Layer-1: Qué es y cómo funciona en la tecnología de blockchain

Las cadenas de bloques de capa 1, como Bitcoin, BNB Chain o Ethereum, sirven como redes fundamentales que respaldan todo el ecosistema blockchain. Estas redes base, junto con su infraestructura central, están diseñadas para validar y finalizar transacciones de forma independiente, sin necesidad de soporte de redes externas. Sin embargo, mejorar la escalabilidad de estas redes de Capa 1 presenta desafíos importantes, como lo demuestran las dificultades encontradas con Bitcoin.

En respuesta a estos problemas de escalabilidad, los desarrolladores han introducido protocolos de Capa 2. Estos protocolos se construyen sobre la red de Capa 1, aprovechando sus mecanismos de seguridad y consenso para operar. Un ejemplo notable de una solución de Capa 2 de este tipo es Lightning Network de Bitcoin , que permite a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena antes de consolidarlas finalmente en la cadena de bloques principal.

La tecnología Blockchain ha sido transformadora, introduciendo un nuevo paradigma para el almacenamiento de datos seguro y descentralizado. Ha facilitado el surgimiento de transacciones entre pares sin confianza que desafían las normas establecidas de los sistemas financieros y de gobernanza. La tecnología se basa en un libro de contabilidad distribuido, mantenido a través de una red de nodos (computadoras), cada uno de los cuales es responsable de verificar y registrar nuevas transacciones. Esta arquitectura de múltiples capas de la tecnología blockchain mejora su funcionalidad, y cada capa introduce características y capacidades adicionales. En el corazón de esta arquitectura se encuentra la Capa-1, la capa fundamental que establece las reglas y protocolos básicos que gobiernan la cadena de bloques, sentando así las bases para el potencial innovador de la tecnología.

¿Qué es la capa 1?

Las redes de capa 1 son cadenas de bloques fundamentales que sirven como base del ecosistema blockchain más amplio, incluidas plataformas conocidas como Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH), BNB Smart Chain (BNB) y Solana . Estas redes son cruciales porque procesan y finalizan transacciones dentro de su propia infraestructura, empleando sus tokens nativos para facilitar las tarifas de transacción. Se denominan "capa 1" porque forman el marco principal dentro de sus respectivos ecosistemas, lo que los distingue de soluciones complementarias como protocolos fuera de cadena y de capa 2 diseñados para mejorar las capacidades de las cadenas principales.

Las cadenas de bloques de capa 1, como Bitcoin y Ethereum, no solo proporcionan la infraestructura esencial para el procesamiento de transacciones, sino que también establecen un entorno seguro para el desarrollo de redes y aplicaciones de cadenas de bloques secundarias. Esta capa fundamental aborda el trilema de blockchain , un concepto introducido por el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin , que equilibra la seguridad, la escalabilidad y la descentralización a través de mecanismos de consenso únicos como la prueba de trabajo (PoW) y la prueba de participación (PoS) . Sin embargo, debido a los desafíos de escalabilidad inherentes dentro de estas redes primarias, han surgido soluciones de capa 2, como Optimism en Ethereum. Estos protocolos de capa 2 aprovechan la seguridad y la disponibilidad de datos de sus redes de capa 1 subyacentes para ofrecer una funcionalidad ampliada sin comprometer la descentralización o la seguridad.

En esencia, las cadenas de bloques de capa 1 actúan como un libro de contabilidad público inmutable, registrando transacciones a través de pares de claves asimétricas vinculadas a las billeteras de criptomonedas de los usuarios. Este procesamiento de transacciones se rige por el mecanismo de consenso distinto de cada plataforma, que verifica y finaliza las transacciones o ventas. A pesar de la sólida seguridad e infraestructura que proporcionan las cadenas de bloques de capa 1, los problemas de escalabilidad han impulsado el desarrollo de protocolos de capa 2. Estos protocolos, construidos sobre la base de la capa 1, tienen como objetivo ampliar la funcionalidad de la red principal, ofreciendo soluciones a los desafíos de escalabilidad mientras dependen de la red de capa 1 para la seguridad y el consenso fundamentales.

En resumen, las cadenas de bloques de capa 1 son la piedra angular de la red blockchain, ofrecen una plataforma segura y descentralizada para el procesamiento de transacciones y sirven como base para futuras innovaciones en el espacio blockchain. Su función es fundamental para mantener el libro mayor distribuido y proteger la red, con soluciones de capa 2 que se basan en esta base para mejorar la escalabilidad y la funcionalidad.

Características clave de la cadena de bloques Layer-1

La mayoría de las cadenas de bloques conocidas, incluidas Bitcoin, Ethereum, Avalanche y Cardano, se clasifican como cadenas de capa 1 (L1) debido a características compartidas específicas. Estas cadenas son fundamentales para crear la estructura y las reglas que definen el ecosistema blockchain.

Producción de bloques : los bloques, las unidades fundamentales de una cadena de bloques, son producidos por mineros o validadores. Estos bloques son estructuras de datos que se vinculan a bloques anteriores e incluyen detalles de numerosas transacciones nuevas, formando un libro de contabilidad público conocido como blockchain. Este sistema garantiza que cada transacción sea registrada y verificable.

Finalidad de la transacción : una característica clave de las cadenas de bloques L1 es la finalidad de la transacción, que garantiza que una vez que se registra una transacción, no se puede alterar ni revertir. Esta finalidad se produce exclusivamente en la cadena L1, lo que garantiza que las transacciones se registren permanentemente en un estado irrevocable, aunque el tiempo necesario para alcanzar la finalidad puede variar según la cadena de bloques.

Activos nativos : las cadenas de bloques L1 utilizan criptomonedas nativas, como BTC, ETH, ADA y DOGE, para facilitar las tarifas de transacción y recompensar a los participantes de la red. Estas monedas son fundamentales para el funcionamiento de la cadena L1. Por el contrario, tokens como UNI, DAI, LINK y SAND impulsan aplicaciones y redes descentralizadas construidas sobre la cadena de bloques L1.

Mecanismo de seguridad y consenso : la seguridad es primordial en las cadenas de bloques L1, definida por el mecanismo de consenso empleado, como Prueba de trabajo (PoW), Prueba de participación (PoS) o Prueba de participación delegada (DPoS), y las reglas que rigen las interacciones del validador. . Estos mecanismos garantizan el acuerdo entre los participantes de la red y mantienen la seguridad de la red, lo que convierte a las cadenas de bloques L1 en la máxima autoridad en seguridad del ecosistema.

Soluciones de escalabilidad : a pesar de su función fundamental, las cadenas de bloques L1 enfrentan desafíos de escalabilidad. Para abordar esto, se han implementado varias estrategias como fragmentación, cadenas laterales y canales estatales para aumentar el rendimiento de las transacciones sin sacrificar la eficiencia.
Contratos inteligentes : muchas cadenas de bloques L1 también admiten contratos inteligentes : contratos autoejecutables con los términos del acuerdo integrados en el código. Estos contratos automatizan y hacen cumplir los acuerdos, reduciendo la dependencia de intermediarios y aumentando la transparencia.

En conclusión, las cadenas de bloques L1 son la columna vertebral del ecosistema blockchain y proporcionan la infraestructura necesaria para el procesamiento de transacciones, la seguridad y las aplicaciones descentralizadas. Son la capa principal que admite una amplia gama de funcionalidades, desde la finalidad de las transacciones y los activos nativos hasta contratos inteligentes y soluciones de escalabilidad, sentando las bases para un futuro descentralizado seguro y eficiente.

¿Cuál es la principal limitación de la capa 1?

Las cadenas de bloques de Capa 1 (L1) están diseñadas para ofrecer las funcionalidades básicas inherentes a la tecnología blockchain, con el objetivo general de lograr un equilibrio óptimo entre descentralización, seguridad y escalabilidad. Este desafío, conocido como el trilema blockchain , destaca la dificultad de maximizar los tres aspectos simultáneamente.

Históricamente, las cadenas L1 pioneras como Bitcoin y Ethereum se han centrado en garantizar la descentralización y una seguridad sólida, a menudo a expensas de la escalabilidad. Esta limitación se vuelve más pronunciada a medida que crece la adopción de la red, lo que genera congestión y tiempos de transacción más lentos. En respuesta, los desarrolladores han explorado varias estrategias para mejorar la escalabilidad sin comprometer significativamente la descentralización o la seguridad.

Un enfoque implica aumentar el tamaño del bloque , lo que permite incluir más transacciones en cada bloque, mejorando así el rendimiento de la red. Sin embargo, esta solución requiere que los nodos actualicen su hardware para administrar los bloques más grandes, lo que podría conducir a la centralización, ya que solo aquellos con recursos suficientes pueden permitirse participar.

Otra estrategia es la adopción de mecanismos de consenso alternativos, como la Prueba de participación (PoS), que puede ofrecer velocidades de transacción más rápidas y un menor consumo de recursos en comparación con el modelo tradicional de Prueba de trabajo (PoW). Sin embargo, los críticos argumentan que PoS puede conducir a una reducción de la seguridad y un aumento de los riesgos de centralización, ya que el control podría concentrarse entre un grupo más pequeño de partes interesadas.

Sharding presenta una tercera solución, donde la cadena de bloques divide sus datos en varios segmentos o fragmentos más pequeños y manejables, para facilitar un procesamiento más rápido y reducir la congestión de la red. Si bien la fragmentación puede mejorar significativamente la escalabilidad, introduce complejidad en la gestión de la comunicación entre fragmentos, lo que podría debilitar potencialmente la seguridad general de la cadena de bloques.

En resumen, las cadenas de bloques L1 son plataformas fundamentales que buscan conciliar las demandas de descentralización, seguridad y escalabilidad. A través de innovaciones como el aumento del tamaño de los bloques, los mecanismos de consenso alternativos y la fragmentación, los desarrolladores experimentan y perfeccionan continuamente las arquitecturas de blockchain para servir mejor a las crecientes bases de usuarios y, al mismo tiempo, mantener la integridad y la falta de confianza que son características distintivas de la tecnología blockchain.

Ejemplos de blockchain de capa 1

Las cadenas de bloques de capa 1 forman la columna vertebral de la web descentralizada y ofrecen una variedad de soluciones al trilema de la cadena de bloques de lograr descentralización, seguridad y escalabilidad. Esta síntesis explora cadenas de bloques prominentes de capa 1, destacando sus atributos únicos y contribuciones al ecosistema.

Bitcoin (BTC) : la criptomoneda pionera, Bitcoin, es venerada por su seguridad y naturaleza descentralizada, ya que opera según un mecanismo de consenso de prueba de trabajo (PoW). A pesar de su sólida seguridad, la arquitectura de Bitcoin significa que las transacciones pueden tardar de 10 minutos a una hora en procesarse, un testimonio de su posición como capa fundamental para la transferencia de valor, pero con desafíos de escalabilidad.

Ethereum (ETH) : Ethereum revolucionó la cadena de bloques con su capacidad de contratos inteligentes, creando una plataforma dinámica que se extiende más allá de las meras transacciones de criptomonedas. Al pasar de PoW a un consenso de prueba de participación (PoS) a través de una importante actualización conocida como Merge, Ethereum tiene como objetivo reducir drásticamente su consumo de energía en aproximadamente un 99,95 %, mostrando su compromiso con la sostenibilidad y al mismo tiempo mejorando la escalabilidad.

Algorand y Cardano : Ambas redes ofrecen alternativas a la plataforma de contratos inteligentes de Ethereum. Algorand utiliza un mecanismo puro de prueba de participación (PPoS) para garantizar la descentralización y escalabilidad, mientras que Cardano , conocido por su asequibilidad y eficiencia, implementa PoS para facilitar más de 250 transacciones por segundo, superando significativamente la capacidad anterior de Ethereum.

Polkadot (DOT) : Polkadot aborda el desafío de la interoperabilidad, permitiendo que diferentes cadenas de bloques se comuniquen y transfieran datos sin problemas a través de su consenso de Prueba de participación nominada (NPoS), enfatizando un modelo de seguridad compartido.

Solana : Solana, una cadena de bloques de tercera generación, introduce prueba de Historia (PoH) para lograr velocidades de transacción sin precedentes de hasta 65.000 por segundo, con el objetivo de resolver problemas de escalabilidad que han afectado durante mucho tiempo a las cadenas de bloques anteriores.

Tezos (XTZ) : Tezos se destaca por su cadena de bloques automodificada que puede actualizarse sin necesidad de bifurcarse, una característica que mejora significativamente su modelo de gobernanza y su seguridad. Utilizando un mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS), Tezos se centra en la verificación formal de contratos inteligentes para garantizar su exactitud y confiabilidad, lo que la convierte en una plataforma atractiva para aplicaciones de alto riesgo en finanzas y otros sectores.

Avalanche (AVAX) : Avalanche introduce un novedoso mecanismo de consenso que logra el consenso rápidamente, lo que permite un alto rendimiento y una baja latencia en las transacciones. Está diseñado para admitir una gran cantidad de subredes, creando una red altamente escalable y personalizable. La arquitectura única de Avalanche le permite funcionar como plataforma para aplicaciones descentralizadas y como marco interoperable para varias cadenas de bloques.

Cosmos (ATOM) : Cosmos se denomina "Internet de Blockchains" y tiene como objetivo resolver el problema de la interoperabilidad entre blockchains. A través de su protocolo Inter-Blockchain Communication (IBC), Cosmos permite que diferentes blockchains transfieran tokens y otros datos entre sí con facilidad, fomentando un ecosistema blockchain más interconectado y escalable.

Near Protocol (NEAR) : Near Protocol está diseñado para ofrecer una plataforma amigable para los desarrolladores con altas velocidades y bajos costos. Emplea tecnología de fragmentación, llamada Nightshade, para lograr escalabilidad sin comprometer la seguridad. El enfoque de Near en la usabilidad se extiende tanto a los desarrolladores, con sus capacidades de contratos inteligentes simples y accesibles, como a los usuarios, a través de procesos sencillos de gestión de cuentas y transacciones.

Binance Smart Chain (BSC) : lanzado por el intercambio de criptomonedas Binance, BSC opera junto con Binance Chain para ofrecer una red de alto rendimiento para contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas. Utiliza un modelo de consenso conocido como prueba de autoridad en participación (PoSA), que combina elementos de PoS y autoridad delegada para lograr un equilibrio entre velocidad, descentralización y seguridad. BSC ha ganado rápidamente popularidad debido a sus bajas tarifas de transacción y su alto rendimiento.

Zilliqa (ZIL) : Zilliqa es una plataforma blockchain pionera que introdujo tecnología de fragmentación para abordar problemas de escalabilidad. Al dividir la red en grupos (fragmentos) más pequeños y manejables, Zilliqa puede procesar transacciones en paralelo, aumentando significativamente su rendimiento. La arquitectura de Zilliqa le permite alcanzar altas velocidades de transacción sin comprometer la seguridad o la descentralización.

Fantom (FTM) : Fantom es una plataforma de contrato inteligente segura, escalable y de alto rendimiento diseñada para superar las limitaciones de las cadenas de bloques de la generación anterior. Utiliza un algoritmo de consenso personalizado llamado Lachesis, que permite la finalidad de la transacción casi instantánea. Esto convierte a Fantom en una plataforma ideal para aplicaciones de finanzas descentralizadas (DeFi) y usos en el mundo real donde la velocidad y la confiabilidad son cruciales.

Hedera Hashgraph (HBAR) : a diferencia de las cadenas de bloques tradicionales, Hedera Hashgraph utiliza un enfoque de consenso novedoso basado en el algoritmo hashgraph, que permite transacciones rápidas, justas y seguras con un bajo consumo de ancho de banda. Hedera tiene como objetivo admitir una amplia gama de aplicaciones, desde criptomonedas hasta almacenamiento de archivos y contratos inteligentes, y su modelo de gobernanza garantiza la estabilidad y la innovación continua.

Flow (FLOW) : Desarrollado por el equipo detrás de CryptoKitties , Flow es una cadena de bloques rápida, descentralizada y fácil de desarrollar diseñada para una nueva generación de activos digitales, juegos y aplicaciones. La arquitectura multifuncional única de Flow y el modelo de programación orientado a recursos brindan altos niveles de escalabilidad y usabilidad, allanando el camino para la adopción generalizada de blockchain.

Terra (LUNA) : Terra es un protocolo blockchain que impulsa sistemas de pago globales con precios estables a través de sus monedas estables algorítmicas. Al centrarse en la estabilidad y la usabilidad, Terra pretende impulsar la adopción de blockchain entre los usuarios principales. Su mecanismo de consenso combina la seguridad de PoS con la estabilidad económica proporcionada por sus monedas estables, respaldando un ecosistema próspero de aplicaciones financieras.

Stellar (XLM) : Stellar se centra en facilitar transacciones transfronterizas e intercambios de activos digitales, haciendo que los servicios financieros sean más accesibles y asequibles. Su protocolo de consenso permite una liquidación rápida y eficiente, atendiendo a una amplia gama de aplicaciones y servicios financieros destinados a conectar diferentes sistemas monetarios en todo el mundo.

Algorand (ALGO) : el mecanismo de consenso puro de prueba de participación (PPoS) de Algorand ofrece participación, protección y velocidad totales dentro de una red verdaderamente descentralizada. Su objetivo es resolver el trilema de la cadena de bloques proporcionando escalabilidad, seguridad y descentralización, haciéndola adecuada tanto para transacciones simples como para contratos inteligentes complejos.

EOSIO (EOS) : Diseñado centrándose en la escalabilidad y la facilidad de uso, EOSIO admite miles de transacciones por segundo con tarifas mínimas. Ofrece una plataforma sólida para aplicaciones descentralizadas mediante el uso de consenso de prueba de participación delegada (DPoS), con el objetivo de agilizar la adopción de blockchain para empresas e individuos.

Tron (TRX) : Tron tiene como objetivo descentralizar la web a través de su cadena de bloques de alto rendimiento, alta escalabilidad y alta disponibilidad, respaldando un vasto ecosistema de dApps, particularmente en el sector del entretenimiento. Su mecanismo de consenso de prueba de participación delegada (DPoS) facilita un procesamiento de transacciones rápido y eficiente.

Polygon (MATIC) : si bien se conoce principalmente como una solución de escalamiento de capa 2 para Ethereum, Polygon también proporciona un marco para construir y conectar redes blockchain compatibles con Ethereum. Combina lo mejor de Ethereum y las cadenas de bloques soberanas en un sistema multicadena completo, mejorando la escalabilidad y la interoperabilidad.

VeChain (VET) : VeChain se especializa en procesos comerciales y de gestión de la cadena de suministro basados en blockchain, con el objetivo de mejorar la transparencia, la trazabilidad y la eficiencia. Emplea un mecanismo de consenso de prueba de autoridad (PoA), que equilibra el alto rendimiento con el respeto al medio ambiente.

Ripple (XRP) : Ripple y su criptomoneda asociada, XRP, se centran en facilitar sistemas de pago transfronterizos en tiempo real. Ripple tiene como objetivo agilizar las transacciones financieras globales, haciéndolas más rápidas, más confiables y menos costosas en comparación con los sistemas bancarios tradicionales. Su libro de consenso, que no es una cadena de bloques en el sentido tradicional, utiliza un proceso de consenso único entre servidores de validación, ofreciendo un rendimiento y una eficiencia de transacciones que se destacan en el sector financiero. La red de Ripple está diseñada para permitir liquidaciones instantáneas, tarifas de cambio más bajas y un uso más eficiente del capital de trabajo, lo que la convierte en una opción popular entre los bancos e instituciones financieras para transacciones internacionales.

Celo (CELO) : Celo es un ecosistema blockchain centrado en aumentar la adopción de criptomonedas entre los usuarios de teléfonos inteligentes. Al utilizar números de teléfono como claves públicas, Celo pretende introducir un conjunto de productos y servicios financieros que sean accesibles y fáciles de usar. La red apoya la creación y el uso de monedas estables, como cUSD (Celo Dollar) y cEUR (Celo Euro), para facilitar el intercambio de valor estable en su plataforma. El mecanismo de consenso de prueba de participación (PoS) de Celo garantiza escalabilidad y seguridad, mientras que su compromiso de reducir las barreras para el acceso financiero se alinea con su misión de construir un sistema financiero más inclusivo. El enfoque de Celo hacia la tecnología blockchain enfatiza la usabilidad y el impacto social, apuntando a aplicaciones del mundo real como remesas y pagos para impulsar el empoderamiento económico global.

Cada blockchain aporta su propio enfoque para equilibrar la descentralización, la seguridad y la escalabilidad, desde las plataformas fundamentales de Bitcoin y Ethereum hasta las redes de alta velocidad de Solana y Elrond. Juntas, forman un panorama multifacético que sustenta las aplicaciones descentralizadas que dan forma al futuro de Internet.

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