¿Qué es la escalabilidad en Blockchain? Una explicación sencilla

A medida que más personas y organizaciones emplean la tecnología blockchain, la escalabilidad se ha vuelto más prominente. Probablemente haya encontrado este término, tal vez, como el mayor problema de la industria de la criptografía.

Pero, ¿qué significa exactamente "escalabilidad", especialmente en lo que respecta a la tecnología blockchain, y por qué es tan importante?

¿Qué es la escalabilidad de Blockchain?

"Escalabilidad" se refiere a la capacidad de un sistema o proceso para continuar funcionando a pesar de los cambios de volumen o escala. De manera similar, la escalabilidad de blockchain se refiere a la capacidad de un protocolo blockchain de continuar funcionando de manera óptima (sin mayores costos) cuando hay más transacciones, datos y usuarios.

Vitalik Buterin sugiere [PDF] que los protocolos blockchain se esfuerzan por ser descentralizados, seguros y escalables, pero solo logran dos de estas propiedades. Y la característica que más comúnmente se sacrifica es la escalabilidad.

Cuando una cadena de bloques no es escalable, procesa las transacciones lentamente, lo que puede provocar congestión de la red (acumulación de pagos) y tarifas más altas. Mientras tanto, una cadena de bloques escalable puede manejar un gran volumen de transacciones por segundo (TPS) sin una disminución en seguridad, experiencia de usuario y tarifas, o toma de decisiones (llegar a un consenso con una amplia red de peer-to-peer) actores).

Tres métricas clave determinan la escalabilidad de un protocolo blockchain:

1. Latencia: El tiempo que lleva transmitir transacciones a los nodos de la red y recopilar sus respuestas para llegar a un consenso afecta la escalabilidad. Una latencia más baja da como resultado una red más escalable.
2. Rendimiento: La escalabilidad de un protocolo blockchain también depende de la cantidad de transacciones que puede procesar por segundo. Un mayor rendimiento da como resultado una red más escalable.
3. Costo: Los recursos (potencia de cálculo, ancho de banda, etc.) necesarios para ejecutar una cadena de bloques determinan su escalabilidad. Más recursos significarían mayores incentivos para la red, especialmente para más participantes de la red. Si los incentivos no son proporcionales al costo de participación, es posible que no haya participantes en la red.

La mayoría de los protocolos blockchain más nuevos, como Solana, son más escalables que los protocolos más antiguos como Bitcoin; sin embargo, normalmente lo logran a costa de un sistema de seguridad más débil o de una mayor centralización.

Para que las cadenas de bloques respalden enormes economías y bases de usuarios, deben ser escalables. La gente no adoptará protocolos blockchain si son lentos y costosos, especialmente porque existen opciones tradicionales rápidas y baratas. Por ejemplo, es más rápido y económico usar VISA para pagar su pizza que usar Bitcoin. De ahí la importancia de la escalabilidad de blockchain.

3 métodos clave para escalar la cadena de bloques

Varios protocolos blockchain han implementado numerosas técnicas para mejorar la latencia, el rendimiento y los costos sin sacrificar la seguridad y la descentralización. Sin embargo, ninguna solución ha podido resolver el trilema blockchain, especialmente porque varios de ellos sacrifican la descentralización o la seguridad.

Como resultado, los protocolos blockchain suelen emplear múltiples soluciones para mejorar la escalabilidad de blockchain.

Estas técnicas se pueden clasificar en tres soluciones amplias.

1. Soluciones de capa 1

Aquí, el objetivo es mejorar la red blockchain principal para manejar transacciones desgastadas. Esto puede incluir soluciones como agrandar los bloques, reducir los tiempos de transacción o recopilar respuestas para lograr un consenso más rápido.

Las soluciones de Capa 1 se implementan en la cadena y se centran en mejorar el protocolo central de la cadena de bloques sin involucrar ningún marco secundario. Normalmente, estas mejoras se realizan mediante una bifurcación de blockchain.

Por ejemplo, Testigo segregado activado por Bitcoin (SegWit) a través de una bifurcación suave en 2017. Este cambio aumentó los límites de tamaño de bloque del protocolo y la eficiencia de las transacciones. Más tarde ese año, una bifurcación llevó a la creación de Efectivo de Bitcoin (BCH), una cadena de bloques alternativa con bloques de mayor tamaño, tiempos de transacción más cortos y tarifas de transacción más bajas.

La cadena de bloques Ethereum también completó una bifurcación dura en 2022. Esto hizo que el algoritmo de consenso del protocolo pasara de prueba de trabajo a prueba de participación. Fue la primera fase en la introducción de la fragmentación, que Buterin cree escalará aún más la red.

fragmentación de cadena de bloques es una solución de Capa 1, aunque no requiere bifurcación. En cambio, implica dividir la red en particiones más pequeñas (fragmentos) para expandirse y mejorar el procesamiento de transacciones. Si bien Ethereum busca implementar la fragmentación en algún momento de 2023, la cadena de bloques Zilliqa Ya tiene cuatro fragmentos, lo que reduce los tiempos de transacción, reduce las tarifas de transacción y mejora la satisfacción del usuario.

2. Soluciones de capa 2

A diferencia de las soluciones de Capa 1 implementadas en el protocolo central de blockchain, las soluciones de Capa 2 aumentan la escalabilidad de blockchain al mover algunas transacciones o procesos fuera de la cadena. Son marcos secundarios (canales estatales y acumulaciones) creados en base al protocolo central blockchain para manejar mayores volúmenes de transacciones.

• Canales estatales: Con un canal estatal, dos o más partes pueden realizar transacciones rápidamente, fuera de la cadena, y al mismo tiempo permitir que la finalidad de la transacción se resuelva en la cadena. Por ejemplo, La red relámpago opera sobre la cadena de bloques de Bitcoin y permite transacciones de Bitcoin fuera de la cadena de bloques central. Con la ayuda de contratos inteligentes, las transacciones se sellan. Luego, la transacción y su finalidad se agregan a la cadena de bloques primaria, lo que permite la resolución de disputas y el cierre del canal. Otro ejemplo de canal estatal es la red Raiden construida sobre Ethereum.
• Acumulados: Mientras tanto, los rollups (optimistas o de conocimiento cero, por ejemplo) ejecutan transacciones fuera de la cadena y luego enviar los datos de la transacción o la prueba de validez al protocolo central de blockchain, donde se alcanzará un consenso alcanzó. Loopring y Aztec son buenos ejemplos de acumulaciones de conocimiento cero, mientras que Arbitrium One y el optimismo son ejemplos de resúmenes optimistas.

Además, existen otros diferencias entre blockchains de Capa 1 y Capa 2.

3. Nuevas cadenas

Se pueden crear diferentes formas de nuevas cadenas (cadenas laterales, cadenas de plasma y cadenas Validium) para fomentar el procesamiento eficiente de transacciones. Por ejemplo, Polygon es una cadena lateral de Ethereum con especificaciones personalizadas para satisfacer necesidades específicas, pero aún se beneficia y depende de la sólida base de Ethereum.

Si bien estas soluciones a veces se denominan soluciones de Capa 2, son bastante distintas. Las soluciones de Capa 2 son extensiones de su contraparte de Capa 1 y normalmente funcionan en línea con la cadena de bloques central. Sin embargo, las cadenas laterales, las cadenas de plasma y las cadenas Validium son cadenas de bloques más independientes con conexiones a su contraparte de Capa 1. Por lo general, asumen la responsabilidad de su seguridad, algoritmos de consenso o parámetros de bloqueo.

Sin escalabilidad de blockchain, sin adopción masiva

La tecnología Blockchain tiene el potencial de cambiar el mundo tal como lo conocemos. Sin embargo, no cambiará el mundo si la escalabilidad sigue siendo una limitación porque no habrá una adopción masiva.

Desde la digitalización de activos hasta empresas que utilizan la tecnología blockchain para optimizar procesos, el futuro es brillante para la tecnología blockchain si puede escalar de manera sostenible sin sacrificar la descentralización y seguridad.