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Antes de entrar en detalle de esta histórica transición es importante que conozcamos el concepto criptográfico de prueba de participación o ‘proof of stake’, ‘PoS’ por su terminología en inglés. PoS es un mecanismo de consenso que engloba un conjunto de reglas e incentivos que permiten a los nodos (los ordenadores que están conectados al sistema) llegar a un acuerdo sobre el estado de la red, en este caso la cadena de bloques de Ethereum. Existen diferentes clases de mecanismos de consenso que se han implementado en varias cadenas de bloques, como la prueba de trabajo (PoW) o minería, la prueba de participación (PoS), o la prueba de autoridad (PoA), similar al PoS pero donde los nodos se categorizan por la reputación adquirida por la validación de las transacciones.

Una vez aclarado este punto, podemos continuar con el desarrollo. Ethereum ha usado PoW desde su génesis en 2013, pero se está mudando a PoS. Lo cierto es que este siempre fue el plan, ya que se cree que PoS es más seguro que PoW. Por un lado, porque utiliza drásticamente menos energía y permite implementar nuevas soluciones de escalabilidad. Sin embargo, la prueba de participación también es más compleja que la prueba de trabajo y afinar el mecanismo ha llevado años de investigación y desarrollo. El desafío ahora es implementar PoS en la red Ethereum en vivo, un proceso conocido como ‘The Merge’ o ‘La fusión’.

PoS es un tipo de mecanismo utilizado por las cadenas de bloques para lograr un consenso y validación de las transacciones lo más distribuidas posibles. En la prueba de trabajo (PoW), los mineros prueban que tienen capital en riesgo mediante el gasto de energía. En la prueba de participación (PoS), los validadores (nodos) almacenan (staking) explícitamente capital en forma de posesión de Ether (criptomoneda Ethereum) a través de un contrato inteligente dentro de la propia cadena de bloques de Ethereum. Este Ether almacenado actúa como garantía que puede destruirse si el validador se comporta de manera deshonesta y en contra del consenso. Después, el validador es responsable de verificar que los nuevos bloques creados a través de la red sean válidos y, ocasionalmente, de crear y conectar nuevos bloques por sí mismos.

PoS viene con una serie de mejoras respecto a la minería originaria o PoW:

• Mejor eficiencia energética: No hay necesidad de usar mucha energía en los cálculos de prueba de trabajo.
• Barreras de entrada más bajas, requisitos de hardware reducidos: No es necesario un hardware de élite para tener la oportunidad de crear nuevos bloques.
• Riesgo de centralización reducido: La prueba de participación debería conducir a más nodos que protejan la red.
• Debido al bajo requerimiento de energía, se requiere menos emisión de ETH para incentivar la participación.
• Las sanciones económicas por mala conducta desincentivan que se produzcan los “ataques del 51%”, ya que son exponencialmente más costosos para un atacante en comparación con la prueba de trabajo.
• El consenso puede recurrir a la recuperación social de una cadena honesta si se produjera un ataque del 51% y las defensas criptoeconómicas sufrieran un ataque.

¿Se puede ser validador del nuevo ecosistema de prueba de participación?

Lo cierto es que sí. Para participar como validador un usuario debe depositar 32ETH (aproximadamente 64.000$ a precios actuales) en el contrato de depósito y ejecutar tres piezas de software (programas) por separado: un cliente de ejecución, un cliente de consenso y un validador. Al depositar esos 32ETH, el usuario se une a una cola de activación que limita la tasa de nuevos validadores que se unen a la red y se incrementa la dificultad, lo que conocemos como tasa de ‘hash’. Una vez activados, los validadores reciben nuevos bloques de otros validadores en la red Ethereum. Las transacciones recibidas en el bloque se vuelven a ejecutar de manera que queda la firma del nuevo validador en el bloque. Posteriormente, se verifica para garantizar que el bloque sea válido. Luego, el validador envía un voto (llamado atestado) a favor de ese bloque a través de la red.

Mientras que en la prueba de trabajo (PoW), el tiempo de los bloques está determinado por la dificultad de la minería, en la prueba de participación, el tiempo es fijo. El tiempo en la prueba de participación de Ethereum se divide en franjas horarias (12 segundos) y épocas (32 franjas horarias). Se selecciona aleatoriamente un validador para que sea el proponente del bloque en cada ranura. Este validador es responsable de crear un nuevo bloque y enviarlo a otros nodos de la red. Además, en cada turno, se elige aleatoriamente un comité de validadores, cuyos votos se utilizan para determinar la validez del bloque que se propone.

¿Por qué hace este cambio la Fundación Ethereum?

Una transacción tiene su condición de ‘finalizado’ en redes distribuidas cuando es parte de un bloque que no puede cambiar sin que se queme una cantidad significativa de ETH. En Ethereum, como prueba de participación, esto se administra mediante bloques de control. El primer bloque de cada época es un punto de control. Los validadores votan por consenso los puntos de control que consideran válidos. Si un par de puntos de control atrae los votos suficientes para representar al menos dos tercios del ETH total almacenado, los puntos de control se actualizan.

El más reciente de los dos (objetivo) se convierte en justificado. El primero de los dos ya está justificado, porque fue el objetivo en la época anterior. Y ahora se actualiza a finalizado. Para revertir un bloque finalizado, un atacante se comprometería a perder al menos un tercio del suministro total de ETH almacenado (y que actualmente está valorado en 10.000.000.000$). Dado que la consideración de finalizado requiere una mayoría de dos tercios, un atacante podría evitar que la red alcance esa condición votando con el tercio restante de la participación total. Pero hay un mecanismo para defenderse de esto: la fuga de inactividad. Esto se activa cada vez que la cadena no finaliza durante más de cuatro épocas. La fuga de inactividad elimina el ETH almacenado de los validadores que votan en contra de la mayoría, lo que permite que ésta recupere una mayoría de dos tercios y finalice la cadena.

Las razones por las que el ecosistema está realizando la transición hacia la prueba de participación son las siguientes: