¿Qué son las soluciones de escalado de nivel 2?

El trilema de la escalabilidad sigue siendo uno de los mayores problemas de la cadena de bloques. A continuación se explica cómo pueden ayudar las soluciones de escalabilidad de capa 2.

Aug 12, 2022
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Capa 2 Opt 1

Las soluciones de escalado de capa 2 son la tecnología que se ejecuta sobre un protocolo de cadena de bloques que mejora la velocidad y la eficiencia de la cadena de bloques subyacente. He aquí cómo funciona en detalle.

Principales conclusiones

  • La capa 1 se refiere a la cadena de bloques principal, mientras que la capa 2 se refiere a la red que se asienta sobre la cadena de bloques principal.
  • Las soluciones de nivel 2 pretenden resolver el problema de la escalabilidad procesando las transacciones fuera de la red principal.
  • Las ventajas de una solución de capa 2 son el aumento de las transacciones por segundo (TPS), la reducción de las tasas de gas, el mantenimiento de la seguridad y las redes específicas para aplicaciones.

¿Qué son las soluciones de escalado de nivel 2?

Desde su uso como moneda de transacción(ETH) hasta el aprovechamiento de su inmutabilidad para el mantenimiento de registros y su naturaleza criptográficamente segura, Ethereum ha sido un catalizador para el enorme crecimiento de la industria blockchain desde su introducción en 2013.

Pero, como muchas otras cadenas de bloques, Ethereum ha llegado a un punto en el que ahora se enfrenta al reto de la escalabilidad. En el verano de 2022, Ethereum procesaba unas 500.000 transacciones al día, lo que se traduce en 30 transacciones por segundo. En comparación, el sistema de pagos de Visa es capaz de procesar hasta 150 millones de transacciones al día y 65.000 transacciones por segundo, magnitudes superiores a lo que Ethereum es capaz de hacer.

En la práctica, alcanzar los límites de una cadena de bloques provoca la congestión de la red (que puede tardar horas en procesar una transacción) y tarifas de gas extremadamente altas.

Aparece la capa 2, a veces denominada capa de enlace de datos (DLL). Esta solución pretende resolver el problema de escalabilidad de la cadena de bloques procesando las transacciones en redes de terceros en lugar de en la red principal de Ethereum (Layer-1). De este modo, no sólo aligera la carga de trabajo de la red principal, sino que también mantiene los mismos estándares de seguridad y descentralización de la cadena de bloques subyacente.

Blockchains de capa 1 frente a las de capa 2

La capa 1 se refiere a la propia base de datos distribuida, la red que reúne todos los nodos de la cadena de bloques en un sistema con sus mecanismos de consenso subyacentes. Por ejemplo, la capa 1 de Bitcoin es la red Bitcoin, y la capa 1 de Ethereum es la red Ethereum. Ambos utilizan actualmente un mecanismo de consenso Proof of Work (PoW).

La capa 2, sin embargo, es una red superpuesta que se asienta sobre la cadena de bloques. Lightning Network es la solución de capa 2 para Bitcoin. Plasma, Polygon, Optimism y Arbitrum son solo algunas de las redes de capa 2 construidas sobre Ethereum.

¿Por qué son importantes?

Actualmente, Ethereum es una de las cadenas de bloques más sofisticadas en términos de seguridad y estabilidad de la red. La mayoría de particulares y empresas optan por utilizar esta blockchain para realizar transacciones o construir proyectos. Sin embargo, a medida que aumenta el número de transacciones, la red se congestiona cada vez más.

Para hacer frente a esta situación, los mineros dan prioridad a la confirmación de transacciones con precios de gas más elevados. Pero estos costes más elevados recaen sobre el usuario, elevando la tarifa mínima de gas, que a veces puede superar el valor de una transacción en sí.

Con la Capa-2, la red subyacente (mainnet) no necesita procesar cantidades tan grandes de datos, ya que envía estos datos a diferentes canales de procesamiento (terceros), registrando únicamente el resultado final en la blockchain de la Capa-1.

Ventajas de las soluciones de capa 2

  • El aumento de las transacciones por segundo (TPS) puede mejorar la experiencia del usuario y reducir la congestión de la red principal.
  • Las transacciones se consolidan en un solo paquete antes de registrarse en la red principal, lo que reduce los gastos de gas
  • Cualquier actualización de una solución de capa 2 no altera la cadena de bloques subyacente, ya que la capa 2 se construye sobre la cadena de bloques, lo que ayuda a garantizar la seguridad de la red.
  • Permite crear redes de Capa 2 específicas para cada aplicación, diseñadas específicamente para optimizar una determinada función.

Desventajas de las soluciones de capa 2

  • Puede eliminar liquidez de la blockchain primaria
  • Posibles vulnerabilidades de seguridad y privacidad; los usuarios deben investigar por su cuenta antes de utilizar soluciones de Capa 2.
  • Podría impedir la interconectividad con otras aplicaciones basadas en Ethereum (por ejemplo, utilizando un L-2)

¿Qué tipos de soluciones de capa 2 existen?

Las soluciones de nivel 2 se centran principalmente en dirigir la mayoría de las transacciones fuera de la red principal. En poco tiempo han surgido muchos proyectos de Capa 2 para afrontar este reto. Sin embargo, sólo unos pocos han logrado resolver los problemas más críticos. He aquí tres ejemplos de soluciones de escalado de blockchain de capa 2:

Canales estatales

Un canal de estado es un canal de comunicación bidireccional entre participantes. En otras palabras, no hay necesidad de que un tercero, como un minero, confirme las transacciones; esto mejora la velocidad de las transacciones.

El proceso comienza sellando una porción de la blockchain mediante Multi-firma(multisig) para permitir una interacción directa sin necesidad de enviar nada a los mineros. Una vez confirmada la transacción, el estado final del canal se añade a la blockchain.

Ejemplos: Bitcoin de Bitcoinde Ethereum Red Raiden

Ventajas

  • Gestiona interacciones complejas
  • Maneja un rendimiento de transacciones extremadamente alto a un coste muy bajo

Desventajas

  • Alto coste de los canales de instalación y asentamiento
  • Los fondos deben bloquearse en canales de pago abiertos
  • No apoya la participación abierta

Rollups de conocimiento cero

Los rollups de conocimiento cero (ZK-Rollups) consolidan las transacciones que han sido retiradas de la blockchain principal y generan una prueba criptográfica conocida como SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge). Esta prueba, también llamada prueba de validez, es el único registro que se requiere en la blockchain principal; de ahí que se reduzca la tasa de gas que los usuarios habrían tenido que pagar por procesar la totalidad de los datos.

Ejemplos: Inmutable X, Polígono Hermez, Starkware

Ventajas

  • Seguro y descentralizado
  • Transferencias casi instantáneas

Desventajas

  • Difícil de calcular para aplicaciones más pequeñas con menos actividad en la cadena
  • No todas las ZK-Rollups ofrecen compatibilidad con la máquina virtual Ethereum(EVM)
  • El usuario puede influir en el orden de las transacciones

Rollos optimistas

A diferencia de los ZK-Rollups, los rollups optimistas se basan en pruebas de fraude. En pocas palabras, los agregadores publican información mínima sobre la capa 1 y dan por sentado que los datos son correctos.

Si la transacción es válida, la cadena de bloques principal no tiene que hacer nada más. En caso de transacción fraudulenta, el rollup optimista realiza una prueba de fraude y penaliza al remitente.

Ejemplos: Arbitrum, Boba, Cartesi, Red de combustible, Optimismo

Ventajas

  • Tarifas de gas reducidas
  • Mayor rendimiento
  • Capacidad de contrato inteligente
  • Seguridad

Desventajas

  • Largos plazos de retirada
  • Posible desajuste de incentivos entre los participantes en la red
  • La capa 1 subyacente podría censurar las transacciones

¿Qué es lo próximo para la escalabilidad de Blockchain?

Los proyectos y soluciones de blockchain de capa 2 en la blockchain Ethereum se han convertido en una de las respuestas más comunes a los problemas de escalabilidad de blockchain. Con una gran apuesta por esta tecnología, promete un futuro con una adopción generalizada, acompañada de bajas comisiones por transacción.

Las soluciones de capa 2 presentadas anteriormente son el primer intento del sector de resolver los problemas de escalabilidad. A finales de 2022, Ethereum lanzará “The Merge”, su próximo paso para superar los problemas de escalabilidad. Sin embargo, aún no está claro cómo cambiará esto el panorama de las cadenas de bloques y el impacto que tendrá en las soluciones de escalado de capa 2.

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