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¿Qué es el trilema blockchain?

Publicado el Oct 20, 2023
¿Qué es el trilema blockchain?

La tecnología Blockchain, que tiene sus raíces en el trabajo innovador de los pioneros de la criptografía, ha transformado para siempre el panorama de las transacciones digitales y el almacenamiento de datos. Sin embargo, su ascenso ha estado marcado por un intrincado desafío al que a menudo se hace referencia como el trilema de blockchain.

Conceptualizado por el influyente cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin , el trilema blockchain delinea el acto de equilibrio entre tres pilares fundamentales de los sistemas blockchain: seguridad , escalabilidad y descentralización .

La seguridad es primordial y subraya la necesidad de medidas inexpugnables para frustrar posibles amenazas de actores maliciosos que pretenden socavar el sistema. Mientras tanto, la escalabilidad, es decir, la capacidad del sistema para manejar aumentos en los volúmenes de transacciones y la participación de los usuarios sin aumentos indebidos en las tarifas o retrasos en los tiempos de las transacciones, sigue siendo igualmente vital. En esencia, la descentralización personifica el espíritu de blockchain. Garantiza una distribución democrática del control, negando la posibilidad de influencia o dominio indebido por parte de una sola entidad o grupo.

La intrincada relación entre estos pilares sugiere que reforzar uno podría comprometer inadvertidamente a los demás. Esta dinámica plantea un intrincado rompecabezas para los arquitectos de blockchain, que a menudo requiere compensaciones para garantizar una interacción armoniosa entre los tres.

Si bien hay una sensación palpable de optimismo, el sentimiento más amplio en la comunidad blockchain sigue cautelosamente dividido. Muchos expertos sostienen que lograr una combinación perfecta de seguridad, escalabilidad y descentralización puede seguir siendo un objetivo difícil de alcanzar, al menos en el horizonte previsible.

Seguridad: el primer pilar del trilema blockchain

Profundizando en las facetas fundamentales del trilema blockchain, la seguridad se destaca como un pilar esencial en la vasta extensión de la tecnología blockchain. Dada la arquitectura descentralizada de las cadenas de bloques, se vuelve imperativo fortalecer sus defensas contra posibles infracciones por parte de adversarios maliciosos. Esta tarea se vuelve más compleja cuando se reconoce la ausencia de un órgano de gobierno centralizado responsable de la seguridad de la plataforma.

Una de las cadenas de bloques más reconocidas y pioneras, Bitcoin, emplea una combinación sofisticada de técnicas criptográficas combinadas con un modelo de consenso denominado prueba de trabajo. Este ingenioso sistema garantiza que cada bloque de datos esté entretejido de forma segura, formando una cadena inmutable. Cualquier modificación no autorizada de los datos de la cadena se hace evidente de inmediato para toda la red, lo que garantiza una detección rápida. Un aspecto fundamental para mejorar la seguridad reside en la tasa de participación; una red más extensa con un mayor número de nodos o participantes aumenta inherentemente su resistencia a amenazas potenciales. Es un principio arraigado en la idea de que el aumento de participantes diluye la concentración de poder, neutralizando efectivamente amenazas como el famoso ataque del 51%.

Sin embargo, mientras subrayamos la importancia de la seguridad, es vital reconocer su intrincada relación con los otros dos componentes del trilema: la descentralización y la escalabilidad. Dar prioridad a la seguridad podría afectar inadvertidamente a estos otros elementos, lo que subraya el delicado acto de equilibrio al que se enfrentan los desarrolladores y arquitectos de blockchain.

Escalabilidad: el segundo pilar del trilema blockchain

Al pasar nuestro enfoque al siguiente elemento fundamental del trilema de blockchain, la escalabilidad emerge como una preocupación primordial en el panorama cambiante del diseño de blockchain. En esencia, la escalabilidad resume la capacidad de una cadena de bloques para gestionar un aumento en los volúmenes transaccionales y la participación de los usuarios sin demoras indebidas ni costos de transacción exorbitantes.

Muchas iniciativas de blockchain albergan ambiciones de adopción mundial, lo que requiere infraestructuras lo suficientemente sólidas como para atender a miles de millones de usuarios sin problemas. Sin embargo, la búsqueda de la escalabilidad a menudo choca con la necesidad general de defender los otros dos principios del trilema: seguridad y descentralización.

Las compensaciones entre estos pilares se vuelven evidentes al examinar redes como Bitcoin. Con su capacidad limitada a aproximadamente siete transacciones por segundo, es claramente superada por sus contrapartes centralizadas como Visa, que cuenta con un asombroso rendimiento de 24.000 transacciones por segundo. Esta discrepancia surge de la arquitectura fundamental de blockchain, donde cada transacción se somete a la validación de múltiples nodos y se rige por algoritmos de consenso como la prueba de trabajo, reconocidos por su seguridad pero notoriamente propensos a la latencia.

La comunidad blockchain, en su incesante búsqueda de escalabilidad sin comprometer la integridad, está investigando y experimentando fervientemente con soluciones innovadoras. Entre ellos se encuentran conceptos como sharding, que divide la red en segmentos más pequeños y manejables; metodologías alternativas de consenso que prioricen la velocidad sin socavar la seguridad; y protocolos de Capa 2, diseñados para operar sobre la cadena de bloques primaria y acelerar el procesamiento de transacciones.

Descentralización: el tercer pilar del trilema blockchain

La descentralización es el rasgo emblemático de la tecnología blockchain, que la distingue marcadamente de sus contrapartes centralizadas. Dentro de un marco descentralizado, el poder y el control se distribuyen equitativamente entre todos los participantes, lo que hace que los órganos de gobierno centrales sean redundantes. Este enfoque democratizado amplifica la transparencia y la equidad del sistema, al mismo tiempo que lo fortalece contra posibles censuras e interferencias externas indebidas.

Sin embargo, el camino hacia una verdadera descentralización está lleno de desafíos intrincados. Por ejemplo, a medida que aumenta el número de participantes en la red, llegar a un consenso se vuelve un asunto cada vez más complejo, lo que a menudo ralentiza la velocidad de las transacciones y, por lo tanto, plantea problemas de escalabilidad.

Además, si bien la descentralización democratiza el control, también abre las puertas a posibles vulnerabilidades. Una red ampliamente descentralizada podría reducir inadvertidamente las barreras para que se infiltren actores maliciosos, aumentando así el riesgo de ataques o compromisos coordinados. Se trata de lograr un equilibrio delicado que garantice una participación amplia y al mismo tiempo salvaguarde la integridad y la resiliencia de la red.

Agregar escalabilidad y la amenaza que presenta para la seguridad

En el ámbito de blockchain, imagine que cada fragmento de datos tiene un peso específico. A medida que crece la acumulación de datos, el peso aumenta, lo que ralentiza el movimiento de los datos. Para optimizar y garantizar la fluidez, es fundamental actualizar y perfeccionar constantemente estos datos. Un posible enfoque para lograr esto es restringir el alcance de la distribución de la cadena de bloques.

Sin embargo, esta restricción, si bien es beneficiosa para la gestión de datos, puede reducir las barreras protectoras contra posibles adversarios que intenten infiltrarse en la red. Una red condensada puede ofrecer a estas entidades maliciosas una vía más sencilla para asumir el control, permitiéndoles alterar potencialmente los datos de la cadena de bloques. Este escenario subraya las compensaciones inherentes al considerar la escalabilidad dentro de la trinidad de principios de la cadena de bloques.

Pero, ¿cuál es el impulso detrás del escalamiento de las cadenas de bloques?

Considere la frustración de estar atrapado en un embotellamiento. Esta congestión surge porque las carreteras no están diseñadas para dar cabida a todo el volumen de vehículos simultáneamente. De manera análoga, imaginemos soportar esos bloqueos cada vez que se inicia una transacción. Con una afluencia de transacciones, la red se inunda, lo que genera un cuello de botella en los procesos de validación. Esto da como resultado un sistema que no sólo es lento sino fundamentalmente ineficiente.

En esencia, para que blockchain logre una aceptación e integración generalizadas, su escalabilidad no es negociable. Sin la capacidad de escalar, las cadenas de bloques corren el riesgo de verse eclipsadas por las plataformas tradicionales en términos de eficiencia, velocidad de transacciones y experiencia general del usuario.

¿Significa esto que para lograr escalabilidad, una iniciativa blockchain debe comprometer la seguridad o la descentralización? La respuesta no es tan sencilla.

La búsqueda de una solución

Abordar el intrincado desafío de la escalabilidad en blockchain ha generado una gran cantidad de soluciones innovadoras dentro de la industria. Dependiendo de la estructura fundamental de un proyecto y su dependencia de otros proyectos (por ejemplo, cómo una dApp depende de Ethereum), las soluciones propuestas han sido diversas y tienen un potencial significativo para futuras mejoras de la red.

Sin profundizar demasiado técnicamente, han surgido varias soluciones pioneras, entre ellas:

Ethereum 2.0: adopción de fragmentación y acumulaciones

La fragmentación ha ganado terreno, especialmente para proyectos independientes como Ethereum. En esencia, la fragmentación divide las transacciones de la cadena de bloques en partes más pequeñas y manejables, lo que acelera su procesamiento. Esta división facilita el procesamiento simultáneo de transacciones, aliviando posibles cuellos de botella. La integridad de los datos permanece intacta, ya que estos fragmentos se comunican y sincronizan continuamente con la cadena de bloques primaria.

Los rollups, por otro lado, agregan múltiples transacciones en un lote fuera de la cadena, completo con pruebas de validación, antes de incorporarlas a la cadena principal. De manera análoga al uso compartido del automóvil, los rollups agilizan los datos, mitigan la congestión y aumentan la velocidad de las transacciones.

The Lightning Network: aprovechando los canales estatales

Apodada una solución de 'capa 2', Lightning Network se superpone a la red blockchain principal. Usando Bitcoin como un excelente ejemplo, su popularidad ha generado desafíos con el ritmo y los costos de las transacciones. Lightning Network propone un método transaccional alternativo, evitando la necesidad de una interacción directa con la cadena primaria de Bitcoin.

Los canales estatales facilitan transacciones directas, rápidas y rentables entre los participantes. Es similar a abrir una pestaña, donde las transacciones se realizan "fuera de la cadena" hasta el cierre del canal. Solo los detalles de apertura y cierre se transmiten a la cadena de bloques principal, lo que garantiza la eficiencia. Los contratos inteligentes sustentan estos canales, salvaguardando la seguridad de las transacciones.

Polkadot: la fusión de cadenas de retransmisión y paracaídas

Polkadot imagina un ecosistema colaborativo de cadenas de bloques interconectadas. Un elemento central de su arquitectura es la "cadena de retransmisión", que actúa como la médula espinal de la red. Las "paracaídas", cadenas de bloques individuales, se enganchan a esta cadena de retransmisión.

Esta estructura promueve la gobernanza autónoma dentro de cada cadena, fomentando la escalabilidad, mientras que colectivamente fortalecen la seguridad a través de la colaboración unificada.

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