El camino a la escalabilidad de Ethereum: ¿Raiden, Metropolis, Casper o Sharding?

En este trabajo analizamos las propuestas más conocidas que abordan los aspectos relacionados con la escalabilidad de la red de Ethereum.

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Los problemas que actualmente afronta la red Bitcoin ciertamente constituyen una experiencia muy valiosa para los desarrolladores de otras criptomonedas, los cuales anticipando consecuencias similares en sus respectivas infraestructuras han salido al paso trabajando y proponiendo alternativas antes de que se presenten situaciones incómodas para los usuarios.

Ethereum en la actualidad ocupa el segundo lugar en el ranking de las criptomonedas de acuerdo con Coinmarketcap. La moneda digital ha sorprendido mucho a la comunidad de usuarios ya que desde el mes de enero de este  año vio un aumento muy importante en su valor y su volumen de operaciones, pasando de un aproximado de 10 dólares a cotizarse en la actualidad en más de 370 dólares por unidad.

Además de su moneda digital, el código y la infraestructura de Ethereum ha sido muy reconocida por gran número de programadores y creadores de contenido, quienes han encontrado en la plataforma una alternativa bastante amigable para desarrollar programas y soluciones con la tecnología de los libros mayores descentralizados.

Visto este incremento tan notable en el volumen de operaciones y tomando bases en los problemas que presenta la red Bitcoin en la actualidad, comienza a cobrar mucha importancia lo relacionado con la escalabilidad para la moneda digital justamente para garantizar el buen funcionamiento de la misma, ya que muchos esperan que esta en un futuro no muy lejano desplace del primer puesto a su más importante competidor dentro de la industria.

Raiden Network 

Similar a Lightning Network – una propuesta elaborada para resolver parte de los problemas presentes en la red de Bitcoin -, Raiden es un protocolo diseñado para que, en este caso, la plataforma de Ethereum pueda realizar la transferencia de activos digitales a muy alta velocidad, enfocándose en minimizar los tiempos de procesamiento beneficiando a la estructura de la moneda digital, a la vez que garantiza mayor seguridad y anonimato en las transacciones.

Uno de los puntos más importantes sobre el que se enfoca el protocolo Raiden es que garantiza mayor escalabilidad para la red de Ethereum, ya que cuenta con el poder de procesamiento suficiente y las consideraciones estructurales para manejar más de un millón de transferencias por segundo sin presentar ningún tipo de problema, lo cual constituye un gran avance puesto que un número tan elevado de operaciones simultáneas representaría una seria amenaza para las redes de pagos financieros existentes en la actualidad.

De acuerdo con sus programadores principales, la red de Raiden, además de manejar estos volúmenes de operaciones, garantiza que las mismas puedan ser llevadas a cabo a un costo muy bajo, asegurando que de ser implementada esta mejora a la red cada transacción podría costar siete veces menos de lo que cuesta cualquier operación realizada en la red de Ethereum actualmente.

Raiden también incorpora la posibilidad de que los usuarios intercambien mensajes privados para poner firmas a las transferencias de activos, con lo cual genera mayor seguridad en el proceso garantizando que las divisas lleguen a su destino y que no sean vulneradas durante su envío. Sin embargo la principal diferencia en relación a su contraparte para la red Bitcoin es que Raiden funciona como una extensión de Ethereum siendo completamente compatible con el ecosistema de la moneda digital, por lo cual su incorporación a la red constituye un proceso más amigable que no representaría ningún tipo de inconveniente para los usuarios de la moneda digital.

En síntesis, de acuerdo con información compartida por el equipo de desarrolladores en su página web, las bondades que Raiden Network incorpora a la red son siguientes:

  • Escalabilidad: Puede soportar más de un millón de transferencias por segundo.
  • Rapidez: Las transferencias son confirmadas y realizadas completamente en fracciones de segundos.
  • Confidencial: Las transferencias individuales no aparecen en el libro mayor distribuido.
  • Interoperable: Puede funcionar con cualquier token (ficha) estandarizada de Ethereum.
  • Bajo costo: Las tarifas y comisiones por operaciones son siete veces menor a las manejadas en la actualidad.
  • Micro-pagos: Al manejar bajos costos por transferencias, incorpora la posibilidad de hacer micropagos sin que las comisiones resulten más elevadas.

Metropolis y PoS

Planteada desde los primeros instantes de su desarrollo como una actualización importante a la red de Ethereum (Hard Fork), esta propuesta ha figurado desde hace bastante tiempo en el mapa de ruta fijado para la evolución de la plataforma, sin embargo su aplicación ha sido pospuesta y rechazada a razón de los eventos ocurridos con The DAO, lo cual generó mucho temor en la comunidad en relación a posibles brechas de seguridad.

Sin embargo la propuesta contempla elementos que podrían ser muy positivos para la evolución de la red, uno de ellos es la simplificación del protocolo de Ethereum, lo cual permitirá a los usuarios participantes hacer uso más práctico de la tecnología que ofrece la plataforma de desarrollo para la creación de nuevo contenido y aplicaciones.

Entre otras de las bondades que trae esta actualización está el hecho de que las transacciones hechas con activos Ether pueden ahora ser pagadas por el receptor, lo cual resulta bastante interesante ya que originalmente el emisor es quien debe cancelar la comisión asociada a la transferencia, lo cual también reforzaría el carácter anónimo de los pagos realizados añadiendo un nueva capa dentro de la operación.

Durante una entrevista realizada por el equipo de CoinDesk a Stefan George – CTO de Gnosis – el representante de la compañía explicó brevemente las implicaciones que podría tener para la escalabilidad de la red de Ethereum la incorporación del hard fork Metropolis resumiendo las implicaciones técnicas, asegurando que este protocolo eliminaría algunas distorsiones tecnológicas vistas por fuera del Blockchain, lo cual permitiría que los datos sean eliminados de la cadena de datos principal mejorando así el rendimiento de la red sin que se vea comprometida la seguridad de los usuarios.

Además de lo antes expuesto, de acuerdo con información publicada con el portal de noticias themerkle.com, Metropolis también incorpora una propiedad conocida como “Proof-of-stake consensus” (mejor conocida como PoS), la cual haría imposible minar transacciones en la red si la misma ve comprometida su seguridad, lo cual forzaría a los dispositivos a hacer el cambio a un nuevo algoritmo que permita retomar las operaciones de forma segura. Esta medida de seguridad garantiza la integridad de los datos circulantes en el Blockchain de Ethereum y aligeraría el flujo de los mismos en caso de que la red sea vulnerada.

PoS también trae otros beneficios consigo ya que reduce significativamente la cantidad de energía eléctrica necesaria para el procesamiento de bloques en la red y minimiza la probabilidad de que un “Ataque del 51%” afecte al Blockchain, ya que al traer mayor estabilidad a la red hace necesario que los atacantes posean realmente el 51% de los nodos operativos para que esta pueda sufrir los efectos asociados en lugar de que la misma se vea afectada tan solo generando el volumen equivalente.

Casper “The friendly Ghost”

La propuesta de actualización para la red de Ethereum data desde el año 2015 y fue enunciada por Vlad Zamfir. La misma contempla algunas de las propiedades del protocolo GHOST (Siglas en inglés alusivas a Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree) y platea un control mucho más riguroso en relación a las pruebas de trabajo (PoW por sus siglas en inglés) que se hacen dentro de la red para garantizar integridad de los bloques de información.

Originalmente una PoW constituye el cumplimiento de ciertas condiciones mediante la consignación de datos específicos para la realización de alguna función particular. En el caso de las monedas digitales, las PoW generalmente son utilizadas para la elaboración de bloques de información que posteriormente serán enviados al Blockchain correspondiente, como lo es el caso de firmas de seguridad puestas por los nodos que compilan las transacciones y las agrupan dentro de los bloques que son enviados a la red.

El Blockchain de Ethereum establece algunas condiciones para que los operadores de nodos desempeñen adecuadamente su trabajo de forma adecuada apegados a las reglas. En este orden de ideas, Casper es un protocolo de consenso en el que los participantes tienen que dejar un depósito de seguridad a cambio de poder prestar sus servicios a la red (y percibir la remuneración asociada). De esta forma, si alguno de los operadores de nodos – considerados como validadores dentro la red – producen algún elemento que el protocolo considere inválido, el depósito de seguridad les será retirado conjuntamente con el privilegio de la participación en el proceso de constitución y envío de bloques al Blockchain.

Al promover condiciones en la que los participantes ponen en juego parte de sus ganancias y la posibilidad de generar activos por concepto de las labores dispuestas para beneficio de la red, se evita que los operadores incurran en prácticas que puedan comprometer el buen funcionamiento de la infraestructura de la plataforma y la moneda digital. Así lo especificó Vitalik Buterin durante una entrevista realizada por el portal de noticias CoinDesk en la cual explicó a más detalle las propiedades de este protocolo, el cual se espera esté completamente listo y operativo para finales del presente año.

En relación a la escalabilidad, Buterin explicó en su momento que el protocolo contempla algo muy parecido a la PoS, por lo que defiende a la red de eventuales ataques sentando puntos de restablecimiento de algoritmos en caso de que la misma se vea vulnerada, aligerando así a la red del flujo de datos inorgánicos y manteniendo a buen resguardo aquellos que cumplan con las especificaciones pautadas originalmente por Casper. Sin embargo, a diferencia de las PoS tradicionales, la incorporación de sanciones a razón del quebrantamiento de las reglas establecidas para las operaciones evitará que los usuarios se involucren en hechos que puedan alterar el buen funcionamiento y la operatividad de la red.

Sharding

Originalmente en Ethereum todos los dispositivos mineros tratan de dar respuesta a la misma situación al mismo tiempo, por lo que se necesitan muchísimos recursos técnicos para mantener todo perfectamente sincronizado.

Shardin es una propuesta especialmente diseñada para dar respuesta al tema de la escalabilidad de la red de Ethereum, ya que la idea central de este protocolo radica en la creación de sub espacios dentro de la red, a los cuales van a estar suscritos cierta cantidad de nodos para la realización de operaciones de validación, los cuales se distribuirán todo el volumen de información circulante en la red con la finalidad de agilizar el flujo de información dentro de la misma.

Visto a más detalle, cada sub-espacio contempla su propio conjunto de validadores (nodos), por lo que estos no necesitan validar todos los fragmentos de información que circulan en la red, solo se abocarán a la validación de aquellos que contemplen alguna condición o elemento particular establecido por el protocolo al cual están adscritos.

Con Sharding es posible mantener simultáneamente grupos de mineros trabajando sobre diferentes problemas al mismo tiempo, implementando un mecanismo para que estos se verifiquen entre sí generando total consenso sobre la operación procesada. Se puede hacer una analogía entre el funcionamiento de la red y el cuerpo humano bajo este principio, ya que el sistema cardiovascular se encargaría de la circulación de la sangre por las venas y arterias para que lleguen a otros órganos mientras que los pulmones desempeñan las labores asociadas con el flujo de oxígeno en el cuerpo.

De esta manera no todos los nodos de la red tendrán que ejecutar todas las transacciones sino que desempeñarían funciones específicas en procesos puntuales, llevando la información respectiva a la red integrándose con los otros fragmentos facilitando que el Blockchain pueda asumir mayores volúmenes de trabajo a la vez que amplía la velocidad de las operaciones.

De momento todas estas propuestas se encuentran en fase de desarrollo y la decisión en relación a su implementación es motivo de gran cantidad de debates en diversos foros y sitios web especializados. Por ende solo queda ver cómo va evolucionando la red de Ethereum a la luz del creciente volumen de operaciones que día a día va registrando, evaluando cuál podría ser la alternativa más amigable que traiga beneficios para la mayor cantidad de participantes en el ecosistema de desarrolladores y usuarios de la moneda digital.

Artículo original para DiarioBitcoin.

Escrito por Camilo Reyes.

 

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