereum. Si bien se han dado robos de ether o diferentes tipos de estafas como los sucedidos con las ICO, jamás se han vuelto a revertir transacciones y parece poco probable que vuelva a suceder, ya que podría suponer una caída de precios de ether.

Qué será de Ethereum 2.0

Se está trabajando en pasar a un nuevo estado en la blockchain de Ethereum. Esta nueva versión busca aportar una solución a los problemas en cuanto a escalabilidad que sufre este protocolo y reducir el consumo energético para mantener la red.

La principal problemática reside en la acumulación de transacciones por validar, ya que la red soporta entre 12-20 transacciones por segundo. Si entran muchas más por segundo se genera una congestión en la red y se disparan las comisiones por la transacción. Lo que se necesita es una solución a este problema.

Como solución al problema de la congestión y del consumo energético se ha propuesto cambiar de protocolo de consenso de PoW a PoS. La blockchain de Ethereum además se dividirá en cadenas más pequeñas e independientes que validaran sus propias transacciones y ejecutaran sus propios smart contracts.

Estas sub-cadenas se comunicarán entre ellas y se gestionaran por una nueva capa denominada Beacon Chain, que será la encargada de la gestión y de la verificación de las operaciones.

Un proceso que se divide en tres fases que tendrá lugar entre 2020 y 2022, si todo va como es debido. La fase 0, que despliega la Beacon Chain, permite el registro de los nodos validadores y el stacking de ether ya está en marcha desde diciembre de 2020. Inicia también la opción de generar bloques mediante PoS (se estima que 1 de cada 10 bloques ya serían obtenidos mediante PoS)

La fase 1 se debería dar entre verano y otoño de 2021 y será cuando se divida la bockchain en un total de 64 fragmentos, lo que permitirá más transacciones. Finalmente, la fase 2 se daría a finales de 2022 y fusionara la blockchain de Ethereum 1.0 y de Ethereum 2.0, además, eliminara el consenso por PoW para solo estar habilitado el consenso por PoS.

Palabras finales acerca de Ethereum

Ethereum es un ordenador descentralizado cuya potencia se basa en todos los sistemas conectados a la blockchain. Cuenta con su propia criptomoneda, el ether, y además permite una infinidad de posibilidades.

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