Introducción al escalamiento
En este módulo, exploraremos los conceptos fundamentales de escalamiento en el contexto de blockchain y criptomonedas. Profundizaremos en los retos de la escalabilidad y la necesidad de soluciones innovadoras. Comprenderá por qué el escalamiento es crucial para el crecimiento y la adopción de las redes blockchain, y presentaremos varias soluciones de escalamiento y sus beneficios.
¿Qué es una Capa 1 en Crypto?
En el contexto de la tecnología blockchain, una Capa 1 (L1) se refiere al protocolo base o a la propia blockchain subyacente. Es la capa primaria de la blockchain la que establece las reglas y protocolos fundamentales del sistema. En términos más simples, la Capa 1 se refiere a la red blockchain principal que es responsable de validar las transacciones, mantener el libro mayor y crear nuevos bloques.
Los protocolos de capa 1 a menudo se denominan protocolos de "capa base", ya que sirven como base para toda la red blockchain. Estos protocolos pueden considerarse como los componentes fundamentales de la cadena de bloques, ya que proporcionan funcionalidades esenciales como mecanismos de consenso, validación de bloques y características de seguridad.
Una de las características clave de los protocolos de Capa 1 es su capacidad para procesar transacciones de forma descentralizada y sin confianza. Esto se logra mediante el uso de mecanismos de consenso, que permiten a los nodos de la red llegar a un consenso sobre la validez de las transacciones sin la necesidad de una autoridad centralizada.
Uno de los protocolos de Capa 1 más conocidos es Bitcoin, que ha estado en funcionamiento desde 2009. Otros protocolos populares de Capa 1 incluyen Ethereum, Bitcoin Cash y Litecoin. Cada uno de estos protocolos tiene sus características únicas, como el tiempo de bloque, el tamaño del bloque y el rendimiento de las transacciones, que determinan su rendimiento general.
Los protocolos de capa 1 generalmente están diseñados para ser seguros e inmutables, lo que significa que una vez que una transacción ha sido confirmada y agregada a la cadena de bloques, no se puede modificar ni eliminar. Esto los hace ideales para casos de uso donde la transparencia, la seguridad y la inmutabilidad son fundamentales, como en transacciones financieras, gestión de la cadena de suministro y sistemas de votación.
Si bien los protocolos de Capa 1 son increíblemente poderosos, también tienen algunas limitaciones, como problemas de escalabilidad. A medida que crece la cantidad de transacciones en la red, el tiempo y el costo necesarios para procesar las transacciones pueden aumentar significativamente. Esto ha llevado al desarrollo de soluciones de escalamiento de Capa 2.
¿Qué es una Capa 2 en Crypto?
Una solución de escalamiento de Capa 2 es un protocolo fuera de la cadena construido sobre una cadena de bloques de Capa 1 para aumentar su escalabilidad y rendimiento sin sacrificar la seguridad. Las soluciones de Capa 2 se pueden utilizar para una variedad de aplicaciones, como pagos, contratos inteligentes e intercambios descentralizados. Al trasladar parte del procesamiento de transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden reducir significativamente la cantidad de transacciones que deben procesarse en la cadena de bloques principal, lo que resulta en transacciones más rápidas y económicas.
Una de las soluciones de escalado de Capa 2 más populares es Lightning Network, que se desarrolló originalmente para Bitcoin pero desde entonces también se ha adaptado para otras criptomonedas. Lightning Network permite transacciones instantáneas y de bajo costo mediante la creación de canales de pago entre usuarios, lo que les permite realizar transacciones fuera de la cadena sin tener que esperar confirmaciones en la cadena de bloques principal.
Otro ejemplo de solución de Capa 2 es Plasma, desarrollado por Vitalik Buterin y Joseph Poon. Plasma utiliza una estructura de cadenas laterales en forma de árbol para procesar transacciones fuera de la cadena y periódicamente envía un resumen de estas transacciones a la cadena de bloques principal. Esto permite procesar un gran volumen de transacciones manteniendo la seguridad de la cadena de bloques principal.
Los canales estatales son otro tipo de solución de Capa 2 que permite transacciones fuera de la cadena entre usuarios. Los canales estatales funcionan creando un canal privado entre dos usuarios, lo que les permite realizar transacciones fuera de la cadena sin involucrar a la cadena de bloques principal. Una vez que se cierra el canal, el estado final del canal se envía a la cadena de bloques principal, lo que garantiza la seguridad de la transacción.
Las soluciones acumulativas son un tipo más nuevo de solución de Capa 2 que ha ganado popularidad en los últimos años. Los rollups utilizan contratos inteligentes para agrupar transacciones fuera de la cadena y luego enviar periódicamente un resumen de estas transacciones a la cadena de bloques principal. Hay dos tipos de acumulaciones: acumulaciones ZK, que utilizan pruebas de conocimiento cero para demostrar la validez de las transacciones fuera de la cadena, y acumulaciones optimistas, que asumen que las transacciones son válidas a menos que se demuestre lo contrario.
Las soluciones de Capa 2 tienen varias ventajas sobre las soluciones de Capa 1. Por un lado, pueden aumentar significativamente la escalabilidad y el rendimiento de una cadena de bloques sin sacrificar la seguridad. También pueden reducir las tarifas de transacción y aumentar la velocidad de las transacciones, haciéndolos más prácticos para el uso diario. Además, las soluciones de Capa 2 se pueden construir sobre cualquier cadena de bloques de Capa 1, lo que significa que se pueden usar para escalar cualquier criptomoneda.
Sin embargo, las soluciones de Capa 2 también tienen algunos inconvenientes. Por un lado, pueden ser complejos y difíciles de implementar, lo que puede limitar su adopción. Además, debido a que las soluciones de Capa 2 dependen del procesamiento fuera de la cadena, pueden ser menos seguras que las soluciones de Capa 1, lo que podría hacerlas vulnerables a los ataques. Finalmente, debido a que las soluciones de Capa 2 se construyen sobre cadenas de bloques de Capa 1, están limitadas por la capacidad de la cadena de bloques subyacente.
¿Qué son las soluciones de escalamiento?
En el mundo de las criptomonedas, uno de los mayores desafíos que enfrenta la tecnología blockchain es la escalabilidad. La escalabilidad se refiere a la capacidad de una red blockchain para manejar un gran volumen de transacciones de manera oportuna y rentable. A medida que la popularidad de las aplicaciones basadas en blockchain continúa creciendo, también lo hace la demanda de un procesamiento de transacciones más rápido y eficiente. Aquí es donde entran las soluciones de escalamiento.
Las soluciones de escalado son tecnologías que operan por encima del protocolo blockchain para mejorar la velocidad y eficacia de la cadena de bloques subyacente. Estas soluciones están diseñadas para abordar el desafío de la escalabilidad mediante el procesamiento de transacciones fuera de la red principal. Esto ayuda a aliviar la carga de la red blockchain principal y reducir las tarifas de transacción, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la integridad de la cadena de bloques.
El propósito de escalar las soluciones es permitir que las redes blockchain procesen un mayor volumen de transacciones sin comprometer la velocidad, el costo o la seguridad. Al descargar parte del trabajo de procesamiento a soluciones de Capa 2, la red principal de blockchain puede centrarse en sus funciones principales y, al mismo tiempo, beneficiarse de la eficiencia y escalabilidad adicionales de estas soluciones.
Una cronología de problemas y soluciones de escala
Desde sus inicios, el escalamiento ha sido un tema crítico al que se enfrenta la industria blockchain. Bitcoin, la primera red blockchain, solo puede manejar un número limitado de transacciones por segundo (TPS). Esta limitación ha sido una barrera importante para la adopción, ya que puede llevar varios minutos confirmar una transacción, lo que genera tiempos de procesamiento lentos y tarifas elevadas. Este problema ha impulsado el desarrollo de numerosas soluciones de escalado, algunas de las cuales exploraremos en esta sección.
Una de las primeras soluciones de escalamiento fue el aumento del tamaño de los bloques. Inicialmente, Bitcoin tenía un límite de tamaño de bloque de 1 MB, que luego se aumentó a 2 MB. Sin embargo, este enfoque tenía sus limitaciones, ya que los bloques más grandes requieren más espacio de almacenamiento, lo que aumenta el costo de ejecutar un nodo y potencialmente conduce a la centralización. La comunidad Bitcoin también estaba dividida sobre este enfoque, lo que llevó a la creación de una red bifurcada llamada Bitcoin Cash, que aumentó el tamaño del bloque a 8 MB.
Otra solución de escalamiento se conoce como Lightning Network, que fue propuesta por primera vez en 2015 por Joseph Poon y Thaddeus Dryja. Lightning Network opera sobre la cadena de bloques de Bitcoin y permite a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena mediante la creación de canales de pago. En teoría, este enfoque puede escalar Bitcoin a millones de TPS manteniendo las tarifas bajas.
Ethereum, otra red blockchain líder, también ha enfrentado desafíos de escala debido a su popularidad y al creciente número de aplicaciones descentralizadas (dApps) construidas sobre ella. Una de las primeras soluciones propuestas para Ethereum se llamó Plasma, cuyo objetivo era escalar la red mediante la creación de múltiples cadenas secundarias o cadenas laterales que puedan procesar transacciones de forma independiente. Sin embargo, Plasma enfrentó varios desafíos técnicos y finalmente se suspendió su desarrollo.
Otra solución para escalar Ethereum se conoce como fragmentación. La fragmentación implica dividir la cadena de bloques Ethereum en partes más pequeñas, o fragmentos, que pueden procesar transacciones de forma independiente, aumentando el TPS general de la red. Actualmente, Ethereum está trabajando en la implementación de fragmentación como parte de su actualización Ethereum 2.0.
Los rollups son otra solución para escalar Ethereum que ha ganado popularidad en los últimos años. Los rollups implican agrupar múltiples transacciones en una sola transacción que se procesa en la cadena de bloques Ethereum, lo que reduce la cantidad de cálculos necesarios y aumenta el TPS. Los rollups se pueden clasificar además en optimistas y ZK-Rollups, según la tecnología subyacente utilizada.
La solución de escalamiento conocida como Optimistic Rollups fue propuesta por primera vez por Plasma Group en 2018. Los rollups optimistas permiten agrupar múltiples transacciones en una sola transacción, que se procesa fuera de la cadena, lo que reduce la cantidad de cálculos necesarios y aumenta el TPS. Luego, las transacciones se agregan y se publican en la cadena de bloques Ethereum, lo que permite transacciones más rápidas y económicas, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la descentralización de la cadena de bloques subyacente.
Los ZK-Rollups son otro tipo de resumen que utiliza pruebas de conocimiento cero (ZK) para agrupar transacciones en una sola transacción. Este enfoque elimina la necesidad de procesamiento fuera de la cadena y permite procesar más transacciones en un solo bloque manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la descentralización de la cadena de bloques. Matter Labs presentó por primera vez los ZK-Rollups en 2019 y han ganado una atención significativa en los últimos años.
Comparación entre Capas 1 y Capas 2
La Capa 1 y la Capa 2 son conceptos importantes en el ecosistema blockchain. Cada capa tiene un propósito específico y las dos capas trabajan juntas para proporcionar una red blockchain escalable y eficiente. Aquí compararemos las dos capas, destacando las fortalezas y debilidades de cada una.
La capa 1 es la capa base de la cadena de bloques. Consiste en el protocolo central de blockchain y es responsable de gestionar el mecanismo de consenso, validar transacciones y mantener el estado de blockchain. La capa 1 es donde se emite la criptomoneda nativa de blockchain y donde se procesan todas las transacciones. Bitcoin, Ethereum y otras cadenas de bloques importantes operan en la Capa 1.
La Capa 2 se construye sobre la Capa 1 y proporciona funcionalidades adicionales a la red blockchain. Está diseñado para mejorar la escalabilidad y eficiencia de la cadena de bloques al descargar parte del procesamiento de la Capa 1. Las soluciones de la Capa 2 incluyen canales estatales, plasma, acumulaciones y cadenas laterales.
El mecanismo de consenso de la Capa 1, como la prueba de trabajo (PoW) o la prueba de participación (PoS), garantiza la integridad y la inmutabilidad de la cadena de bloques. La capa 1 también está descentralizada, lo que significa que ninguna entidad puede controlar la red. Esto hace que la Capa 1 sea ideal para almacenar activos de alto valor y realizar transacciones que requieren un alto nivel de seguridad.
Sin embargo, la potencia de procesamiento necesaria para mantener el mecanismo de consenso es alta, lo que limita el rendimiento de la red. Esto hace que la Capa 1 sea menos eficiente y menos escalable que las soluciones de Capa 2. La Capa 1 también tiene tarifas de transacción más altas en comparación con la Capa 2, lo que la hace menos atractiva para micropagos y otras transacciones de bajo valor.
Las soluciones de Capa 2, por otro lado, están diseñadas para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain. Al descargar parte del procesamiento de la Capa 1, la Capa 2 puede procesar transacciones más rápido y a un costo menor. La Capa 2 también permite funcionalidades de contratos inteligentes más complejas que no son posibles en la Capa 1 debido a su capacidad de procesamiento limitada.
Las soluciones de Capa 2 pueden procesar una cantidad mucho mayor de transacciones por segundo en comparación con la Capa 1. Esto hace que la Capa 2 sea ideal para casos de uso que requieren un alto rendimiento de transacciones, como juegos en línea o transacciones de alta frecuencia. La Capa 2 también tiene tarifas de transacción más bajas en comparación con la Capa 1, lo que la hace más adecuada para micropagos y otras transacciones de bajo valor.
La seguridad de las soluciones de Capa 2 depende de la seguridad de la Capa 1, y una Capa 1 comprometida podría afectar la seguridad de la Capa 2. La Capa 2 también requiere suposiciones de confianza adicionales en comparación con la Capa 1, ya que el procesamiento lo maneja un conjunto más pequeño de nodos. o entidades de confianza. Esto hace que la Capa 2 sea menos adecuada para almacenar activos de alto valor o realizar transacciones que requieren un alto nivel de seguridad.
Soluciones de escalamiento de capa 2
Las soluciones de escalado de Capa 2 son un tipo popular de solución de escalado que opera sobre la red principal de blockchain. Estas soluciones tienen como objetivo abordar el desafío de la escalabilidad procesando transacciones fuera de la red principal. Al hacerlo, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, al tiempo que reducen la carga en la red principal de blockchain.
Un ejemplo de una solución de escalamiento de Capa 2 son los paquetes acumulativos de conocimiento cero (ZK-Rollups), que se tratarán en profundidad a lo largo de este curso. Los ZK-Rollups utilizan una técnica criptográfica llamada pruebas de conocimiento cero para agrupar múltiples transacciones en un transacción única, que luego se envía a la red principal de blockchain. Esto ayuda a reducir la cantidad de transacciones que deben procesarse en la red principal, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la integridad de la cadena de bloques.
Otro ejemplo de una solución de escalamiento de Capa 2 son los Optimistic Rollups. Los paquetes acumulativos optimistas funcionan procesando transacciones fuera de la cadena y luego enviando un resumen de esas transacciones a la red principal de blockchain. Luego, la red principal verifica este resumen, lo que garantiza que las transacciones sean precisas y seguras. Al procesar transacciones fuera de la cadena, Optimistic Rollups puede aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, al tiempo que reduce las tarifas de gas asociadas con esas transacciones.
Beneficios de utilizar soluciones Layer-2
Las soluciones de Capa 2 ofrecen varios beneficios sobre las redes blockchain tradicionales. Estas son algunas de las ventajas más importantes:
Transacciones por segundo mejoradas (TPS): las soluciones de capa 2 pueden procesar un volumen mucho mayor de transacciones por segundo que las redes blockchain tradicionales. Al procesar transacciones fuera de la red principal, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, lo cual es fundamental para las aplicaciones basadas en blockchain que requieren un procesamiento de transacciones rápido y confiable.
Tarifas de gas reducidas: las tarifas de gas se refieren a las tarifas de transacción que los usuarios deben pagar para utilizar una red blockchain. Una ventaja importante de las soluciones Layer-2 es que pueden reducir significativamente las tarifas de gas asociadas con las transacciones. Al procesar transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden reducir la carga en la red principal de blockchain, lo que conduce a tarifas de gas más bajas para los usuarios.
Seguridad preservada: las soluciones de Capa 2 están diseñadas para mantener la seguridad y la integridad de la cadena de bloques subyacente. Al utilizar técnicas criptográficas como pruebas de conocimiento cero y computación verificable, las soluciones de Capa 2 pueden garantizar que las transacciones sean precisas y seguras, incluso cuando se procesan fuera de la red principal.
Redes de aplicaciones específicas: las soluciones de capa 2 se pueden personalizar para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain. Por ejemplo, algunas soluciones de Capa 2 están diseñadas específicamente para aplicaciones de finanzas descentralizadas (DeFi), mientras que otras están diseñadas para tokens no fungibles (NFT) o aplicaciones de juegos. Esto permite a los desarrolladores crear aplicaciones más eficientes y especializadas sobre la red blockchain.
Comparación de soluciones de escalado de Capa 2 y Capa 1
Las soluciones de escalamiento de Capa 1 y las soluciones de escalamiento de Capa 2 son dos enfoques distintos para abordar el desafío de la escalabilidad en las redes blockchain. Mientras que las soluciones de Capa 1 se centran en mejorar la red principal de blockchain, las soluciones de Capa 2 operan por encima de la red principal y procesan transacciones fuera de la cadena. He aquí un vistazo más de cerca a cómo se comparan las dos soluciones:
Velocidad y eficiencia
Las soluciones de Capa 2 pueden procesar un mayor volumen de transacciones por segundo que las soluciones de Capa 1. Al procesar transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, lo cual es fundamental para las aplicaciones basadas en blockchain que requieren un procesamiento de transacciones rápido y confiable.
Seguridad
Tanto las soluciones de Capa 1 como de Capa 2 están diseñadas para mantener la seguridad y la integridad de la cadena de bloques subyacente. Sin embargo, las soluciones de Capa 2 se basan en técnicas criptográficas como pruebas de conocimiento cero y cálculos verificables para garantizar que las transacciones sean precisas y seguras, incluso cuando se procesan fuera de la red principal.
Tarifas de gas
Las tarifas de gas son las tarifas de transacción que los usuarios deben pagar para utilizar una red blockchain. Las soluciones de capa 2 pueden reducir significativamente las tarifas del gas, ya que procesan transacciones fuera de la cadena y reducen la carga en la red principal. Por otro lado, las soluciones de Capa 1 pueden requerir tarifas de gas más altas para adaptarse al mayor procesamiento de transacciones en la red principal.
Flexibilidad
Las soluciones de Capa 2 son más flexibles que las soluciones de Capa 1 en términos de personalización para aplicaciones específicas. Las soluciones de Capa 2 se pueden adaptar para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain, lo que permite a los desarrolladores crear aplicaciones más eficientes y especializadas sobre la red blockchain.
Complejidad
Las soluciones de Capa 2 suelen ser más complejas que las de Capa 1, ya que requieren infraestructura adicional y técnicas criptográficas para procesar transacciones fuera de la cadena. Esta complejidad adicional puede hacer que sea más difícil para los desarrolladores crear aplicaciones sobre soluciones de Capa 2.
Interoperabilidad
Las soluciones de Capa 1 pueden ser más interoperables que las soluciones de Capa 2, ya que operan directamente en la red principal de blockchain. Esto facilita que las diferentes redes blockchain se comuniquen entre sí y que los usuarios muevan activos entre diferentes redes. Por otro lado, las soluciones de Capa 2 pueden requerir una infraestructura de interoperabilidad adicional para facilitar las transacciones entre cadenas.
Reflejos
- Las soluciones de escalamiento tienen como objetivo mejorar la velocidad y eficacia de las redes blockchain.
- Las soluciones de escalamiento son tecnologías que operan por encima de un protocolo blockchain para abordar el desafío de escalabilidad de las redes blockchain.
- Ejemplos de soluciones de escalamiento de Capa 2 incluyen paquetes acumulativos de conocimiento cero (ZK-Rollups) y paquetes acumulativos optimistas.
- Las soluciones de capa 2 ofrecen transacciones mejoradas por segundo, tarifas de gas más bajas, seguridad preservada y redes para aplicaciones específicas.
- Las soluciones de Capa 2 ofrecen mayor velocidad y eficiencia, tarifas de gas reducidas, mayor flexibilidad y pueden adaptarse para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain, mientras que las soluciones de Capa 1 son más interoperables y pueden requerir menor complejidad.
Introducción al escalamiento
En este módulo, exploraremos los conceptos fundamentales de escalamiento en el contexto de blockchain y criptomonedas. Profundizaremos en los retos de la escalabilidad y la necesidad de soluciones innovadoras. Comprenderá por qué el escalamiento es crucial para el crecimiento y la adopción de las redes blockchain, y presentaremos varias soluciones de escalamiento y sus beneficios.
¿Qué es una Capa 1 en Crypto?
En el contexto de la tecnología blockchain, una Capa 1 (L1) se refiere al protocolo base o a la propia blockchain subyacente. Es la capa primaria de la blockchain la que establece las reglas y protocolos fundamentales del sistema. En términos más simples, la Capa 1 se refiere a la red blockchain principal que es responsable de validar las transacciones, mantener el libro mayor y crear nuevos bloques.
Los protocolos de capa 1 a menudo se denominan protocolos de "capa base", ya que sirven como base para toda la red blockchain. Estos protocolos pueden considerarse como los componentes fundamentales de la cadena de bloques, ya que proporcionan funcionalidades esenciales como mecanismos de consenso, validación de bloques y características de seguridad.
Una de las características clave de los protocolos de Capa 1 es su capacidad para procesar transacciones de forma descentralizada y sin confianza. Esto se logra mediante el uso de mecanismos de consenso, que permiten a los nodos de la red llegar a un consenso sobre la validez de las transacciones sin la necesidad de una autoridad centralizada.
Uno de los protocolos de Capa 1 más conocidos es Bitcoin, que ha estado en funcionamiento desde 2009. Otros protocolos populares de Capa 1 incluyen Ethereum, Bitcoin Cash y Litecoin. Cada uno de estos protocolos tiene sus características únicas, como el tiempo de bloque, el tamaño del bloque y el rendimiento de las transacciones, que determinan su rendimiento general.
Los protocolos de capa 1 generalmente están diseñados para ser seguros e inmutables, lo que significa que una vez que una transacción ha sido confirmada y agregada a la cadena de bloques, no se puede modificar ni eliminar. Esto los hace ideales para casos de uso donde la transparencia, la seguridad y la inmutabilidad son fundamentales, como en transacciones financieras, gestión de la cadena de suministro y sistemas de votación.
Si bien los protocolos de Capa 1 son increíblemente poderosos, también tienen algunas limitaciones, como problemas de escalabilidad. A medida que crece la cantidad de transacciones en la red, el tiempo y el costo necesarios para procesar las transacciones pueden aumentar significativamente. Esto ha llevado al desarrollo de soluciones de escalamiento de Capa 2.
¿Qué es una Capa 2 en Crypto?
Una solución de escalamiento de Capa 2 es un protocolo fuera de la cadena construido sobre una cadena de bloques de Capa 1 para aumentar su escalabilidad y rendimiento sin sacrificar la seguridad. Las soluciones de Capa 2 se pueden utilizar para una variedad de aplicaciones, como pagos, contratos inteligentes e intercambios descentralizados. Al trasladar parte del procesamiento de transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden reducir significativamente la cantidad de transacciones que deben procesarse en la cadena de bloques principal, lo que resulta en transacciones más rápidas y económicas.
Una de las soluciones de escalado de Capa 2 más populares es Lightning Network, que se desarrolló originalmente para Bitcoin pero desde entonces también se ha adaptado para otras criptomonedas. Lightning Network permite transacciones instantáneas y de bajo costo mediante la creación de canales de pago entre usuarios, lo que les permite realizar transacciones fuera de la cadena sin tener que esperar confirmaciones en la cadena de bloques principal.
Otro ejemplo de solución de Capa 2 es Plasma, desarrollado por Vitalik Buterin y Joseph Poon. Plasma utiliza una estructura de cadenas laterales en forma de árbol para procesar transacciones fuera de la cadena y periódicamente envía un resumen de estas transacciones a la cadena de bloques principal. Esto permite procesar un gran volumen de transacciones manteniendo la seguridad de la cadena de bloques principal.
Los canales estatales son otro tipo de solución de Capa 2 que permite transacciones fuera de la cadena entre usuarios. Los canales estatales funcionan creando un canal privado entre dos usuarios, lo que les permite realizar transacciones fuera de la cadena sin involucrar a la cadena de bloques principal. Una vez que se cierra el canal, el estado final del canal se envía a la cadena de bloques principal, lo que garantiza la seguridad de la transacción.
Las soluciones acumulativas son un tipo más nuevo de solución de Capa 2 que ha ganado popularidad en los últimos años. Los rollups utilizan contratos inteligentes para agrupar transacciones fuera de la cadena y luego enviar periódicamente un resumen de estas transacciones a la cadena de bloques principal. Hay dos tipos de acumulaciones: acumulaciones ZK, que utilizan pruebas de conocimiento cero para demostrar la validez de las transacciones fuera de la cadena, y acumulaciones optimistas, que asumen que las transacciones son válidas a menos que se demuestre lo contrario.
Las soluciones de Capa 2 tienen varias ventajas sobre las soluciones de Capa 1. Por un lado, pueden aumentar significativamente la escalabilidad y el rendimiento de una cadena de bloques sin sacrificar la seguridad. También pueden reducir las tarifas de transacción y aumentar la velocidad de las transacciones, haciéndolos más prácticos para el uso diario. Además, las soluciones de Capa 2 se pueden construir sobre cualquier cadena de bloques de Capa 1, lo que significa que se pueden usar para escalar cualquier criptomoneda.
Sin embargo, las soluciones de Capa 2 también tienen algunos inconvenientes. Por un lado, pueden ser complejos y difíciles de implementar, lo que puede limitar su adopción. Además, debido a que las soluciones de Capa 2 dependen del procesamiento fuera de la cadena, pueden ser menos seguras que las soluciones de Capa 1, lo que podría hacerlas vulnerables a los ataques. Finalmente, debido a que las soluciones de Capa 2 se construyen sobre cadenas de bloques de Capa 1, están limitadas por la capacidad de la cadena de bloques subyacente.
¿Qué son las soluciones de escalamiento?
En el mundo de las criptomonedas, uno de los mayores desafíos que enfrenta la tecnología blockchain es la escalabilidad. La escalabilidad se refiere a la capacidad de una red blockchain para manejar un gran volumen de transacciones de manera oportuna y rentable. A medida que la popularidad de las aplicaciones basadas en blockchain continúa creciendo, también lo hace la demanda de un procesamiento de transacciones más rápido y eficiente. Aquí es donde entran las soluciones de escalamiento.
Las soluciones de escalado son tecnologías que operan por encima del protocolo blockchain para mejorar la velocidad y eficacia de la cadena de bloques subyacente. Estas soluciones están diseñadas para abordar el desafío de la escalabilidad mediante el procesamiento de transacciones fuera de la red principal. Esto ayuda a aliviar la carga de la red blockchain principal y reducir las tarifas de transacción, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la integridad de la cadena de bloques.
El propósito de escalar las soluciones es permitir que las redes blockchain procesen un mayor volumen de transacciones sin comprometer la velocidad, el costo o la seguridad. Al descargar parte del trabajo de procesamiento a soluciones de Capa 2, la red principal de blockchain puede centrarse en sus funciones principales y, al mismo tiempo, beneficiarse de la eficiencia y escalabilidad adicionales de estas soluciones.
Una cronología de problemas y soluciones de escala
Desde sus inicios, el escalamiento ha sido un tema crítico al que se enfrenta la industria blockchain. Bitcoin, la primera red blockchain, solo puede manejar un número limitado de transacciones por segundo (TPS). Esta limitación ha sido una barrera importante para la adopción, ya que puede llevar varios minutos confirmar una transacción, lo que genera tiempos de procesamiento lentos y tarifas elevadas. Este problema ha impulsado el desarrollo de numerosas soluciones de escalado, algunas de las cuales exploraremos en esta sección.
Una de las primeras soluciones de escalamiento fue el aumento del tamaño de los bloques. Inicialmente, Bitcoin tenía un límite de tamaño de bloque de 1 MB, que luego se aumentó a 2 MB. Sin embargo, este enfoque tenía sus limitaciones, ya que los bloques más grandes requieren más espacio de almacenamiento, lo que aumenta el costo de ejecutar un nodo y potencialmente conduce a la centralización. La comunidad Bitcoin también estaba dividida sobre este enfoque, lo que llevó a la creación de una red bifurcada llamada Bitcoin Cash, que aumentó el tamaño del bloque a 8 MB.
Otra solución de escalamiento se conoce como Lightning Network, que fue propuesta por primera vez en 2015 por Joseph Poon y Thaddeus Dryja. Lightning Network opera sobre la cadena de bloques de Bitcoin y permite a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena mediante la creación de canales de pago. En teoría, este enfoque puede escalar Bitcoin a millones de TPS manteniendo las tarifas bajas.
Ethereum, otra red blockchain líder, también ha enfrentado desafíos de escala debido a su popularidad y al creciente número de aplicaciones descentralizadas (dApps) construidas sobre ella. Una de las primeras soluciones propuestas para Ethereum se llamó Plasma, cuyo objetivo era escalar la red mediante la creación de múltiples cadenas secundarias o cadenas laterales que puedan procesar transacciones de forma independiente. Sin embargo, Plasma enfrentó varios desafíos técnicos y finalmente se suspendió su desarrollo.
Otra solución para escalar Ethereum se conoce como fragmentación. La fragmentación implica dividir la cadena de bloques Ethereum en partes más pequeñas, o fragmentos, que pueden procesar transacciones de forma independiente, aumentando el TPS general de la red. Actualmente, Ethereum está trabajando en la implementación de fragmentación como parte de su actualización Ethereum 2.0.
Los rollups son otra solución para escalar Ethereum que ha ganado popularidad en los últimos años. Los rollups implican agrupar múltiples transacciones en una sola transacción que se procesa en la cadena de bloques Ethereum, lo que reduce la cantidad de cálculos necesarios y aumenta el TPS. Los rollups se pueden clasificar además en optimistas y ZK-Rollups, según la tecnología subyacente utilizada.
La solución de escalamiento conocida como Optimistic Rollups fue propuesta por primera vez por Plasma Group en 2018. Los rollups optimistas permiten agrupar múltiples transacciones en una sola transacción, que se procesa fuera de la cadena, lo que reduce la cantidad de cálculos necesarios y aumenta el TPS. Luego, las transacciones se agregan y se publican en la cadena de bloques Ethereum, lo que permite transacciones más rápidas y económicas, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la descentralización de la cadena de bloques subyacente.
Los ZK-Rollups son otro tipo de resumen que utiliza pruebas de conocimiento cero (ZK) para agrupar transacciones en una sola transacción. Este enfoque elimina la necesidad de procesamiento fuera de la cadena y permite procesar más transacciones en un solo bloque manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la descentralización de la cadena de bloques. Matter Labs presentó por primera vez los ZK-Rollups en 2019 y han ganado una atención significativa en los últimos años.
Comparación entre Capas 1 y Capas 2
La Capa 1 y la Capa 2 son conceptos importantes en el ecosistema blockchain. Cada capa tiene un propósito específico y las dos capas trabajan juntas para proporcionar una red blockchain escalable y eficiente. Aquí compararemos las dos capas, destacando las fortalezas y debilidades de cada una.
La capa 1 es la capa base de la cadena de bloques. Consiste en el protocolo central de blockchain y es responsable de gestionar el mecanismo de consenso, validar transacciones y mantener el estado de blockchain. La capa 1 es donde se emite la criptomoneda nativa de blockchain y donde se procesan todas las transacciones. Bitcoin, Ethereum y otras cadenas de bloques importantes operan en la Capa 1.
La Capa 2 se construye sobre la Capa 1 y proporciona funcionalidades adicionales a la red blockchain. Está diseñado para mejorar la escalabilidad y eficiencia de la cadena de bloques al descargar parte del procesamiento de la Capa 1. Las soluciones de la Capa 2 incluyen canales estatales, plasma, acumulaciones y cadenas laterales.
El mecanismo de consenso de la Capa 1, como la prueba de trabajo (PoW) o la prueba de participación (PoS), garantiza la integridad y la inmutabilidad de la cadena de bloques. La capa 1 también está descentralizada, lo que significa que ninguna entidad puede controlar la red. Esto hace que la Capa 1 sea ideal para almacenar activos de alto valor y realizar transacciones que requieren un alto nivel de seguridad.
Sin embargo, la potencia de procesamiento necesaria para mantener el mecanismo de consenso es alta, lo que limita el rendimiento de la red. Esto hace que la Capa 1 sea menos eficiente y menos escalable que las soluciones de Capa 2. La Capa 1 también tiene tarifas de transacción más altas en comparación con la Capa 2, lo que la hace menos atractiva para micropagos y otras transacciones de bajo valor.
Las soluciones de Capa 2, por otro lado, están diseñadas para mejorar la escalabilidad y eficiencia de blockchain. Al descargar parte del procesamiento de la Capa 1, la Capa 2 puede procesar transacciones más rápido y a un costo menor. La Capa 2 también permite funcionalidades de contratos inteligentes más complejas que no son posibles en la Capa 1 debido a su capacidad de procesamiento limitada.
Las soluciones de Capa 2 pueden procesar una cantidad mucho mayor de transacciones por segundo en comparación con la Capa 1. Esto hace que la Capa 2 sea ideal para casos de uso que requieren un alto rendimiento de transacciones, como juegos en línea o transacciones de alta frecuencia. La Capa 2 también tiene tarifas de transacción más bajas en comparación con la Capa 1, lo que la hace más adecuada para micropagos y otras transacciones de bajo valor.
La seguridad de las soluciones de Capa 2 depende de la seguridad de la Capa 1, y una Capa 1 comprometida podría afectar la seguridad de la Capa 2. La Capa 2 también requiere suposiciones de confianza adicionales en comparación con la Capa 1, ya que el procesamiento lo maneja un conjunto más pequeño de nodos. o entidades de confianza. Esto hace que la Capa 2 sea menos adecuada para almacenar activos de alto valor o realizar transacciones que requieren un alto nivel de seguridad.
Soluciones de escalamiento de capa 2
Las soluciones de escalado de Capa 2 son un tipo popular de solución de escalado que opera sobre la red principal de blockchain. Estas soluciones tienen como objetivo abordar el desafío de la escalabilidad procesando transacciones fuera de la red principal. Al hacerlo, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, al tiempo que reducen la carga en la red principal de blockchain.
Un ejemplo de una solución de escalamiento de Capa 2 son los paquetes acumulativos de conocimiento cero (ZK-Rollups), que se tratarán en profundidad a lo largo de este curso. Los ZK-Rollups utilizan una técnica criptográfica llamada pruebas de conocimiento cero para agrupar múltiples transacciones en un transacción única, que luego se envía a la red principal de blockchain. Esto ayuda a reducir la cantidad de transacciones que deben procesarse en la red principal, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la integridad de la cadena de bloques.
Otro ejemplo de una solución de escalamiento de Capa 2 son los Optimistic Rollups. Los paquetes acumulativos optimistas funcionan procesando transacciones fuera de la cadena y luego enviando un resumen de esas transacciones a la red principal de blockchain. Luego, la red principal verifica este resumen, lo que garantiza que las transacciones sean precisas y seguras. Al procesar transacciones fuera de la cadena, Optimistic Rollups puede aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, al tiempo que reduce las tarifas de gas asociadas con esas transacciones.
Beneficios de utilizar soluciones Layer-2
Las soluciones de Capa 2 ofrecen varios beneficios sobre las redes blockchain tradicionales. Estas son algunas de las ventajas más importantes:
Transacciones por segundo mejoradas (TPS): las soluciones de capa 2 pueden procesar un volumen mucho mayor de transacciones por segundo que las redes blockchain tradicionales. Al procesar transacciones fuera de la red principal, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, lo cual es fundamental para las aplicaciones basadas en blockchain que requieren un procesamiento de transacciones rápido y confiable.
Tarifas de gas reducidas: las tarifas de gas se refieren a las tarifas de transacción que los usuarios deben pagar para utilizar una red blockchain. Una ventaja importante de las soluciones Layer-2 es que pueden reducir significativamente las tarifas de gas asociadas con las transacciones. Al procesar transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden reducir la carga en la red principal de blockchain, lo que conduce a tarifas de gas más bajas para los usuarios.
Seguridad preservada: las soluciones de Capa 2 están diseñadas para mantener la seguridad y la integridad de la cadena de bloques subyacente. Al utilizar técnicas criptográficas como pruebas de conocimiento cero y computación verificable, las soluciones de Capa 2 pueden garantizar que las transacciones sean precisas y seguras, incluso cuando se procesan fuera de la red principal.
Redes de aplicaciones específicas: las soluciones de capa 2 se pueden personalizar para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain. Por ejemplo, algunas soluciones de Capa 2 están diseñadas específicamente para aplicaciones de finanzas descentralizadas (DeFi), mientras que otras están diseñadas para tokens no fungibles (NFT) o aplicaciones de juegos. Esto permite a los desarrolladores crear aplicaciones más eficientes y especializadas sobre la red blockchain.
Comparación de soluciones de escalado de Capa 2 y Capa 1
Las soluciones de escalamiento de Capa 1 y las soluciones de escalamiento de Capa 2 son dos enfoques distintos para abordar el desafío de la escalabilidad en las redes blockchain. Mientras que las soluciones de Capa 1 se centran en mejorar la red principal de blockchain, las soluciones de Capa 2 operan por encima de la red principal y procesan transacciones fuera de la cadena. He aquí un vistazo más de cerca a cómo se comparan las dos soluciones:
Velocidad y eficiencia
Las soluciones de Capa 2 pueden procesar un mayor volumen de transacciones por segundo que las soluciones de Capa 1. Al procesar transacciones fuera de la cadena, las soluciones de Capa 2 pueden aumentar significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento de transacciones, lo cual es fundamental para las aplicaciones basadas en blockchain que requieren un procesamiento de transacciones rápido y confiable.
Seguridad
Tanto las soluciones de Capa 1 como de Capa 2 están diseñadas para mantener la seguridad y la integridad de la cadena de bloques subyacente. Sin embargo, las soluciones de Capa 2 se basan en técnicas criptográficas como pruebas de conocimiento cero y cálculos verificables para garantizar que las transacciones sean precisas y seguras, incluso cuando se procesan fuera de la red principal.
Tarifas de gas
Las tarifas de gas son las tarifas de transacción que los usuarios deben pagar para utilizar una red blockchain. Las soluciones de capa 2 pueden reducir significativamente las tarifas del gas, ya que procesan transacciones fuera de la cadena y reducen la carga en la red principal. Por otro lado, las soluciones de Capa 1 pueden requerir tarifas de gas más altas para adaptarse al mayor procesamiento de transacciones en la red principal.
Flexibilidad
Las soluciones de Capa 2 son más flexibles que las soluciones de Capa 1 en términos de personalización para aplicaciones específicas. Las soluciones de Capa 2 se pueden adaptar para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain, lo que permite a los desarrolladores crear aplicaciones más eficientes y especializadas sobre la red blockchain.
Complejidad
Las soluciones de Capa 2 suelen ser más complejas que las de Capa 1, ya que requieren infraestructura adicional y técnicas criptográficas para procesar transacciones fuera de la cadena. Esta complejidad adicional puede hacer que sea más difícil para los desarrolladores crear aplicaciones sobre soluciones de Capa 2.
Interoperabilidad
Las soluciones de Capa 1 pueden ser más interoperables que las soluciones de Capa 2, ya que operan directamente en la red principal de blockchain. Esto facilita que las diferentes redes blockchain se comuniquen entre sí y que los usuarios muevan activos entre diferentes redes. Por otro lado, las soluciones de Capa 2 pueden requerir una infraestructura de interoperabilidad adicional para facilitar las transacciones entre cadenas.
Reflejos
- Las soluciones de escalamiento tienen como objetivo mejorar la velocidad y eficacia de las redes blockchain.
- Las soluciones de escalamiento son tecnologías que operan por encima de un protocolo blockchain para abordar el desafío de escalabilidad de las redes blockchain.
- Ejemplos de soluciones de escalamiento de Capa 2 incluyen paquetes acumulativos de conocimiento cero (ZK-Rollups) y paquetes acumulativos optimistas.
- Las soluciones de capa 2 ofrecen transacciones mejoradas por segundo, tarifas de gas más bajas, seguridad preservada y redes para aplicaciones específicas.
- Las soluciones de Capa 2 ofrecen mayor velocidad y eficiencia, tarifas de gas reducidas, mayor flexibilidad y pueden adaptarse para satisfacer las necesidades específicas de diferentes aplicaciones basadas en blockchain, mientras que las soluciones de Capa 1 son más interoperables y pueden requerir menor complejidad.