La pregunta clave sobre escalabilidad de blockchain: ¿Actualizaciones de capa 1 o soluciones de capa 2?

¿Por qué las redes de blockchain enfrentan problemas de escalabilidad?

La tecnología blockchain ofrece seguridad, transparencia y descentralización, pero se enfrenta a un problema paradójico: su éxito genera su propio problema. A medida que aumenta la popularidad de la red, la velocidad de las transacciones disminuye y las tarifas aumentan. Mientras que las redes principales de capa 1 como Bitcoin y Ethereum solo pueden procesar 15-30 transacciones por segundo, sistemas centralizados como Visa pueden llegar a 24.000 transacciones por segundo.

El “Dilema de la Tríada de Blockchain” definido por Vitalik Buterin explica esta situación: no es posible lograr simultáneamente descentralización, seguridad y escalabilidad completas. Los proyectos de criptomonedas deben equilibrar estos tres aspectos. Aquí surgen dos soluciones diferentes: fortalecer la propia red o construir nuevos sistemas en la capa superior.

¿Qué diferencia hay en la práctica? Comparación entre Capa 1 y Capa 2

Capa 1 (Red Base): Bitcoin, Ethereum y redes similares validan y ejecutan todas las transacciones según sus propios protocolos. La seguridad es alta, pero la velocidad es limitada. Para mejorar la red, es necesario cambiar las reglas del protocolo, lo que requiere que los miembros de la red voten y lleguen a consensos. La transición de Ethereum 2.0 a Prueba de Participación es un ejemplo de este tipo de reforma.

Capa 2 (Capa Superior): Lightning Network, tecnologías Rollup y cadenas laterales (sidechains) operan sobre la red de capa 1. La mayoría de las transacciones se realizan en esta capa, pero mantienen la seguridad vinculándose a la red principal. La velocidad aumenta varias veces, las tarifas bajan, aunque algunos casos de uso pueden ser limitados.

###¿Qué son las cadenas laterales (sidechains)? ¿En qué se diferencian de la Capa 2?

Las cadenas laterales son blockchains independientes vinculadas a la cadena principal. Tienen su propio mecanismo de consenso y reglas. Un ejemplo sería la relación entre Ethereum y Polygon: Polygon tiene su propio protocolo y no se basa en la seguridad total de Ethereum. La ventaja es mayor flexibilidad, aunque la desventaja es una seguridad ligeramente menor.

Diferencia entre Sidechain y Layer 2: Las soluciones de capa 2 validan las transacciones en la capa 1 y asumen la seguridad de la red principal. Las cadenas laterales son parcialmente independientes: son más rápidas y baratas, pero la responsabilidad de la seguridad recae en ellas.

Hasta junio de 2023, el valor total de los activos bloqueados en Polygon en el ámbito de las finanzas descentralizadas es de aproximadamente 1,3 mil millones de dólares. Esto demuestra que las cadenas laterales realmente funcionan a escala.

Soluciones de Capa 1: ¿Cómo fortalece la red a sí misma?

Sharding (Fragmentación): Dividir los datos de la blockchain en partes más pequeñas para procesarlas en paralelo. Zilliqa trabaja con esta tecnología. Resultado: la velocidad de transacción puede multiplicarse.

Cambio en el mecanismo de consenso: La transición de Ethereum de Prueba de Trabajo a Prueba de Participación entra en esta categoría. La Prueba de Participación consume menos energía y acelera los procesos. Cardano (Ouroboros PoS) y Algorand (safe PoS) siguieron caminos similares.

SegWit (Segregated Witness): La actualización de Bitcoin en 2017 separó las firmas digitales de los datos de la transacción, aumentando efectivamente el tamaño del bloque. Resultado: más transacciones en el mismo bloque.

###¿Son buenas o malas las soluciones de capa 1?

Ventajas:

• Solución definitiva: la red mejora su arquitectura
• Se mantiene la descentralización: no hay sistemas intermediarios
• Tarifas de transacción más bajas, ya que la capacidad de la red realmente aumenta

Desventajas:

• Los mineros/validadores pueden perder ingresos (El cambio de PoW a PoS enfrentó este problema)
• Los requisitos de almacenamiento de los nodos individuales aumentan, lo que puede llevar a una mayor centralización
• Los cambios son lentos, ya que requieren consenso en la red

Soluciones de Capa 2: Rápidas pero complejas

Rollups: Agrupan las transacciones fuera de la red, las comprimen y envían una prueba a la cadena principal. Ejemplos son Arbitrum y Optimism. Asumen la seguridad de Ethereum, pero pueden aumentar la velocidad hasta 100 veces y reducir significativamente las tarifas.

Canales de estado: Dos partes pueden realizar transacciones indefinidamente, solo registrando en la Capa 1 el inicio y el cierre. Lightning Network es una solución así para Bitcoin, permitiendo micro pagos casi instantáneos.

Cadenas laterales: Como Polygon y otros proyectos mencionados anteriormente. Son más flexibles, pero la responsabilidad de la seguridad es mayor.

###¿Son buenas o malas las soluciones de capa 2?

Ventajas:

• Enorme aumento de velocidad (100x-1000x más rápido)
• Tarifas significativamente menores
• No es necesario modificar la capa 1, se pueden implementar rápidamente
• Diversas opciones tecnológicas (cada rollup, canal de estado, sidechain, se aprende probando)

Desventajas:

• Riesgo de fragmentación: cada sistema de capa 2 tiene su propia red, la transferencia de activos entre ellas es compleja
• Distribución de liquidez: cuando el dinero está bloqueado en diferentes capa 2, no se puede crear un mercado unificado
• Participación del usuario: el usuario debe saber qué capa 2 escoger para enviar fondos

¿Cómo cambiará Ethereum 2.0 el futuro?

Ethereum 2.0 busca alcanzar una capacidad de hasta 100.000 transacciones por segundo, mucho más que las 30 actuales. Integrará la tecnología de fragmentación en la red principal.

Pero un punto importante: Ethereum 2.0 no hará que las soluciones de capa 2 sean inútiles. Al contrario, seguirán siendo necesarias para aplicaciones financieras descentralizadas más complejas. La frontera entre cadenas laterales y capa 2 puede difuminarse, y podrían surgir sistemas híbridos.

¿Quién usa qué solución?

Sector de juegos: Polygon ha apoyado a desarrolladores de juegos desde 2021. ¿Por qué? El comercio de NFT y las transacciones en juegos son caras en la capa 1, pero asequibles en Polygon.

Micropagos: La app Strike y THNDR Games ofrecen pagos móviles y experiencias de juego sobre Lightning Network. Es posible gastar unos céntimos por transacción casi instantáneamente.

Finanzas descentralizadas: Proyectos como Compound y Aave operan en Polygon. Los pools de liquidez son más eficientes allí.

Stablecoins: DAI (nivel de 1 dólar) funciona en contratos inteligentes de Ethereum, pero en capa 2 las transferencias son más rápidas.

¿El futuro: híbrido o solución única?

El futuro de la escalabilidad blockchain probablemente incluirá tanto mejoras en la capa 1 como soluciones de capa 2. Ethereum 2.0 fortalecerá la capa 1, mientras que proyectos como Arbitrum, Optimism y Polygon seguirán en capa 2.

La tarea a largo plazo será aumentar la (composabilidad) entre soluciones de capa 2. La discusión entre cadenas laterales y capa 2 demuestra que cada opción tiene sus puntos fuertes. Quizá en el futuro surjan protocolos híbridos que combinen lo mejor de ambos mundos, y sean la solución principal.

Aún no existe una solución única y definitiva para resolver completamente el problema de escalabilidad blockchain. Pero tecnologías como el sharding, Prueba de Participación, Rollups y cadenas laterales en conjunto abren el camino para que las criptomonedas sean realmente utilizables.

En conclusión, las soluciones de capa 1 y capa 2 no compiten, sino que se complementan en su desarrollo. Ambas son necesarias para hacer que la tecnología blockchain sea práctica y accesible. Por ello, los proyectos que inviertan en ambas en los próximos años construirán la infraestructura más importante del ecosistema cripto.