Cuentas y estado global

Curiosidad

1. ¿Por qué hacer un seguimiento de la riqueza como una colección de resultados no utilizados dificulta la creación de programas de uso general?
2. ¿Qué consecuencia mecánica se deriva de permitir que cualquier transacción lea y escriba en el almacenamiento completo de la red?
3. ¿Cómo cambia un modelo basado en cuentas el costo de verificar el historial en comparación con un conjunto de UTXO?

Explorar

1. Bitcoin registra el valor a través de los salidos de transacciones no gastadas, o UTXO. Cada transacción consume ciertos insumos y crea nuevos salidos; la validación solo verifica las monedas que se están gastando (lección 2.2.1). Este modelo es local y discreto. Ethereum, lanzado en julio de 2015 por Vitalik Buterin y cofundadores como Gavin Wood, adopta una máquina de estados basada en cuentas. Cada dirección posee un saldo que se actualiza directamente. Toda la historia de la red se comprime en un único objeto de estado global: los saldos actuales de todas las cuentas y los espacios de almacenamiento de todos los contratos desplegados.
2. En este modelo existen dos tipos de cuentas: las cuentas de propiedad externa (EOA), controladas por claves privadas, y las cuentas de contrato, controladas por código. Una EOA inicia transacciones; un contrato ejecuta lógica solo cuando se le invoca. La función de transición de estado toma el estado global actual y una transacción, y luego genera un nuevo estado global. Dado que cada nodo calcula esta transición de manera determinística a partir del mismo punto de partida, surge el consenso sin necesidad de confianza. Esta estructura hace posible la computación de propósito general, ya que cualquier cuenta puede almacenar datos arbitrarios en su memoria.
3. La expresividad del modelo de cuentas permite aplicaciones complejas como exchanges descentralizados y protocolos de préstamo. Un contrato puede tener un valor de miles de millones y ejecutar lógicas intrincadas basadas en condiciones globales. Sin embargo, este poder introduce fragilidad. Dado que el estado es mutable y compartido, un solo error en el código de un contrato puede agotar todo su saldo o dañar los contratos vinculados. La vulnerabilidad de re-entrancy explotada en el hackeo de The DAO (junio de 2016) demostró cómo un defecto local podía afectar al estado global, lo que llevó a una bifurcación impulsada por la comunidad.
4. El crecimiento del estado es una consecuencia inherente de este diseño. El conjunto de UTXO de Bitcoin también crece, pero cada entrada es pequeña y se elimina al ser gastada; el almacenamiento de contratos en Ethereum se acumula. Cada operación `SSTORE` agrega datos que persisten indefinidamente a menos que se reinicien explícitamente a cero (lo cual aún requiere gasto de recursos). Este crecimiento ilimitado hace que el funcionamiento de un nodo completo sea cada vez más exigente en términos de espacio en disco y memoria. Los nodos deben mantener todo el estado global para validar transacciones, lo que genera un equilibrio entre la capacidad computacional y el costo de verificación.
5. El White Paper de Ethereum formaliza esto como una función de transición de estado determinista. La EVM procesa instrucciones en una máquina de pila, donde operaciones como `ADD` o `SLOAD` modifican el contexto de ejecución local y, potencialmente, actualizan el almacenamiento global de las cuentas. Esta arquitectura permite la completitud de Turing, pero requiere gas para garantizar su terminación. Cada operación consume gas, lo que evita bucles infinitos y limita el costo computacional de cualquier transacción en relación con el límite de gas del bloque.
6. Abra un explorador de bloques como Etherscan e inspeccione una interacción reciente con un contrato. Observe la pestaña “Storage” en la página del contrato; allí se listan los pares clave-valor que constituyen el estado persistente de la cuenta. Note cómo estos valores cambian después de cada transacción que involucra esa dirección. Esta vista revela la realidad concreta del estado global: el código no solo se ejecuta, sino que también se almacena, y sus datos persisten a través de las transacciones y crecen con el tiempo.

Datos clave

Ejercicio nueve, seis, tres, uno

Verificación de hechos

Fechas, cifras y afirmaciones verificadas con las fuentes publicadas que se enumeran a continuación.

• G. Wood, 'Ethereum: A Secure Decentralised Generalised Transaction Ledger' (Yellow Paper, 2014)
• V. Buterin, 'Ethereum: A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform' (2013/2014)
• A. M. Antonopoulos & D. A. Harding, Mastering Bitcoin, 3rd ed. (2023)