El problema del trilema de la cadena de bloques fue propuesto por primera vez por el fundador de Ethereum, Vitalik Buterin. El trilema de la cadena de bloques es la incapacidad de la cadena de bloques para ser rápida, segura y descentralizada al mismo tiempo. Con las criptomonedas ganando más popularidad, hay un aumento continuo en el número de usuarios y transacciones que ocurren en la cadena de bloques diariamente. Por lo tanto, la necesidad de cadenas de bloques más eficientes y escalables para cumplir con todo el procesamiento de transacciones y productos construidos sobre ellas.

Las soluciones de escalado de Capa 2 han ayudado mucho a abordar este problema. Las blockchains de Capa 1 como Bitcoin y Ethereum están seguras y descentralizadas pero son muy lentas. Por ejemplo, Ethereum solo puede manejar alrededor de 30 transacciones por segundo (TPS). Con millones de transacciones ocurriendo diariamente, hay una necesidad de una solución más rápida que no comprometa la seguridad de la blockchain. Veamos más sobre cómo lograr esto con la ayuda de las soluciones de escalado de Capa 2.

¿Qué es Capa 2?

Capa 2 es un protocolo construido sobre una cadena de bloques existente (capa 1) para aumentar el rendimiento y la producción. La capa 1 comparte sus cargas transaccionales con esta capa adicional que a cambio realiza las transacciones y envía los resultados a la capa base para su registro permanente. El objetivo de la solución de escalabilidad de la capa 2 es reducir la carga en la cadena de bloques base, mejorar la velocidad de procesamiento y, lo más importante, abordar los problemas de escalabilidad enfrentados por las cadenas de bloques. Con la interacción entre la capa 1 y la capa 2, la cadena de bloques puede lograr escalabilidad sin comprometer la seguridad.

Capa 2 también puede ser referida como soluciones fuera de la cadena. Esto se debe a que proporcionan un marco de procesamiento de transacciones que es independiente de la cadena base. Arbitrum, Polygon y Optimism son soluciones de escalabilidad de capa 2 de la cadena de bloques de Ethereum. Procesan transacciones de Ethereum y envían los datos transaccionales de vuelta a la cadena principal. Las transacciones son más baratas y rápidas en la capa 2. Por ejemplo, el tiempo de bloque en la red de polygon es aproximadamente de 2 segundos, mientras que en Ethereum es de alrededor de 10 segundos. El costo de una transacción utilizando Polygon oscila entre $0.0005 y $0.2, mientras que en Ethereum puede llegar a ser tan alto como $10 o incluso más.

¿Por qué son necesarias las soluciones de escalado de Capa 2?

Se desea que la blockchain sea rápida, segura y descentralizada. Sin embargo, con el problema del trilema de la blockchain, solo se pueden lograr dos de estas características simultáneamente. Se necesitan soluciones de escalabilidad para abordar este problema. Con el aumento en el número de usuarios y transacciones en blockchains de capa 1 como Bitcoin y Ethereum, hay una necesidad de aumentar el rendimiento sin comprometer la seguridad y la descentralización. Por lo tanto, surge la necesidad de soluciones de escalabilidad de capa 2.

¿Cómo funciona la Capa 2?

Las capas 2 comprenden todas las soluciones de escalado diseñadas para lograr la escalabilidad de la cadena de bloques base. Están diseñadas para acelerar las transacciones en la capa 1 sin comprometer la seguridad y descentralización. Las transacciones en la capa 1 se transfieren a la capa 2 para su procesamiento. De esta manera, la capa 2 alivia la carga transaccional de la capa base.

Capa 2 después de procesar estas transacciones, las devuelve a la capa base. Existe una comunicación regular entre ambas capas, esto es para garantizar que la descentralización y la seguridad no se vean comprometidas en la capa 2. Con la carga transaccional fuera de la capa 1, la capa base se vuelve menos congestionada y escalable.

Tipos de Soluciones de Escalabilidad de Capa 2

Echemos un vistazo a diferentes soluciones de escalado de Capa 2 y cómo operan.

Rollups

Los rollups combinan un montón de transacciones en un solo conjunto de datos transaccionales y lo envían a la cadena principal. Este protocolo ahorra mucho espacio en la cadena de bloques y también hace que las transacciones sean más rápidas y más baratas. Hay dos tipos de rollups: rollups de conocimiento cero y rollups optimistas.

Rollups de conocimiento cero

También conocidos como ZK-rollups, realizan una computación fuera de la cadena y envían el resultado a la cadena principal. Los resultados se conocen como prueba de validez. La prueba de validez significa que todas las transacciones han sido verificadas y son seguras para ser enviadas a la cadena base. Los rollups de conocimiento cero son Prueba de Trabajo (PoW) que tienen lugar fuera de la cadena. Esto reduce la carga de trabajo en la cadena principal y, por lo tanto, las transacciones se procesan más rápido.

Rollups optimistas

Se asume que las transacciones son buenas por defecto y se envían a la cadena principal. Cuando el sistema enfrenta un desafío, se verifica el sistema y se revoca cualquier transacción fraudulenta encontrada y el validador de bloques responsable es sancionado. La transacción aquí es más lenta en comparación con ZK-rollups, pero los Optimistic rollups ofrecen más seguridad y descentralización.

Cadenas laterales

Son blockchains separadas que se ejecutan junto a la cadena principal. Utilizan los recursos integrados en ellas para reducir la carga en la cadena principal. Utilizan información de la cadena base junto con su máquina virtual para ejecutar contratos inteligentes o validar transacciones y luego enviar el resultado final a la cadena principal. Las sidechains son independientes de la cadena principal y tienen sus validadores. Las sidechains ofrecen transacciones más baratas y rápidas en comparación con su blockchain principal. Un buen ejemplo de una sidechain es la red Polygon, una solución de escalabilidad para la cadena de bloques Ethereum. Las transacciones en Polygon son más rápidas y más baratas en comparación con la cadena principal, Ethereum.

Canales de Estado

Como su nombre lo indica, el canal sirve como un enlace entre dos partes que realizan transacciones. Los canales te permiten bloquear tus fondos y comerciar en forma virtual en una red fuera de la cadena más rápida y económica. Al final, las transacciones se envían a la cadena principal. Esta solución es posible utilizando contratos inteligentes o firmas múltiples y es similar a lo que sucede al usar una tarjeta Visa. Envías y recibes una representación numérica virtual del dinero real. Un buen ejemplo de esta solución de escalabilidad es la red lightning de Bitcoin. Tus BTC están bloqueados con alguien conectado a la cadena principal. Luego puedes realizar tus transacciones normales que serán más económicas y rápidas en comparación con la red de Bitcoin, al final todo se envía a la cadena principal. La red lightning se ha utilizado para escalar Bitcoin y también evitar altos costos de transacción.

Blockchain anidado

Esta es una cadena secundaria que se encuentra encima de la cadena principal. La cadena principal no participa en el procesamiento de transacciones, sino que delega el trabajo y las condiciones a la cadena anidada, la cual devuelve los resultados después de completar el trabajo. La cadena principal tiene la tarea de garantizar la seguridad de toda la configuración. Esto reduce la carga en la cadena principal y mejora el funcionamiento de la cadena de bloques.

Soluciones de escalado de Capa 2 de Bitcoin

La red Lightning de Bitcoin

La Red de Rayosha sido efectiva en escalar la red de Bitcoin. Al igual que otras soluciones de escalabilidad, las transacciones se procesan fuera de la cadena y se devuelven a la cadena principal. Esto alivia la carga transaccional de la cadena base, lo que hace que la red sea escalable. El tiempo promedio de transacción en la red de Bitcoin es de unos 10, pero con la red lightning, esto ocurre en cuestión de milisegundos. Los usuarios pueden experimentar costos de transacción bajos y pagos más rápidos.

Soluciones de escalado de Ethereum Capa 2

Con la capacidad de implementar contratos inteligentes, muchos proyectos consideran adecuado construir sobre la cadena de bloques de Ethereum. Esto ha provocado altas comisiones de transacción y transacciones más lentas a medida que la red se congestiona, por lo que surge la necesidad de una solución de escalado. Desde entonces, han surgido muchas soluciones de escalado. Hay 2 grupos principales de Soluciones de Escalado de Capa 2 en la cadena de bloques de Ethereum, a saber: Soluciones de escalado generalizadas y especiales de aplicación de capa 2.

Las soluciones de escalado generalizadas son similares a la cadena principal pero ofrecen transacciones más baratas y rápidas. Todas las funciones disponibles en capa 1 también están presentes en ellas. Las DApps pueden implementarse en estas soluciones de escalado ya que sirven al mismo propósito que la cadena principal. Ejemplos de soluciones de escalado generalizadas incluyen Arbitrum One, Optimism, Boba Network, StarkNet, etc.

Las soluciones de escalado específicas de la aplicación están diseñadas para aplicaciones específicas en la red. Están diseñadas para la optimización y el rendimiento mejorado. Un buen ejemplo es el intercambio descentralizado, dydx, para negociar activos criptográficos. Otros ejemplos incluyen Loopring, zKSync, ZKSpace, Aztec, etc.

Conclusión

El trilema de la cadena de bloques ha sido el principal problema enfrentado con el crecimiento y la adopción de la criptomoneda. Las cadenas de bloques de Capa 1 son generalmente lentas en el procesamiento de transacciones. Intentar acelerarlas alterará uno de los factores importantes, de ahí la necesidad de soluciones de escalado de Capa 2. Estos protocolos evitan que las cadenas de bloques de Capa 1 se vuelvan demasiado pesadas y congestionadas, por lo que las transacciones son más rápidas y baratas. Construir una solución de Capa 2 no requiere que se altere la cadena principal, por lo que la seguridad de toda la cadena de bloques no se ve comprometida en todo el proceso.