TL;DR
La popularidad de las criptomonedas y blockchain está creciendo exponencialmente, al igual que la cantidad de usuarios y transacciones. Si bien es fácil ver cuán revolucionaria es la cadena de bloques, la escalabilidad (la capacidad de un sistema para crecer mientras se adapta a la creciente demanda) siempre ha sido un desafío. Las redes públicas de blockchain que están altamente descentralizadas y seguras a menudo tienen dificultades para lograr un alto rendimiento.
Esto a menudo se describe como el Trilema Blockchain, que establece que es prácticamente imposible que un sistema descentralizado alcance simultáneamente niveles igualmente altos de descentralización, seguridad y escalabilidad. De manera realista, las redes blockchain solo pueden tener dos de tres factores.
Sin embargo, afortunadamente, miles de entusiastas y expertos están trabajando para ampliar las soluciones. Algunas de estas soluciones están diseñadas para modificar la arquitectura de la cadena de bloques principal (Capa 1), mientras que otras apuntan a protocolos de Capa 2 que operan sobre la red subyacente.
Introducción
Con una gran cantidad de blockchains y criptomonedas disponibles, es posible que no sepas si estás usando una cadena de Capa 1 o de Capa 2. Ocultar la complejidad de la cadena de bloques tiene sus beneficios, pero vale la pena comprender el sistema en el que está invirtiendo o utilizando. Con este artículo, comprenderá las diferencias entre las cadenas de bloques de Capa 1 y Capa 2 y las diversas soluciones de escalabilidad.
¿Qué es una cadena de bloques de Capa 1 frente a Capa 2?
El término Capa 1 se refiere al nivel base de una arquitectura blockchain. Es la estructura principal de una red blockchain. Bitcoin, Ethereum y BNB Chain son ejemplos de cadenas de bloques de capa 1. La capa 2 se refiere a redes construidas sobre otras cadenas de bloques. Entonces, si Bitcoin es una Capa 1, la Lightning Network que se ejecuta sobre ella es un ejemplo de una Capa 2.
Las mejoras en la escalabilidad de la red Blockchain se pueden clasificar en soluciones de Capa 1 y Capa 2. Una solución de Capa 1 cambiará directamente las reglas y mecanismos de la cadena de bloques original. Una solución de Capa 2 utilizará una red paralela externa para facilitar las transacciones fuera de la cadena principal.
¿Por qué es importante la escalabilidad de blockchain?
Imaginemos que se construye una nueva carretera entre una ciudad importante y su suburbio de rápido crecimiento. A medida que aumenta la cantidad de tráfico que pasa por la autopista y la congestión se vuelve común (especialmente durante las horas pico), el tiempo promedio para llegar de A a B puede aumentar significativamente. No es de extrañar, dado que la infraestructura vial tiene una capacidad limitada y la demanda es cada vez mayor.
Ahora bien, ¿qué pueden hacer las autoridades para ayudar a que más viajeros viajen más rápido por esta ruta? Una solución sería mejorar la propia carretera, añadiendo carriles adicionales a cada lado de la vía. Sin embargo, esto no siempre es práctico, ya que es una solución costosa que causaría problemas considerables a quienes ya utilizan la autopista. Una alternativa es ser creativo y considerar varios enfoques no asociados con la realización de cambios en la infraestructura central, como la construcción de vías de servicio adicionales o incluso el lanzamiento de una línea de tren ligero a lo largo de la autopista.
En el mundo de la tecnología blockchain, la carretera principal sería una Capa 1 (la red principal), mientras que las vías de servicio adicionales serían soluciones de Capa 2 (red secundaria para mejorar la capacidad general).
Bitcoin, Ethereum y Polkadot se consideran cadenas de bloques de Capa 1. Son las cadenas de bloques de capa base que procesan y registran transacciones para sus respectivos ecosistemas, con una criptomoneda nativa, que generalmente se usa para pagar tarifas y brindar una utilidad más amplia. Polygon es un ejemplo de una solución de escalamiento de Capa 2 para Ethereum. La red Polygon envía periódicamente puntos de control a la red principal de Ethereum para actualizar su estado.
La capacidad de rendimiento es un elemento vital de una cadena de bloques. Es una medida de velocidad y eficiencia que muestra cuántas transacciones se pueden procesar y registrar dentro de un período de tiempo específico. A medida que aumenta el número de usuarios y el número de transacciones simultáneas, una cadena de bloques de Capa 1 puede volverse lenta y costosa de usar. Esto es especialmente cierto en el caso de las cadenas de bloques de Capa 1, que utilizan un mecanismo de Prueba de Trabajo en lugar de Prueba de Participación.
Problemas actuales de la capa 1
Bitcoin y Ethereum son buenos ejemplos de redes de Capa 1 con problemas de escala. Ambos protegen la red a través de un modelo de consenso distribuido. Esto significa que todas las transacciones son verificadas por múltiples nodos antes de ser validadas. Todos los llamados nodos de minería compiten para resolver un complejo rompecabezas computacional, y los mineros exitosos son recompensados con la criptomoneda nativa de la red.
En otras palabras, todas las transacciones requieren la verificación independiente de varios nodos antes de ser confirmadas. Esta es una forma eficiente de registrar datos correctos y verificados en la cadena de bloques y, al mismo tiempo, mitigar el riesgo de ataques por parte de malos actores. Sin embargo, una vez que se tiene una red tan popular como Ethereum o Bitcoin, la demanda de rendimiento se convierte en un problema cada vez mayor. En tiempos de congestión de la red, los usuarios enfrentarán tiempos de confirmación más lentos y tarifas de transacción más altas.
¿Cómo funcionan las soluciones de escalado de Capa 1?
Hay varias opciones disponibles para las cadenas de bloques de Capa 1 que pueden aumentar el rendimiento y la capacidad general de la red. En el caso de las cadenas de bloques que utilizan Prueba de trabajo, una transición a Prueba de participación podría ser una opción para aumentar las transacciones por segundo (TPS) y al mismo tiempo reducir las tarifas de procesamiento. Aún así, existen opiniones encontradas en la comunidad criptográfica con respecto a los beneficios y las implicaciones a largo plazo de la Prueba de Participación.
Las soluciones de escalado en redes de Capa 1 normalmente las presenta el equipo de desarrollo del proyecto. Dependiendo de la solución, la comunidad necesitará realizar una bifurcación dura o suave de la red. Algunos pequeños cambios son compatibles con versiones anteriores, como la actualización SegWit de Bitcoin.
Los cambios más importantes, como aumentar el tamaño del bloque de Bitcoin a 8 MB, requieren una bifurcación dura. Esto crea dos versiones de blockchain, una con la actualización y otra sin ella. Otra opción para aumentar el rendimiento de una red es la fragmentación. Esto divide las operaciones de una cadena de bloques en múltiples secciones más pequeñas que pueden procesar datos simultáneamente en lugar de secuencialmente.
¿Cómo funcionan las soluciones de escalado de Capa 2?
Como se mencionó, las soluciones de Capa 2 se basan en redes secundarias que funcionan en paralelo o independientemente de la cadena principal.
Acumulados
Los paquetes acumulativos de conocimiento cero (el tipo más común) agrupan transacciones de Capa 2 fuera de la cadena y las envían como una sola transacción en la cadena principal. Estos sistemas utilizan pruebas de validez para verificar la integridad de las transacciones. Los activos se mantienen en la cadena original con un contrato inteligente puente, y el contrato inteligente confirma que el resumen está funcionando según lo previsto. Esto proporciona la seguridad de la red original con los beneficios de un paquete acumulativo que requiere menos recursos.
cadenas laterales
Las cadenas laterales son redes blockchain independientes con sus propios conjuntos de validadores. Esto significa que el contrato inteligente puente en la cadena principal no verifica la validez de la red de la cadena lateral. Por lo tanto, debe confiar en que la cadena lateral funcione correctamente, ya que es capaz de controlar los activos en la cadena original.
canales estatales
Un canal estatal es un entorno de comunicación bidireccional entre las partes que realizan transacciones. Las partes sellan una parte de la cadena de bloques subyacente y la conectan a un canal de transacciones fuera de la cadena. Esto generalmente se hace mediante un contrato inteligente preacordado o una firma múltiple. Luego, las partes ejecutan una transacción o un lote de transacciones fuera de la cadena, sin enviar inmediatamente los datos de la transacción al libro mayor distribuido subyacente (es decir, la cadena principal). Una vez que se completan todas las transacciones del conjunto, el "estado" final del canal se transmite a la cadena de bloques para su validación. Este mecanismo permite mejorar la velocidad de las transacciones y aumenta la capacidad general de la red. Soluciones como Bitcoin Lightning Network y Raiden de Ethereum operan según canales estatales.
Cadenas de bloques anidadas
Esta solución se basa en un conjunto de cadenas secundarias que se encuentran encima de la cadena de bloques principal "padre". Las cadenas de bloques anidadas funcionan según las reglas y parámetros establecidos por la cadena principal. La cadena principal no participa en la ejecución de transacciones y su rol se limita a la resolución de disputas cuando sea necesario. El trabajo diario se delega a cadenas "secundarias" que devuelven las transacciones procesadas a la cadena principal una vez finalizadas fuera de la cadena principal. El proyecto Plasma de OmiseGO es un ejemplo de una solución blockchain anidada de Capa 2.
Limitaciones de las soluciones de escalado de Capa 1 y Capa 2
Tanto las soluciones de Capa 1 como las de Capa 2 tienen ventajas y desventajas únicas. Trabajar con la Capa 1 puede proporcionar la solución más eficaz para mejoras de protocolos a gran escala. Sin embargo, esto también significa que se debe convencer a los validadores para que acepten los cambios a través de un hard fork.
Un posible ejemplo en el que los validadores no quieran hacer esto es cambiar de Prueba de trabajo a Prueba de participación. Los mineros perderán ingresos con este cambio a un sistema más eficiente, lo que los desincentivará a mejorar la escalabilidad.
La capa 2 proporciona una forma mucho más rápida de mejorar la escalabilidad. Sin embargo, dependiendo del método utilizado, se puede perder gran parte de la seguridad de la cadena de bloques original. Los usuarios confían en redes como Ethereum y Bitcoin por su resiliencia y su historial de seguridad. Al eliminar aspectos de la Capa 1, a menudo hay que confiar en el equipo y la red de la Capa 2 para lograr eficiencia y seguridad.
¿Qué sigue después de la Capa 1 y la Capa 2?
Una pregunta clave es si necesitaremos soluciones de Capa 2 a medida que las Capas 1 se vuelvan más escalables. Las cadenas de bloques existentes ven mejoras y ya se crean nuevas redes con buena escalabilidad. Sin embargo, los sistemas principales tardarán mucho tiempo en mejorar su escalabilidad y esto no está garantizado. La opción más probable es que las redes de Capa 1 se centren en la seguridad y permitan que las redes de Capa 2 adapten sus servicios a casos de uso específicos.
En un futuro próximo, existe una buena posibilidad de que grandes cadenas como Ethereum sigan dominando debido a su gran comunidad de usuarios y desarrolladores. Sin embargo, su gran conjunto de validadores descentralizados y su reputación confiable crean una base sólida para soluciones específicas de Capa 2.
Pensamientos finales
Desde que comenzaron las criptomonedas, la búsqueda de una mejor escalabilidad ha creado un enfoque doble con mejoras de Capa 1 y soluciones de Capa 2. Si tiene una cartera de criptomonedas diversa, es muy probable que ya esté expuesto a redes de Capa 1 y Capa 2. Ahora comprende las diferencias entre los dos, así como los diferentes enfoques de escalamiento que ofrecen.
