Estos son los cambios que Vitalik propone en el PoS de EthereumEstos son los cambios que Vitalik propone en el PoS de Ethereum

Vitalik Buterin ha propuesto cambios en el mecanismo Proof of Stake (PoS o Prueba de Participación) de Ethereum para solucionar la cada vez mayor centralización de Ethereum y otros problemas técnicos derivados del modelo PoS.

El creador de Ethereum ha presentado tres propuestas para efectuar dichos cambios, todas ellas ampliamente discutidas durante  2023. Lejos de ser una novedad, dichas propuestas dormitaban en un cajón de ideas destinadas a poner fin al enorme problema que Ethereum viene arrastrando desde la adopción de PoS: la centralización de la red.

En Observatorio Blockchain hemos hablado largo y tendido de este problema que deja en manos de 4 compañías más del 50% de todo el poder de stake de la red. Como es lógico, la preocupación es importante, pues el nivel de centralización ha convertido a Ethereum en una red con altas tasas de censura de operaciones, tal y como lo muestra MEV Watch, donde el 42 % de los bloques generados post-Merge cumplen con las regulaciones OFAC.

La buena noticia es que Buterin por fin está realizando propuestas concretas para resolver la situación. Sin embargo, todavía no hay un roadmap claro para aplicar dichas propuestas. De momento, parece más una toma de contacto con la comunidad. Una estrategia con la que desean saber qué pasos seguir en la evolución de Ethereum.

Vitalik cambios PoS Ethereum

Vitalik dio a conocer su propuesta en un post de X, en la que busca simplificar el mecanismo PoS de Ethereum. Al reducir a 8192, las firmas digitales requeridas para cerrar un slot dentro de Ethereum, usando la agregación de firmas (convertir todas las 8192 firmas en una sola que las contiene a todas). Esta propuesta busca simplificar la actual implementación de Ethereum PoS, donde se necesitan entre 28.000 y 1.790.000 firmas para dicho proceso. Algo que, obviamente, aumenta la carga de la red en el momento de propagación y verificación de bloques dentro de ella.

Con los cambios indicados por Buterin no solo se reduciría la carga en la red, sino que podrían abrir la puerta para evitar ciertos problemas técnicos que arrastra Ethereum. Por ejemplo, que estas firmas puedan hacerse usando criptografía quantum-resistente, reducir la complejidad a la hora de realizar forks en la red y abrir la posibilidad para empezar a trabajar en los pools de stake descentralizados. Solo por nombrar algunos ejemplos de las nuevas posibilidades.

Los problemas de la propuesta

Sin embargo, existe una cara B. Los problemas derivados de esta propuesta son diversos. En primer lugar, estamos renunciando a muchos validadores en la red de Ethereum. Buterin lo deja claro en su afirmación, aunque no lo dice directamente:

«Y solo desde un análisis lógico, parece inviable hacer que un sistema en el que todos inicien sesión en cada slot realmente permita hacer apuestas para la persona promedio en el largo plazo: si Ethereum tiene 500 millones de usuarios, y el 10% de ellos apuesta, entonces eso implica 100 millones de firmas por slot»

Básicamente, Buterin indica que es computacionalmente complejo e indeseado que el mecanismo de PoS de Ethereum tenga una necesidad de firmas por slots tan grande. Al punto de que si la red tiene 50 millones de personas haciendo stake, esto requiere de 100 millones de firmas por slots. Los números crecen de forma muy rápida, lo que computacionalmente es imposible de sostener a futuro. Esto lleva a que se tenga que renunciar a grandes cantidades de nodos validadores, lo que conduce a reducir los límites operacionales de la red y, por tanto, aumentar las posibilidades de centralización.

La lectura que puede realizarse de lo anterior es que Vitalik Buterin y su equipo se han equivocado en el desarrollo de su modelo PoS. Tratan de arreglar el problema reduciendo sus expectativas y acercándose a modelos mucho más sencillos y que han mostrado su seguridad. Como es el caso de Algorand o Cardano. Unos proyectos a los que Buterin atacó bastante durante el desarrollo de Ethereum 2.0.

Tres caminos a decidir

La situación anterior lleva a Buterin a plantear escenarios para hacer realidad estos cambios:

Staking descentralizado

El primero es comenzar por el desarrollo de los pools de staking descentralizados. El argumento principal para ello es que al reducir las firmas por slots y el límite de nodos validadores dentro de Ethereum, la única forma de garantizar la descentralización en la red es por medio de los pools de staking descentralizados.

Buterin tiene claro que en la actualidad, Ethereum viola la regla de que todos los stakers son iguales. Esto es debido a que se están ejecutando simultáneamente dos estrategias distintas hacia el objetivo de stake. Primero, la estrategia de stake individual (solo stake). Segundo, están los pools de stake que utilizan tecnología de validación distribuida (DVT). El crecimiento de los primeros pone a Ethereum en grandes aprietos técnicos y los segundos sirven para que unos pocos controlen la red.

La solución para Buterin es la primera opción y hacer que la segunda sea realmente descentralizada. Para ello, Buterin quiere llevar el tamaño mínimo del depósito a 4096 ETH, algo que ya se ha discutido anteriormente. A esto se une la limitación de 4096 validadores (~16,7 millones de ETH) dentro de la red Ethereum. Así, los solo stake pasarían a ser parte de los pools descentralizados. Para evitar abusos por parte de los atacantes, la función del operador del nodo debería estar protegida de alguna manera por la reputación y los pools competirían ofreciendo diferentes opciones a este respecto.

En todo caso, Buterin lograría los dos objetivos planteados en su propuesta: reducir las firmas por slots a 8.192 y al mismo tiempo reducir los validadores totales de la red a solo 4096, la mayoría de ellos podrían ser descentralizados.

Staking de dos niveles

La segunda propuesta de Vitalik añade un poco de complejidad al mecanismo PoS de Ethereum, al crear dos capas de consenso. La primera capa (capa pesada) serían grandes pools de stake con un requisito de 4096 ETH para ser parte del mecanismo de validación. Mientras que la segunda capa (capa ligera), no tendría mínimo de stake, tampoco retrasos en depósitos y retiros de sus stake y recompensas. Así, para que un bloque finalice, ambas capas deben estar de acuerdo en más de un 50% sobre la finalización de un bloque.

Esta heterogeneidad es buena para evitar la censura y la resistencia a los ataques. El motivo es que sería necesario corromper tanto la capa pesada como la ligera para que un ataque tenga éxito. Si una capa está corrupta y la otra no, la cadena se detiene. Si es la capa pesada la que se corrompe, la capa pesada puede ser penalizada.

Otro beneficio de esto es que la capa ligera puede incluir ETH que se utiliza simultáneamente como garantía dentro de las aplicaciones. La principal desventaja es que hace que los stakes sean menos igualitarios al consagrar una división entre los stakers pequeños y grandes. Sin embargo, es la opción más equilibrada y también la técnicamente más compleja de implementar.

Validación rotativa

La última propuesta de Vitalik Buterin consiste en hacer una validación rotativa por medio de la creación de un supercomité. Este supercomité se elige de entre los 4096 validadores activos en la red y serían rotados de forma dinámica para mantener seguridad y resistencia a la censura.

Esta sería una propuesta muy parecida a la que vemos en Cardano. Pero la complejidad de la implementación en Ethereum hace necesarios varios forks para integrarla de forma correcta en la red. Pero tiene un punto negativo muy grande: una enorme reducción en la seguridad de Ethereum. De hecho, bajo ciertas condiciones, atacar la red Ethereum de forma efectiva podría costar solo 800k ETH (1,7 mil millones de euros).

Cambios a futuro

Todo lo explicado significa que los cambios que Vitalik Buterin quiere impulsar dentro del protocolo PoS de Ethereum requieren de una amplia revisión y consenso para llevarse a cabo. De hecho, ya existen voces discrepantes. No solo por la potencial baja en la seguridad del protocolo, que puede provocar algunos de los casos descritos, sino porque directamente toca intereses económicos muy grandes dentro del ecosistema del staking de Ethereum. Ahora solo queda por ver cómo de lejos pueden llegar las propuestas de Vitalik.

José Maldonado
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