[es] La llegada de Internet, marcada por avances fundamentales como el lanzamiento de Arpanet y la estandarización de HTTP, ha cambiado irrevocablemente el tejido de la sociedad moderna. Plataformas centralizadas como Microsoft, Google, Apple y Amazon han dominado este panorama digital, ofreciendo servicios que van desde computación en la nube hasta almacenamiento en línea. Sin embargo, la naturaleza centralizada de estos servicios ha generado importantes preocupaciones con respecto a la privacidad del usuario, la integridad de los datos y la posibilidad de censura. En respuesta a estos problemas, la comunidad de código abierto ha explorado alternativas de igual a igual, especialmente en el ámbito de los sistemas de archivos distribuidos, los libros de contabilidad y la tecnología blockchain. Las blockchains, popularizadas por el surgimiento de Bitcoin, promueven un modelo de servicio democratizado que desafía el status quo centralizado. Sin embargo, no están exentos de desafíos, incluida la descentralización, la seguridad, la privacidad y el rendimiento. Esta tesis profundiza en los matices de la tecnología blockchain, centrándose en la transición de Ethereum de Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) y sus implicaciones en los requisitos, la topología de la red y el rendimiento general del hardware. El desarrollo de Ethereum sirve como un reflejo a pequeña escala de las ambiciones y desafíos más amplios en la transición a plataformas de finanzas descentralizadas (DeFi). A pesar de los importantes avances teóricos en los mecanismos de consenso y las soluciones de escalabilidad, las implementaciones en el mundo real y las validaciones experimentales siguen siendo escasas. Esta tesis tiene como objetivo cerrar esta brecha analizando exhaustivamente la transición PoS de Ethereum mediante el examen de las relaciones entrelazadas entre la lógica del software, las configuraciones de hardware y la dinámica de la red. A través de novedosos modelos y herramientas de medición, esta tesis contribuye a una comprensión más profunda de cómo los cambios arquitectónicos de Ethereum impactan su ecosistema y los comportamientos de sus participantes. Por último, la investigación presentada en esta tesis ilustra los desafíos técnicos y operativos que enfrentan Ethereum y plataformas blockchain similares y propone una serie de contribuciones que hacen avanzar el campo. La tesis analiza empíricamente las mejoras futuras en la tecnología blockchain explorando las implicaciones de la red y su topología, la viabilidad de los procesos de validación descentralizados y el potencial para escalar soluciones como el muestreo de disponibilidad de datos. Las herramientas y metodologías de código abierto desarrolladas dentro del alcance de la tesis representan el compromiso con la transparencia y la colaboración, que sigue el espíritu de las comunidades descentralizadas a las que busca servir. A través de una combinación de exploración teórica e investigación empírica, esta tesis tiene como objetivo proporcionar una comprensión más profunda y detallada de las opciones de diseño de Ethereum PoS, sus capacidades y las limitaciones que esto representa en futuros pasos y actualizaciones, abriendo el camino hacia una solución más resiliente y escalable. e infraestructuras digitales descentralizadas.

[en] The advent of the internet, marked by pivotal developments such as the launch of Arpanet and the standardization of HTTP, has irrevocably changed the fabric of modern society. Centralized platforms like Microsoft, Google, Apple, and Amazon have dominated this digital landscape, offering many services ranging from cloud computing to online storage. However, the centralized nature of these services has raised significant concerns regarding user privacy, data integrity, and the potential for censorship. In response to these issues, the open-source community has explored peer-to-peer alternatives, notably in the realm of distributed file systems, ledgers, and blockchain technology. Blockchains, popularized by the emergence of Bitcoin, promote a democratized service model that challenges the centralized status quo. Yet, they are not without their own challenges, including decentralization, security, privacy, and performance. This thesis delves into the nuances of blockchain technology, focusing on Ethereum's transition from Proof of Work (PoW) to Proof of Stake (PoS) and its implications on network hardware requirements, topology, and overall performance. The development of Ethereum serves as a small-scale reflection of the broader ambitions and challenges in transitioning to Decentralized Finance (DeFi) platforms. Despite significant theoretical advancements in consensus mechanisms and scalability solutions, real-world implementations and experimental validations remain sparse. This work aims to bridge this gap by comprehensively analysing Ethereum's PoS transition by examining the interlaced relationships between software logic, hardware configurations, and network dynamics. Through novel measurement models and tools, this thesis contributes to a deeper understanding of how Ethereum's architectural changes impact its ecosystem and its participants' behaviours. Lastly, the research presented in this thesis illustrates the technical and operational challenges facing Ethereum and similar blockchain platforms and proposes a series of contributions that advance the field. This work empirically analyses the future enhancements in blockchain technology by exploring the implications of the network and its topology, to the viability of decentralized validation processes, and the potential for scaling solutions like Data Availability Sampling. The open-source tools and methodologies developed within the thesis scope represent the commitment to transparency and collaboration, which follows the spirit of the decentralized communities it seeks to serve. Through a mix of theoretical exploration and empirical research, this thesis aims to provide a deeper and more detailed understanding of Ethereum PoS' design choices, its capabilities and the limitations this one represents in future steps and upgrades, leading the way for more resilient, scalable, and decentralized digital infrastructures.