La adopción de blockchain continúa creciendo, al igual que la importancia de escalar en el ecosistema. Las nuevas aplicaciones y el mayor volumen de transacciones se pueden acomodar con la ayuda de las mejoras en la tasa de rendimiento del sistema. Los debates de la Capa 1 y Capa 2 en el contexto de la escalabilidad de la blockchain suelen ser el foco de atención en estos debates.
Para mejorar la seguridad de la red y el mantenimiento de registros, se han creado capas de blockchain. En este artículo, podrá ver cómo estos sistemas pueden trabajar juntos para mejorar la interoperabilidad entre blockchains.
En esta guía:
- ¿Qué es el trilema de la blockchain?
- Soluciones de escalabilidad de Capa 1
- Resolviendo los problemas de la Capa 1
- Soluciones de escalabilidad de Capa 2
- Resolviendo los problemas de la Capa 2
- Capa 1 y Capa 2: principales diferencias
- El futuro de la escalabilidad
- Preguntas frecuentes
¿Qué es el trilema de la blockchain?
El trilema de escalabilidad se refiere a la capacidad de una blockchain para equilibrar tres propiedades orgánicas que constituyen sus principios básicos: seguridad, descentralización y escalabilidad.
El trilema establece que una blockchain solo puede poseer dos de las tres propiedades, nunca las tres simultáneamente. En consecuencia, la tecnología blockchain actual siempre tendrá que sacrificar una de sus propiedades fundamentales por su funcionalidad. Bitcoin es un excelente ejemplo de esto; mientras que su blockchain ha optimizado la descentralización y la seguridad, ha ofrecido escalabilidad.
Lo más importante es que actualmente no existe ninguna criptomoneda capaz de lograr el máximo de las tres características. Es decir, las criptomonedas priorizan dos o tres en detrimento de la restante.
Muchos desarrolladores están trabajando diligentemente para resolver el trilema de la blockchain, con algunas técnicas e ideas que apuntan a resolver el problema de escalabilidad ya implementado. Dependiendo de su nivel de implementación de blockchain, estos conceptos y técnicas se manifiestan como soluciones de Capa 1 (L1) o Capa 2 (L2).
Una amplia gama de criptomonedas puede procesar miles de transacciones por segundo, pero lo hacen a expensas de la descentralización o la seguridad. Bitcoin y Ethereum, por el contrario, son dos de las criptomonedas más seguras y descentralizadas. Cardano, Avalanche y Solana son criptomonedas de capa 1 que han ganado prominencia al capitalizar los problemas de escalabilidad de Bitcoin y Ethereum.
Soluciones de escalabilidad de Capa 1
El esquema de las diferencias de escala entre las blockchains de Capa 1 y Capa 2 estaría incompleto sin la definición de blockchains de Capa 1 (Layer 1, en inglés). Como sugiere su nombre, la red blockchain de Capa 1 se refiere al protocolo fundamental de una red.
Las soluciones de escalabilidad de Capa 1 mejoran la capa fundamental del protocolo blockchain para facilitar las mejoras de escalabilidad. Esto ofrece una amplia gama de formas de aumentar la escalabilidad de las redes blockchain. Las soluciones de Capa 1, por ejemplo, pueden permitir modificaciones directas a las reglas del protocolo para aumentar la capacidad y la velocidad de las transacciones. Del mismo modo, las soluciones de escalabilidad de Capa 1 pueden proporcionar una mayor capacidad para acomodar datos y usuarios adicionales.
Las estrategias comunes de escalabilidad para la Capa 1 incluyen aumentar el tamaño del bloque o la tasa de creación de bloques.
Sin embargo, el debate entre la Capa 1 Capa 2 de blockchain consideraría las dos soluciones de escalabilidad de Capa 1 más importantes. Los cambios en el protocolo de consenso y el sharding son las dos modificaciones fundamentales para lograr escalar en la Capa 1 en las redes blockchain.
Por ejemplo, algunos mecanismos de consenso, como Proof-of-Stake, pueden ser más eficientes que los protocolos blockchain basados en Proof-of-Work. Por otro lado, el sharding facilita la distribución de la carga de trabajo de la red entre múltiples conjuntos de datos o fragmentos.
Ventajas
- La escalabilidad sería la ventaja más obvia de las soluciones de blockchain de Capa 1. Las soluciones de blockchain de Capa 1 requieren modificaciones de protocolo para mejorar la escalabilidad.
- Un protocolo blockchain de Capa 1 proporciona descentralización y seguridad con alta escalabilidad y viabilidad económica.
- La Capa 1 mejora el desarrollo del ecosistema. En otras palabras, las soluciones de escalabilidad de Capa 1 podrían incorporar nuevas herramientas, avances tecnológicos y otras variables en los protocolos base.
Desventajas
La incapacidad de las redes de Capa 1 para escalar es un problema común. Bitcoin y otras grandes blockchains han tenido problemas para procesar transacciones en tiempos de gran demanda. Proof-of-Work (PoW), el mecanismo de consenso utilizado por Bitcoin, requiere una cantidad significativa de recursos computacionales.
Resolviendo los problemas de la Capa 1
Para lograr escalar la red de Capa 1, se necesitan actualizaciones fundamentales para una blockchain, que incluyen:
Mejoras al protocolo de consenso
Algunos mecanismos de consenso son más eficientes que otros. PoW es el protocolo de consenso de hoy en redes populares de blockchain como Bitcoin. PoW es seguro, pero puede ser lento. Como resultado, PoS es el mecanismo de consenso de elección para la mayoría de las nuevas redes blockchain.
Los sistemas PoS no requieren que los mineros resuelvan algoritmos encriptados utilizando mucha potencia informática. En cambio, los participantes de la red usan PoS para procesar y verificar bloques de transacciones. Ethereum hará la transición a un algoritmo de consenso PoS, que aumentará la capacidad de la red mientras mejora la descentralización y preserva la seguridad de la red.
Sharding
Adaptado de bases de datos distribuidas, el sharding (fragmentación, en español) se ha convertido en una de las soluciones de escalabilidad de Capa 1 más populares. Sharding es el proceso de dividir el estado de toda la red blockchain en conjuntos separados de datos llamados “shards“ (fragmentos, en español). Una tarea más fácil de manejar que buscar todos los nodos para cuidar toda la red.
La red procesa estos fragmentos en paralelo, lo que permite el procesamiento secuencial de múltiples transacciones. Además, cada nodo de la red se asigna a un fragmento específico en lugar de mantener una copia completa de la blockchain.
Cada fragmento envía pruebas a la cadena principal y comparte direcciones, estados generales y saldos con otros fragmentos utilizando sistemas de comunicación entre fragmentos. Junto con Zilliqa, Qtum y Tezos, Ethereum 2.0 es un destacado protocolo blockchain que actualmente investiga fragmentos.
Soluciones de escalabilidad de Capa 2
El objetivo principal del escalabilidad de Capa 2 es emplear redes o tecnologías que operen sobre un protocolo blockchain. Una red blockchain podría lograr una mayor escalabilidad y eficiencia con la ayuda de un protocolo o red off-chain.
Las soluciones de escalabilidad de Capa 2 implican esencialmente cambiar la carga de transacciones de un protocolo blockchain a una arquitectura off-chain. La arquitectura off-chain notificaría a la blockchain principal los resultados finales de la transacción transferida. Las soluciones de escalabilidad Capa 2 facilitan la delegación de tareas de procesamiento de datos en la arquitectura de soporte de manera más eficiente y flexible. Como resultado, el protocolo central de la blockchain no experimenta congestión, lo que hace posible la escalabilidad.
Lightning Network, una solución de escalabilidad para Bitcoin, es uno de los ejemplos más frecuentes de soluciones de escalabilidad de Capa 2. En los debates de la blockchain de la Capa 1 frente a la Capa 2, también puede encontrar muchas otras soluciones compatibles con el escalabilidad de la Capa 2.
Ventajas
- Una de las ventajas más significativas de una solución de Capa 2 es que no afecta el rendimiento ni la funcionalidad de la blockchain subyacente para degradar el rendimiento general de la red.
- Las soluciones de Capa 2, como los state channels y Lightning Network, aceleran la ejecución de múltiples micro transacciones. Esto se debe a que no se somete a verificaciones menores ni paga tarifas innecesarias para realizar tales transacciones.
Desventajas
- La Capa 2 tiene un impacto negativo en la conectividad de blockchain: uno de los problemas más importantes en blockchain en este momento es la falta de interconectividad entre diferentes blockchains (por ejemplo, no puede conectarse con alguien en Ethereum si está en Bitcoin). Este es un asunto altamente problemático. Con la Capa 2, puede exacerbar este problema al limitar la interconectividad dentro de una red, ya que los usuarios de la Capa 2 están restringidos a los protocolos de las soluciones que emplean, lo que se está convirtiendo en un desafío.
- Problemas de privacidad y seguridad: como habrá observado en la sección anterior, varias soluciones ofrecen diferentes niveles de seguridad y privacidad. Sin embargo, ninguna de las soluciones brinda el mismo nivel de seguridad que las principales cadenas, por lo que, dependiendo de sus prioridades, debe pensarlo un poco.
Resolviendo los problemas de la Capa 2
Las blockchains anidadas, las state channels y las sidechains son ejemplos de soluciones para escalar en el nivel de Capa 2.
Blockchains anidadas
Esencialmente, una blockchain anidada (nested blockchain, inglés) es una blockchain dentro, o mejor dicho, encima de otra blockchain. La blockchain anidada generalmente comprende una blockchain primaria que establece parámetros para una red más extensa, con ejecuciones que ocurren dentro de una red interconectada de cadenas secundarias.
Además de una cadena principal, se pueden construir muchos niveles de blockchain, cada uno con su propia conexión padre-hijo. La cadena principal delega tareas a las cadenas secundarias, que después las completan y devuelven los resultados a la principal.
A menos que haya una necesidad de resolución de disputas, la blockchain base no participa en las funciones de red de las cadenas subsidiarias. La distribución del trabajo de este modelo reduce la carga de procesamiento en la cadena principal, lo que mejora exponencialmente la escalabilidad. El proyecto OMG Plasma ilustra la infraestructura de blockchain anidada de Capa 2, que se utiliza sobre el protocolo Ethereum de Capa 1.
State channels
Un state channel permite la comunicación bidireccional entre una blockchain y los canales transaccionales fuera de la cadena, lo que mejora la capacidad y la velocidad transaccionales. Un state channel no provoca la validación por parte de los nodos de red de Capa 1. Más bien, es un recurso adyacente a la red aislada a través de mecanismos de contrato inteligente o multi-firma.
Cuando las transacciones finalizan en un state channel, se escribe un “estado” final del canal y sus cambios en la blockchain subyacente. Los state channels incluyen Liquid Network, Ethereum’s Raiden Network, Celer y Bitcoin Lightning. En un equilibrio de trilema, los state channels ceden una parte de su descentralización a cambio de una mayor escalabilidad.
Sidechains
Una sidechain es una cadena transaccional adyacente a una blockchain, que generalmente se usa para transacciones masivas. Las sidechains utilizan un mecanismo de consenso independiente de la cadena principal, y los usuarios pueden optimizarlas en cuanto a velocidad y escalabilidad. La función principal de la cadena principal en una arquitectura de sidechain es mantener la seguridad general, validar registros de transacciones por lotes y resolver disputas.
Las sidechains son diferentes de los state channels en varias formas fundamentales. Primero, las transacciones de sidechain no son privadas entre los participantes; se registran públicamente en la blockchain. Además, las infracciones de seguridad de la sidechain no afectan a la cadena principal ni a otras sidechains. La infraestructura de una sidechain generalmente se construye desde cero, por lo que establecer una podría requerir un esfuerzo significativo.
Capa 1 y Capa 2: principales diferencias
El esquema fundamental de las soluciones de escalabilidad de Capa 1 y Capa 2 proporciona la base adecuada para distinguirlas. Estas son algunas de las distinciones clave entre las soluciones de escalabilidad de Capa 1 y Capa 2 para blockchains.
1. Definición
Las soluciones de escalabilidad de Capa 1 modifican la capa base del protocolo blockchain para lograr las mejoras deseadas. Por ejemplo, el tamaño del bloque se puede ajustar para acomodar más transacciones, o los usuarios pueden modificar los protocolos de consenso para mejorar la velocidad y la eficiencia.
Las soluciones de escalabilidad de Capa 2 funcionan como soluciones off-chain que comparten la carga del protocolo principal de la blockchain. Las tareas específicas de procesamiento de información y procesamiento de transacciones se delegan a protocolos, redes o aplicaciones de Capa 2 mediante la red principal de un protocolo blockchain. Los protocolos o soluciones off-chain completan la tarea designada e informan el resultado a la capa principal de la cadena de bloques.
2. Método de operación
Con las redes blockchain de Capa 1, el método de escalabilidad real se centra en modificar el protocolo central. Con las soluciones de escalabilidad de Capa 1, debe cambiar los protocolos blockchain. Por lo tanto, no podrá reducir inmediatamente las modificaciones si el volumen de transacciones disminuye drásticamente.
Por el contrario, las soluciones de escalabilidad de Capa 2 funcionan como soluciones off-chain que funcionan independientemente del protocolo principal de la blockchains. Los protocolos, redes y soluciones off-chain informan solo los resultados finales requeridos por el protocolo blockchain inmediato.
3. Tipos de soluciones
En el caso de las soluciones de blockchain de Capa 1, la mejora del protocolo de consenso y el sharding son dos tipos destacados de soluciones. La escalabilidad de la Capa 1 incluye alteraciones en el tamaño del bloque o la velocidad de creación del bloque para garantizar la funcionalidad deseada.
Con respecto a las soluciones de escalabilidad de Capa 2 de blockchain, prácticamente no hay restricciones sobre las soluciones que se pueden implementar. Cualquier protocolo, red o aplicación puede funcionar como soluciones de Capa 2 off-chain para redes blockchain.
4. Calidad
Las redes de Capa 1 sirven como fuente definitiva de información y, en última instancia, son responsables de la liquidación de transacciones. En las redes de Capa 1, se utiliza un token nativo para acceder a los recursos de la red. Otra característica esencial de las redes blockchain de Capa 1 es la innovación en el diseño de mecanismos de consenso.
Las redes de Capa 2 brindan la misma funcionalidad que las blockchains de Capa 1, además de características adicionales. Por ejemplo, las redes de Capa 2 aumentan el rendimiento y la programabilidad al mismo tiempo que reducen los costos de transacción. Cada solución de Capa 2 tiene su método para reasignar transacciones a su capa base respectiva.
El futuro de la escalabilidad
La escalabilidad es el factor que contribuye a la incapacidad del sector blockchain para lograr una aceptación generalizada de las criptomonedas. A medida que aumenta la demanda de criptomonedas, también crecerá el requisito de escalar las plataformas blockchain.
Tanto la escalabilidad de la Capa 1 como el de la Capa 2 tienen costos y beneficios distintos. Por lo tanto, el futuro del escalabilidad implicará una combinación de soluciones de Capa 1 y Capa 2.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre la Capa 1 y la Capa 2?
¿Ethereum es una blockchain de Capa 1 o Capa 2?
¿Existe una blockchain de Capa 3?
Descargo de responsabilidad
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