¿Qué es Ethereum?

Resultados del aprendizaje:

1. Qué es Ethereum
2. Cómo funcionan los contratos inteligentes y la máquina virtual de Ethereum 
3. La diferencia entre Ethereum y Bitcoin 
4. Cómo "The Merge" hizo que Ethereum pasara de la Prueba de Trabajo (PoW) a la Prueba de Participación (PoS) 
5. Los diferentes casos de uso de Ethereum y su ecosistema

¿Qué es Ethereum?

Ethereum es una plataforma de código abierto basada en una cadena de bloques para implementar programas informáticos denominados contratos inteligentes sin necesidad de depender de una autoridad central.

Los contratos inteligentes de Ethereum, apodados a menudo "el ordenador del mundo", impulsan un mercado abierto de aplicaciones digitales (dApps). Desde las finanzas y la gobernanza hasta los juegos y las redes sociales, las dApps alteran los modelos autorizados de Amazon, Google y Facebook.

Ethereum también opera una criptomoneda nativa llamada Ether (ETH) para cobrar a las dApps por alquilar su poder de procesamiento. Una red descentralizada de ordenadores registra el saldo de las cuentas de ETH y el estado de los contratos inteligentes, almacenando esta información en la cadena de bloques de Ethereum.

Ethereum fue concebido en 2013 por el programador canadiense Vitalik Buterin. La idea de Buterin evolucionó a partir de una red de pagos descentralizada alternativa, cuando se dio cuenta de que las cadenas de bloques podían utilizarse para intercambiar algo más que solo nuevas formas de dinero por Internet. 

Ethereum se lanzó en julio de 2015 y su éxito ha inspirado un creciente ecosistema que respalda miles de millones de dólares de valor. Las cadenas de bloques rivales, como Solana y Cardano, tratan de emular y mejorar el concepto de informática descentralizada de Ethereum. 

Cambios de estado y la Máquina Virtual de Ethereum (EVM) 

Como cualquier sistema informático, Ethereum tiene su propio lenguaje, Solidity, en el que se escriben los contratos inteligentes. También existe un medio para procesar las instrucciones codificadas dentro de los contratos inteligentes llamado Máquina Virtual de Ethereum (EVM, Ethereum Virtual Machine).

La EVM se comparte entre los ordenadores que componen la red de Ethereum. Su trabajo consiste en mantener una versión canónica de la EVM; una fuente de verdad indiscutible e inmutable sobre el estado de las aplicaciones y cuentas que admite Ethereum. 

Cada vez que se produzca un cambio en un contrato inteligente, o en el saldo de una cuenta con ETH, la transacción se enviará a la EVM, y su estado se actualizará y registrará en la cadena de bloques de Ethereum, con el acuerdo de toda la red sobre su precisión. 

Ethereum cobra por ejecutar contratos inteligentes denominados en unidades de Ether, conocidas como GAS. 

Participantes en la red de Ethereum 

Para mantener la precisión e independencia de su cadena de bloques y permitir el acceso abierto a todos los usuarios, Ethereum emplea una red abierta con tres participantes diferentes, conocidos como Nodos.

Un Nodo es un ordenador que ejecuta una aplicación de software (llamada cliente) que permite el funcionamiento de Ethereum, descrito como clientes. Los clientes están disponibles en diferentes lenguajes de programación y provienen de distintas fuentes independientes, lo que produce una diversidad de clientes que beneficia a la seguridad general de Ethereum.

Todos los nodos están conectados entre sí en una red que se coordina voluntariamente para verificar las transacciones y mantener el verdadero estado de la cadena de bloques compartida. 

Nodos completos

• Mantienen y almacenan una copia de la cadena de bloques de Ethereum 
• Se podan periódicamente para gestionar el tamaño de la cadena de bloques 
• Sirven datos a pedido  
• Pueden verificar bloques y estados 
• Pueden validar nuevos bloques 

Nodos ligeros 

• Mantienen y almacenan una copia limitada de la cadena de bloques de Ethereum con solo la cantidad mínima de datos necesaria para realizar transacciones 
• Nodos de archivo 
• Un archivo histórico de todos los cambios de estado; no son necesarios para validar bloques 

El mecanismo de consenso de Ethereum 

Los Nodos completos ejecutan dos piezas de software de cliente: una para ejecutar las instrucciones del contrato inteligente o las nuevas transacciones en la EVM; la otra es el software de consenso para garantizar que los cambios sean válidos.

Al ejecutar un cliente validador, los Nodos completos también pueden realizar la función de validador. Un validador puede proponer nuevos bloques que contengan un lote de los últimos cambios de estado y saldo que se añadirán a la cadena de bloques. A cambio de su servicio, los validadores obtienen una recompensa en ETH más una parte de las comisiones cobradas por las transacciones.

El proceso de Ethereum para acordar la validez de la información registrada en nuevos bloques se denomina Prueba de Participación (PoS).

En la PoS, los Nodos completos que actúan como validadores (también conocidos como stakers) son elegidos para crear nuevos bloques y validar transacciones en función de la cantidad de ETH con la que realicen staking.

Los validadores deben realizar staking con un mínimo de 32 ETH, pero cuanto más se realice staking por encima de ese umbral, más probabilidades habrá de que un validador sea elegido para proponer un nuevo bloque. La alternativa es aportar menos de 32 ETH a un pool de staking. 

Los pools de staking son gestionados por un único validador con poder para proponer un nuevo bloque. La recompensa que usted obtendrá será proporcional a su aporte al pool.

En el sistema de consenso PoS de Ethereum, los validadores se eligen aleatoriamente para proponer nuevos bloques y validar transacciones en intervalos cada 12 segundos. 

El ETH del staking actúa como garantía; un compromiso financiero para desanimar la validación de una transacción inválida o el intento de realizar un doble gasto, ya que su staking puede ser sancionado por slashing o confiscación. 

Prueba de participación  

Podemos combinar la ejecución, el consenso y la propuesta de bloque en una secuencia simplificada de extremo a extremo para una transacción de ETH para entender mejor cómo funciona la PoS.

• Nueva transacción de ETH firmada con clave privada a través de una cartera de criptomonedas, adjuntando una comisión para animar a un validador a añadir la transacción a un nuevo bloque. 

• La transacción se envía a un Nodo completo que ejecuta el cliente de ejecución para asegurarse de que el saldo del remitente puede cubrir la comisión y comprobar que la clave privada sea válida.

• El Nodo añade el bloque a un área pendiente de nuevos bloques, llamada mempool, y luego lo difunde a otros nodos que hacen lo mismo. 

• Se elige de manera aleatoria a un validador para que proponga un bloque para el intervalo actual, construyéndolo y difundiéndolo. El cliente de ejecución genera el cambio de estado actualizado y la capa de consenso permite a la red acordar la secuencia de este bloque beacon. 

• El bloque beacon se difunde a otros nodos. Los nodos lo ejecutan y lo validan como el siguiente bloque secuencial añadido a su versión local de la cadena de bloques de Ethereum. 

• El validador obtiene la recompensa más las comisiones.  

• El proceso se repite cada 12 segundos, aumentando la oferta de ETH y extendiendo la cadena de bloques de Ethereum, su registro histórico de cambios de estado y saldo. 

Tokenomics de Ethereum 

La tokenomics (economía de tokens) describe cómo los mecanismos de distribución y recompensa influyen en la oferta de criptomonedas y su evolución a lo largo del tiempo. El aumento de la oferta crea inflación, reduciendo el poder adquisitivo y la eficacia de una moneda como reserva de valor.

En su lanzamiento se liberó una cantidad específica de Ethereum, conocida como pre-mina. Una parte se puso a disposición del público a través de una Oferta Inicial de Monedas (ICO, Initial Coin Offering) y otra se distribuyó entre fundadores y contribuyentes. 

Cuando se lanzó Ethereum, utilizó el mismo mecanismo de consenso que Bitcoin (Prueba de Trabajo). Pero sin un límite de oferta, las recompensas por bloque produjeron una inflación anual de la oferta en ETH del 4,5%.

Además de las recompensas por bloque, se incentiva a los validadores de Ethereum para que añadan transacciones y cambios de estado a los nuevos bloques. Esto sigue siendo cierto bajo la PoS, pero un mecanismo introducido en agosto de 2021 para quemar una parte de las comisiones de transacción tuvo un impacto crucial en su tokenomics, reduciendo la inflación anual de Ethereum a casi cero.  

Bitcoin, Ethereum y "The Merge" 

La reducción de la inflación de Ethereum tiene importantes implicaciones para la función de ETH como reserva de valor fiable y su comparación con Bitcoin, que tiene un límite fijo de 21 millones de monedas.

Ethereum tiene un diferenciador clave, ya que realizó una transición de PoW a PoS en una actualización de septiembre de 2022 llamada "The Merge" (la fusión). 

La PoS se considera una alternativa más eficiente energéticamente y respetuosa con el medio ambiente que la PoW, que requiere una gran cantidad de electricidad para proporcionar la potencia de cómputo necesaria para validar las transacciones y crear nuevos bloques.

Ethereum afirma que la PoS ha reducido su huella de carbono en aproximadamente un 99,992%, pero los críticos argumentan que el modelo de staking y los requisitos conducen a la centralización. 

El futuro de Ethereum 

The Merge bloqueó el ETH del staking, lo que significa que los stakers no pudieron retirar ni su stake original ni sus recompensas acumuladas hasta la Actualización de Shanghái, que tuvo lugar el 12 de abril de 2023. 

Con el comercio de participaciones desbloqueado y la inflación neutral, la esperanza es que las recompensas del validador de Ethereum se acerquen a las devoluciones de ingresos fijos del mercado de bonos, que se situaron en 133 trillones de dólares, cien veces por encima del límite de mercado del conjunto del ecosistema de criptomonedas.

Después de The Merge, Ethereum sigue estando limitado en el número de transacciones procesadas por segundo, lo que eleva el costo del espacio de bloques y ha dado lugar a la proliferación de soluciones de capa 2. Sin embargo, the Merge sentó las bases para mejorar la escalabilidad de Ethereum a través de una próxima función llamada Danksharding. 

El Danksharding permitirá una nueva forma temporal de almacenamiento en bloques conocida como blobs que, con el tiempo, se pueden eliminar. De este modo se libera almacenamiento en bloque, el mayor contribuyente a las comisiones.

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