Blockchains Layer 1

Introducción

Los problemas aparecen cuando más usuarios quieren usar una red blockchain de los que esta puede atender. La alta demanda de espacio de bloque puede ser pasajera o durar tanto como las ganas de usar esa blockchain. Cuando hay mucha demanda, los usuarios pujan entre sí para que sus transacciones se procesen rápido, las tarifas suben y quienes tienen menos capital quedan fuera.

Esta lección explica por qué Ethereum y otras blockchains están sujetas al trilema de la blockchain, cómo ese trilema origina los problemas anteriores y qué implica para los planes de Ethereum. Veremos las decisiones que han tomado varias blockchains frente al trilema y qué significan para los Exploradores de la Academy.

El trilema de la blockchain

Como sugiere la palabra trilema, hay tres cualidades de las blockchains que compiten entre sí e impiden optimizarlas las tres a la vez.

Son: la seguridad, la escalabilidad y la descentralización.

Para servir de base imparcial a un sistema monetario mundial, una blockchain debería destacar en las tres. Un sistema monetario necesita estar a salvo del fraude, protegido de la censura gracias a la descentralización, y ser escalable para atender a más de 8 mil millones de personas.

Prueba de conocimiento 1

El trilema de la blockchain describe la relación entre:

• [ ] Ethereum, Bitcoin y las altcoins

• [ ] la seguridad, la censura y el fraude

• [ ] la descentralización, la escalabilidad y la seguridad

• [ ] la seguridad, la velocidad y las tarifas bajas

Seguridad y consenso

La seguridad es el requisito más básico de una blockchain pública. Las computadoras de una red deben ponerse de acuerdo sobre qué transacciones ocurrieron de verdad para poder trabajar juntas; ese acuerdo se llama consenso. Una blockchain es segura si los atacantes no pueden impedir que la red llegue a esa verdad común. Los algoritmos de consenso se diseñan para resistir esos ataques.

Las cadenas como Bitcoin, que usan prueba de trabajo, protegen ese acuerdo haciendo muy competitiva la producción de bloques: cada productor compite por resolver un problema matemático. El primero en lograrlo gana el derecho a crear el bloque siguiente y la recompensa de bloque que lo acompaña. Reescribir la historia reciente de la cadena exigiría inversiones enormes en cómputo y energía, así que un atacante gastaría más de lo que ganaría.

Prueba de conocimiento 2

El consenso de una blockchain de criptomonedas es:

• [ ] El proceso por el que los nodos acuerdan qué pasó onchain

• [ ] Importante para el ecosistema de la cadena, para evitar fraudes

• [ ] Algo asegurado mediante incentivos económicos

• [ ] Todas las anteriores

Seguridad y ataques

Una forma posible de atacar el consenso es el ataque del 51 %: quien controla la mayoría del poder de consenso de una red puede revertir transacciones recientes para gastar dos veces las mismas monedas, o censurar las nuevas. No puede falsificar firmas ni gastar fondos ajenos. Esa mayoría equivale al 51 % del poder de cómputo en prueba de trabajo y al 51 % de la participación en prueba de participación, una inversión enorme. Y en prueba de participación, una trampa demostrable, como firmar dos bloques contradictorios, destruye esa participación (se llama slashing): el atacante perdería más de lo que ganaría.

En la prueba de participación, el productor del bloque no se elige por competencia sino al azar. Igual que en prueba de trabajo, el algoritmo asegura que ninguna entidad pueda “ganar” con regularidad el derecho a crear un bloque nuevo.

Prueba de conocimiento 3

El objetivo final de un ataque del 51 % es:

• [ ] Interrumpir las operaciones de minería

• [ ] Gastar dos veces las monedas o censurar transacciones

• [ ] Crear una criptomoneda nueva

• [ ] Eliminar al otro 49 %

Escalabilidad: la capacidad

La escalabilidad es la aptitud de una blockchain para procesar muchas transacciones rápido. Dos partes la determinan: la capacidad y la finalidad.

1. capacidad de transacciones: cuántas transacciones puede procesar una blockchain a la vez, medida normalmente en transacciones por segundo (TPS).

Imagina mucha gente esperando en una parada de autobús, con más llegando cada minuto: todos quieren viajar. Pero en cada autobús solo caben unos cuantos. Para vaciar la parada más rápido harían falta autobuses más grandes o más frecuentes. Con las transacciones pasa igual: compiten por el poco espacio de bloque que hay en cada bloque. Puedes verlo con datos en vivo en https://txstreet.com/v/eth-btc.

Prueba de conocimiento 4

¿Qué es cierto en la analogía de la parada de autobús?

• [ ] Las personas (transacciones) se agrupan en autobuses (bloques)

• [ ] En cada autobús (bloque) cabe un número limitado de personas

• [ ] Mover más personas exige autobuses más grandes o más frecuentes

• [ ] Todas las anteriores

Escalabilidad: la finalidad

El segundo aspecto de la escalabilidad es:

2. finalidad: ¿cuándo podemos estar razonablemente seguros de que una transacción no cambiará ni se revertirá?

En cadenas de prueba de trabajo como Bitcoin, la finalidad se mide en bloques: cuantos más bloques se añaden después de tu transacción, más seguro puedes estar de que no se revertirá. Recuerda que un consenso seguro encarece mucho cambiar bloques pasados, y el costo crece cuanto más atrás se intente. Bitcoin produce un bloque cada 10 minutos, así que esperar varias confirmaciones toma cerca de una hora. La prueba de participación de Ethereum va por otro camino: los validadores votan para finalizar bloques, y tras unos 13 minutos (dos épocas de votos) la transacción es final.

La descentralización reparte el poder

La descentralización es el último pilar del trilema: pasar el control y las decisiones de una sola entidad a una red distribuida entre muchas. Es el principio que hace que las blockchains sean redes sin permisos y resistentes a la censura: cualquiera puede usarlas y cualquiera puede crear software sobre ellas.

Plataformas centralizadas como Facebook o Twitter pueden desactivar una cuenta cuando quieran. Muchos streamers influyentes de Twitch o TikTok fueron expulsados sin motivo, y recuperar la cuenta suele ser largo y penoso. Sin descentralización, el registro de una blockchain sería una simple hoja de cálculo en la computadora de un banco, y los banqueros decidirían quién abre una cuenta. Una red sin permisos significa que la autoridad está bastante repartida: no hay forma de quitarle el acceso a nadie.

Prueba de conocimiento 5

¿Cuál de estas afirmaciones NO es cierta sobre la descentralización?

• [ ] Hace que las blockchains resistan la censura

• [ ] Hace que las blockchains funcionen sin permisos

• [ ] Ayuda a los poderes autoritarios a mantener el control

• [ ] Cualquiera puede usar los sistemas sin permisos

¿Está descentralizado?

Que algo esté descentralizado no es una respuesta de sí o no. ¿Diez entidades al mando son descentralización? ¿Y mil? ¿Un millón? No hay un límite estándar para decir que algo está lo bastante descentralizado, así que conviene verlo como un espectro. En vez de solo blanco y negro, hay muchos grises entre medio.

Podemos decir que algo está “más o menos descentralizado que otra cosa”, en lugar de “centralizado o descentralizado”. Un sistema monetario neutral necesita mucha descentralización para resistir la censura de un Estado. Las blockchains más nuevas suelen cambiar descentralización por escalabilidad, pero así quedan expuestas a las mismas presiones de gobiernos y sociedades que sufren las plataformas centralizadas. Pueden acabar censurando igual que las redes sociales centralizadas.

Prueba de conocimiento 6

Cada blockchain usa un grado distinto de descentralización.

• [ ] Verdadero

• [ ] Falso

Algunos ejemplos

Cada blockchain aborda el trilema a su manera y hace concesiones para centrarse en sus metas. Bitcoin y Ethereum priorizan seguridad y descentralización sobre escalabilidad, lo que da un tiempo de finalidad largo en Bitcoin y poco espacio de bloque en Ethereum. Cuando se dispara la demanda de smart contracts, sobre todo en DeFi, las tarifas de Ethereum suben; en el pico de 2021 una sola transacción podía costar decenas de dólares.

Esas tarifas altas abrieron la puerta a Layer 1 alternativas como BNB Chain, que priorizó la escalabilidad sobre la descentralización para lograr más capacidad de transacciones y tarifas más baratas. Cadenas de tercera generación como Solana usan métodos novedosos, pero todas siguen sujetas a estas restricciones básicas. La elección de cada cadena define su ecosistema.

¿Qué se puede hacer?

Si Ethereum prioriza seguridad y descentralización, ¿cómo puede escalar para atender a todos sus usuarios como la red financiera mundial que aspira a ser? La hoja de ruta exploró dos respuestas: las Layer 2 y el sharding.

Las Layer 2 aumentan la escalabilidad de Ethereum sin sacrificar las otras dos partes del trilema. Son una capa adicional encima de la cadena principal: se apoyan en ella para la seguridad, pero ofrecen tarifas más bajas y transacciones más rápidas. Las veremos a fondo en nuestra lección sobre Layer 2.

El sharding habría dividido la blockchain en varias cadenas paralelas, como sumar carriles a una carretera. Ethereum dejó ese plan por otro más simple: abaratar los datos de bloque para las Layer 2 (añadido en 2024) y subir la capacidad poco a poco.

Prueba de conocimiento 7

Las Layer 2:

• [ ] Aportan su propia seguridad

• [ ] Aumentan la escalabilidad de la blockchain principal

• [ ] Suben las tarifas para los usuarios

• [ ] Alargan el tiempo de finalidad

El futuro de Ethereum

Ethereum sigue mejorando su escalabilidad sin sacrificar los otros aspectos del trilema. La Fusión hacia la prueba de participación (2022) redujo el consumo de energía de la red en más del 99 %, y en 2024 llegaron los datos de bloque baratos para las Layer 2. Escalar es un trabajo continuo: cada mejora hace Ethereum más rápido y barato manteniendo la seguridad y la descentralización como principios. La Ethereum Foundation tiene una página excelente sobre la hoja de ruta de Ethereum.

Mientras tanto, muchos protocolos Layer 2 se construyen sobre Ethereum para atender la demanda sin cambiar el protocolo. Se apoyan en Ethereum para la seguridad descentralizada y aportan escalabilidad; ¡su diversidad forma un ecosistema descentralizado! Entre los rollups principales están Arbitrum, OP Mainnet y Base; Polygon PoS es una cadena lateral popular con seguridad propia.

Prueba de conocimiento 8

Las mejoras de Ethereum incluyen:

• [ ] Usar Layer 2 y datos de bloque baratos para escalar

• [ ] Mantener la descentralización y la seguridad como principios

• [ ] Reducir el consumo de energía con la prueba de participación

• [ ] Todas las anteriores

¿Qué significa para los Exploradores?

Los usuarios necesitan tarifas bajas para aprender y explorar la tecnología con pocas barreras de entrada y errores baratos, sobre todo al empezar. La blockchain de Ethereum aún no es ideal, pero sus valores la convierten en una de las mejores candidatas para cumplir el sueño de un sistema financiero mundial. Con las Layer 2, los Exploradores pueden usar Ethereum sin pagar tarifas enormes y sumar su seguridad y descentralización a una escalabilidad mayor.

La siguiente lección explicará las soluciones Layer 2 y cómo empezar. ¡Adelante, Exploradores!