¿Qué es Ethereum 2.0 y Sharding?

Ethereum 2.0 es un nuevo tipo de blockchain con una serie de renovaciones muy relevantes respecto a la blockchain de Ethereum original, tal y como la conocemos. Con la finalidad de renovarla, potenciarla y mejorar su eficacia. Esta mejora, hará que la plataforma sea más escalable y sostenible a largo plazo. Estas actualizaciones han estado en desarrollo desde hace varios años y representan una transición importante, para la plataforma que alberga aplicaciones descentralizadas más popular del momento.

Con Ethereum 2.0 culmina un ciclo, el minado de ETH con GPUs (con lo cual ahora la red se hace verde ahorrando energía). Y pasa a ofrecer un sistema de creación de bloques basado en la prueba de participación (Proof of Stake o PoS). Este protocolo de consenso consiste en que los validadores tienen que bloquear una cierta cantidad de tokens (los que quieran invertir en el proceso) y posteriormente se realiza una especie de “lotería” en la que cada unidad de token bloqueado sería como un boleto de la lotería en cuestión. Es decir quien tenga más toquens bloqueados, más probabilidad tendrá de ser el elegido. El validador seleccionado será el responsable de crear el siguiente bloque y compartirlo con los demás nodos. Una vez finalizado este proceso se empieza de nuevo.

¿Por qué es necesaria una transición?

La comunidad de usuarios de Ethereum ha crecido exponencialmente en estos últimos años y consecuentemente la red ha sufrido un incrementado en el volumen de transacciones diarias. En la actualidad, puede manejar unas 15 transacciones por segundo, lo que es bastante poco. Por lo tanto, esta creciente demanda está saturando la red e está incrementando el coste de las comisiones por transacción que han alcanzado cifras completamente prohibitivas.

Si todo finalmente resulta como se espera, Ethereum 2.0 podría establecer nuevas reglas de juego. No solo será capaz de realizar 100.000 transacciones por segundo (aumentando su utilidad). Sino que también podrá reducir notablemente los costes por transacción y limitará la emisión de tokens (aumentando así el valor unitario a largo plazo).

Calendario y hoja de ruta para la implementación de Ethereum 2.0

La hoja de ruta de Ethereum 2.0, está conformada por tres fases:

  • Beacon Chain (1ra fase puesta en marcha el 1 de diciembre del 2020).
  • Sharding (2da fase prevista en el 2021).
  • Docking (3ra fase pautada para el 2022).

Beacon Chain: Consiste en la futura red “principal” o de “gestión” de Ethereum 2.0. Será la encargada de manejar los diferentes canales de validación que aparecerán en la siguiente fase. Está basado en Proof of Stake y en la actualidad (mediados de 2021) ya dispone de miles de nodos que han bloqueado decenas de miles de Ethers y que están participando en el proceso de creación de bloques de esta Beacon Chain, que de momento es una red paralela a la principal actual (Ethereum 1.0). Consiste en una fase de pruebas antes de pasar al siguiente nivel.

Sharding (fragmentación): En esta fase, se crearán 64 grupos o canales de validación. Estos fragmentos serán gestionados por la Beacon Chain. De esta forma todas las transacciones que actualmente están siendo validadas por el 100% de los nodos, pasarán a ser validadas solo por uno de estos grupos de validadores. Como se puede ver, de esta forma se multiplicará la capacidad de procesamiento de transacciones y las comisiones se espera que bajen de manera muy notable. Así pues será una versión optimizada en la que los recursos se distribuirán y organizarán mejor con el fin de aumentar la escalabilidad. En este nuevo paradigma, lo que actualmente conocemos como la red principal de Ethereum o Ethereum 1.0, pasará a ser un simple canal más de los 64 existentes. Esto sería el último paso conocido como Docking o (acoplamiento), prevista para el año 2022.

¿Cuáles son los nuevos retos a los que se enfrenta Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 deberá implementar un mecanismo, que permita aumentar las transacciones por segundo, sin necesidad de aumentar paralelamente, el tamaño de los bloques ya que eso resultaría en nodos que requerirían mayor capacidad de almacenamiento (fuera del alcance de muchos), lo cual provocaría centralización. En Ethereum 2.0, se distribuirá la carga de la red en 64 nuevos canales. Esto le dará a Ethereum la posibilidad de reducir la congestión y mejorar las velocidades, más allá del número de transacciones.

Para mitigar la presión, los desarrolladores han recurrido a la fragmentación de la blockchain, para ampliar el volumen de las validaciones. En esencia, esto dividirá en grupos más pequeños el número de transacciones que se almacenan en las bases de datos. Lo que aliviará la carga sobre el sistema actual y permitirá más transacciones por segundo. La fragmentación es un proceso vital e importante, ya que, hará que la red sea más sostenible en el tiempo (en términos de capacidad de almacenamiento).

Los nodos en Ethereum 2.0 solo requerirán llevar el registro de un pequeño extracto y no toda la cadena de bloques completa. Esto permitirá que los nodos sean mucho más livianos, lo que facilitará a Ethereum crecer y permanecer descentralizado.

El modelo de seguridad de Ethereum también necesitaba ser reestructurado, debido a la introducción de los canales (shards). La cadena asignará aleatoriamente validadores de transacciones a los diferentes canales. Esto hace que un actor malicioso lo tenga muy complicado para atacar un fragmento en particular.