El valor del mercado de los NFT (registro de arte digital como música, vídeos y similares) se disparó el año pasado llegando a los 44.000 millones de dólares (40.610 millones de euros). Este hecho puso el foco de atención en Ethereum, la red de blockchain o cadenas de bloques donde se compran y venden la mayoría de los NFT. También evidenció otra cuestión: la minería de criptomonedas supone un gran derroche energético.

La cadena de bloques, a diferencia de un banco, no cuenta con un organismo que revise y verifique las transacciones. Tanto Bitcoin como Ethereum, las dos criptomonedas más grandes, se basan en un mecanismo de consenso denominado "prueba de trabajo" para mantener ordenado cronológicamente el registro de las transacciones. Los criptomineros están en el centro de ese proceso.

Mantener la descentralización tiene un precio alto. En el caso de la prueba de trabajo, ese coste es de potencia computacional. La prueba de trabajo enfrenta a los mineros entre sí, ya que tienen que competir para resolver algún complejo problema matemático. El primer minero que lo resuelva actualiza el libro general, agrega un nuevo bloque a la cadena y obtiene, a cambio, las criptomonedas que se crean del proceso. Todo esto requiere una enorme cantidad de potencia computacional y, por lo tanto, electricidad.

Ethereum consume 113 teravatios por hora al año, una energía comparable al balance energético anual de Países Bajos, según Digiconomist. Una sola transacción de Ethereum puede consumir tanta energía como la que consume un hogar estadounidense promedio en más de una semana. El consumo de energía de Bitcoin es aún mayor.

Actualmente el mundo se enfrenta a una crisis energética. En parte, por esta razón China prohibió la criptominería el año pasado y algunos países donde había mucho mineros como Kosovo y Kazajstán les han acabado expulsando y cortándoles la electricidad. Estos países necesitan energía para mantener activos sus negocios y cálidos sus hogares.

La prueba de trabajo no solo desperdicia electricidad, si no que también genera residuos electrónicos. Los servidores informáticos especializados que se utilizan para la criptominería acaban obsoletos en vertederos en un año y medio.

El mecanismo de Ethereum, además, tiene otros inconvenientes como la lentitud: tan solo permite una media no escalable de 15 transacciones por segundo. El juego CryptoKitties, en el que los jugadores crían e intercambian gatos de dibujos animados, provocó en 2017 una acumulación de transacciones en la red.

Ahora es un buen momento para que Ethereum deje de utilizar la prueba de trabajo en la minería. Porque muchas empresas de capital riesgo están invirtiendo en Web3, un modelo futurista en el que las apps se ejecutarán en cadenas de bloques descentralizadas, muchas de ellas impulsadas por Ethereum.

En algún momento durante la primera mitad de 2022, en un acontecimiento que han denominado "La fusión" (The Merge en inglés), Ethereum planea realizar una transición de toda su red a un mecanismo de consenso diferente: la prueba de participación (proof of stake o POS), que promete necesitar un 99 % menos de energía, permitiría que la red se amplíe y podría ayudar a alcanzar unas 100.000 transacciones por segundo.

Originalmente, el cambio de Ethereum a la prueba de participación, iba a durar solo seis meses. "Pensábamos que se tardaría un año en implementar la POS... pero al final ha demorado unos seis años", confesó a Fortune el fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, en mayo de 2021. Eso se debe a que construir un modelo de este tipo es complicado.

¿Qué es una prueba de trabajo?

Bitcoin fue la primera cadena de bloques. Su creador quería acabar con el control que grandes bancos o estados, ejercían sobre los sistemas financieros.

En la cadena de bloques en la que los participantes comparten un libro general, el creador de Bitcoin necesitaba encontrar una forma de evitar que la gente intentara engañar el sistema y gastar las mismas monedas dos veces. La prueba de trabajo fue una chapuza inteligente: no fue perfecta, pero funcionó bastante bien.

Al exigir una inversión inicial significativa, la "prueba de algo" evita que actores malintencionados establezcan una gran cantidad de nodos virtuales aparentemente independientes y que los utilicen para ganar influencia en la red. Básicamente, hay que pagar para jugar.

En la prueba de trabajo de Bitcoin, esa inversión se da en hardware. Aproximadamente cada 10 minutos, los mineros de Bitcoin compiten para resolver un rompecabezas. El ganador agrega el siguiente bloque a la cadena y reclama nuevos bitcoins en forma de recompensa por cada bloque. Pero encontrar la solución es como intentar ganar la lotería. Hay que estar constantemente intentando adivinar el resultado hasta conseguir tener suerte. Cuanto más potente sea el ordenador, más intentos por segundo se podrán hacer.

Las granjas de servidores que se expanden por todo el mundo están dedicadas por completo a intentar adivinar la solución mediante trillones de intentos cada segundo. Y cuanto más grande sea la operación minera, mayor será el ahorro de costes y, por lo tanto, mayor será su participación en el mercado. Esto va en contra de la descentralización. Cualquier sistema que use la prueba de trabajo se volverá a centralizar de forma natural.

En el caso de Bitcoin, esto acabó generando un oligopolio con un puñado de grandes empresas controlando la red.

Sin embargo, desde el inicio de Bitcoin, multitud de entusiastas de las criptomonedas han buscado otros mecanismos de consenso capaces de preservar cierto grado de descentralización y que no sean tan derrochadores y destructivos para el planeta como la prueba de trabajo.

Cómo funciona la prueba de participación

La prueba de participación, propuesta por primera vez en el foro online BitcoinTalk el 11 de julio de 2011, ha sido una de las alternativas más populares. De hecho, se suponía que iba a ser el mecanismo de seguridad de Ethereum desde el principio, según el libro blanco que describía inicialmente la nueva cadena de bloques en 2013. Pero como señaló Buterin en 2014, desarrollar un sistema de este tipo era "tan poco aleatorio que algunos incluso lo consideran imposible". Así que Ethereum, en su lugar, se lanzó con un modelo de prueba de trabajo, y empezó el desarrollo de un algoritmo de prueba de participación.

La prueba de participación elimina a los mineros y los sustituye por "validadores". En lugar de invertir en granjas de ordenadores que consumen mucha energía, se invierte en monedas nativas del sistema. Para convertirse en un validador y ganar recompensas por cada bloque, los tokens se bloquean, o participan, en un contrato inteligente, en un código informático que se ejecuta en la cadena de bloques. Cuando se envían criptomonedas a la dirección de la cartera del contrato inteligente, el contrato se queda con esa moneda, algo como depositar dinero en una caja fuerte.

En el sistema de la prueba de participación al que Ethereum se acerca poco a poco, hay que invertir 32 éteres, que actualmente equivalen a 100.000 dólares (91.639 euros), para convertirse en un validador. Si usted, como mucha gente, no tiene ese dinero a mano, puede unirse a un servicio de participación en el que los participantes actúan como validadores de forma conjunta.

El algoritmo selecciona un grupo de validadores en función de la cantidad de fondos que han bloqueado. Cuanto más apueste, mayores serán sus posibilidades de "ganar la lotería". Si usted resulta elegido y su bloque es aceptado por un comité de "certificadores", un grupo de validadores elegidos al azar por un algoritmo, se le otorga un éter recién acuñado.

Los defensores de Ethereum afirman que una ventaja clave de la prueba de participación en comparación con la prueba de trabajo es el incentivo económico para respetar las reglas. Si un nodo valida algunas transacciones o bloques incorrectos, los validadores se enfrentan a "sanciones" como la quema de todo su éter. Cuando se queman las monedas, se envían a una dirección de cartera inutilizable con una clave inaccesible, lo que las vuelve inútiles para siempre.

Los partidarios de Ethereum también aseguran que la prueba de participación es más segura que la prueba de trabajo. Para atacar una cadena de prueba de trabajo, haría falta más de la mitad de la potencia informática en la red. Por otro lado, para la prueba de participación se debe tener el control de más de la mitad de las monedas del sistema. Como ocurre con la prueba de trabajo, esto es difícil pero no imposible de lograr.

El sistema de prueba de participación de Ethereum ya se está probando en Beacon Chain, desde el 1 de diciembre de 2020. Hasta el momento, se han depositado allí 9.500.000 ETH (37.000 millones de dólares (33.963 millones de euros), en valor actual). El plan pasa por lograr la fusión con la cadena principal de Ethereum en los próximos meses.

Posteriormente se harán otras actualizaciones. Después de fusionar las cadenas de bloques, Ethereum introducirá la fragmentación, un método para dividir la única cadena de bloques de Ethereum en 64 cadenas separadas coordinadas por Beacon Chain.

Las cadenas fragmentadas permitirán llevar a cabo un procesamiento paralelo, por lo que la red podría escalar y admitir muchos más usuarios de los que admite actualmente. Muchos ven la introducción de las cadenas fragmentadas como el fin oficial de la actualización de Ethereum 2.0, aunque no está programada hasta 2023.

Más adelante, una técnica llamada "acumulativos" acelerará las transacciones ejecutándolas fuera de la cadena de bloques y enviando datos a la red principal de Ethereum.

Un movimiento arriesgado

Nada de lo mencionado existe sin riesgos. El cambio de Ethereum a la prueba de participación supone mucho trabajo. Además, existen miles de millones de euros en juego en los miles de contratos inteligentes que operan a día de hoy en la cadena de Ethereum.

Y aunque la prueba de participación no es tan dañina para el planeta como los almacenes de sistemas informáticos, los críticos señalan que la prueba de participación no es más efectiva que la prueba del trabajo de cara a mantener la descentralización. Así pues los que participen con más dinero, ganarán más dinero.

Tampoco se ha probado la prueba de participación en la escala que tienen las plataformas de la prueba de trabajo. Bitcoin existe desde hace más de una década. Otras cadenas como Algorand, Cardano o Tezos usan la prueba de participación, pero son proyectos pequeños en comparación a Ethereum. Por lo tanto, podrían surgir nuevas vulnerabilidades cuando se lance de manera general el sistema nuevo.

Mientras Ethereum realiza la transición a su nuevo protocolo, existe el riesgo de que un grupo de mineros descontentos decida crear una cadena competidora. Todos los contratos inteligentes, monedas y NFT que existen en la cadena actual se duplicarían automáticamente en la cadena bifurcada o copiada.

Algo similar ocurrió en 2016, cuando los desarrolladores de Ethereum revirtieron la cadena de bloques para borrar un hackeo masivo. Algunos miembros de la comunidad estaban tan molestos que siguieron minando la cadena original, lo que resultó en dos Ethereums: Ethereum Classic, por un lado, y el sistema que tenemos actualmente, por otro. Si eso vuelve a pasar, el éxito (y el poder de minería) detrás de cualquier versión competidora de Ethereum dependerá del valor de su moneda en el mercado.

Ethereum tiene que llevar a cabo la transición hacia la prueba de participación para no superar aún más las consecuencias ambientales de Bitcoin. La pregunta es, ¿cumplirá la prueba de participación con todas las promesas? ¿Hasta qué punto será realmente descentralizado? Si una cadena de bloques pública no está descentralizada, ¿cuál es el sentido de la prueba de algo? Se lleva a cabo todo ese trabajo que consume grandes cantidades de energía y apuesta todas esas monedas, por nada más que mantener una ilusión.