Vitalik Buterin, cofundador de Ethereum, ha presentado una propuesta de rediseño radical de la cadena de consenso de la red que podría permitir escalar el sistema hasta millones de validadores, reducir drásticamente los requisitos de almacenamiento y, al mismo tiempo, incorporar nuevas capacidades de privacidad para quienes participan en la seguridad de la blockchain.
La propuesta, publicada por el desarrollador dentro de la hoja de ruta de las futuras actualizaciones Lean Ethereum, plantea sustituir gran parte del procesamiento y almacenamiento que actualmente realiza la propia red por pruebas criptográficas de conocimiento cero (ZK-STARKs) generadas por los propios validadores. Según Buterin, esto permitiría reducir el estado permanente que Ethereum debe almacenar por cada validador a tan solo seis bytes. Un byte para el balance efectivo y cinco bytes para identificar la clave pública asociada al depósito original.
De almacenar la historia a demostrarla
En la actualidad, la Beacon Chain de Ethereum mantiene una gran cantidad de información para cada validador, que incluyen claves públicas, credenciales de retirada, balances, estados de activación, historial de participación y otros parámetros necesarios para el funcionamiento del consenso.
La propuesta de Buterin elimina prácticamente toda esta información persistente. En su lugar, los validadores tendrían que demostrar periódicamente, mediante pruebas criptográficas ZK-STARK, que han participado correctamente en el consenso y que su balance debe actualizarse. «En lugar de que Ethereum recuerde continuamente toda la historia de cada validador, son los propios validadores quienes demuestran criptográficamente que su historial es correcto. resume el planteamiento».
Este cambio permitiría eliminar gran parte del costoso procesamiento que actualmente se realiza al final de cada época de consenso y que constituye uno de los principales obstáculos para aumentar el número de validadores de la red.
Actualizaciones de saldo mediante pruebas ZK
El nuevo modelo propone que cada validador genere una prueba ZK-STARK aproximadamente una vez al día. Esta prueba recorrería todos los bloques producidos desde la actualización anterior y demostraría:
- En qué atestaciones participó el validador
- Cuáles se perdió
- Cómo deben ajustarse sus recompensas o penalizaciones.
- Cuál es su nuevo balance efectivo
- La blockchain únicamente almacenaría el resultado final verificado, en lugar de procesar individualmente todas las recompensas y penalizaciones
Según Vitalik, incluso con un millón de validadores, el coste computacional de estas pruebas sería asumible utilizando hardware convencional y técnicas de agregación criptográfica.
Eliminar las claves públicas del estado global
Otro de los cambios más relevantes consiste en eliminar las claves públicas de los validadores del estado permanente de Ethereum. En lugar de almacenar directamente estas claves, la red utilizaría referencias a los depósitos originales realizados por los validadores. Cada firma incluiría además una prueba criptográfica que demostraría la validez de la clave utilizada. Esta propuesta reduciría significativamente el tamaño del estado global y facilitaría la escalabilidad a largo plazo del protocolo.
Si Ethereum ya funciona como infraestructura financiera, ¿por qué su precio no despega?
La segunda fase de la propuesta introduce un mecanismo de privacidad que permitiría anonimizar periódicamente la identidad de los validadores. El sistema funcionaría generando nuevas claves públicas cada día, de forma que la relación entre la identidad actual y la identidad histórica de un validador solo sería conocida por el propio participante.
De esta manera, desde la perspectiva de la red, cada validador aparecería como una nueva entidad cada jornada, dificultando enormemente el rastreo de su actividad a lo largo del tiempo. Según Buterin, este mecanismo proporcionaría un elevado nivel de anonimato sin necesidad de modificar sustancialmente el funcionamiento económico del consenso.
Elección secreta de validadores
La propuesta también facilitaría la implementación de sistemas de Single Secret Leader Election (SSLE), un mecanismo destinado a ocultar qué validador será el próximo proponente de bloques hasta el momento exacto de la propuesta. Esta técnica se considera una de las mejoras más importantes para proteger Ethereum frente a ataques dirigidos contra validadores y productores de bloques.
Escalar Ethereum sin aumentar el tamaño de la red
El objetivo último del diseño es resolver uno de los principales desafíos técnicos de Ethereum: cómo incrementar enormemente el número de validadores sin que el coste de operar la red crezca de forma desproporcionada. Actualmente, Ethereum cuenta con cerca de un millón de validadores activos. La propuesta de Buterin pretende que la red pueda soportar potencialmente decenas o incluso cientos de millones de validadores, manteniendo al mismo tiempo la descentralización, la seguridad y la eficiencia operativa.
Aunque se trata todavía de una propuesta conceptual y experimental, el planteamiento representa uno de los rediseños más ambiciosos del mecanismo de consenso de Ethereum desde la transición a Proof of Stake en 2022.