¿Qué es el Trilema del Blockchain?

La inauguración del blockchain ha sentado las bases para un ecosistema avanzado donde los usuarios pueden realizar transacciones y crear activos a través de la red descentralizada. La tecnología Blockchain promueve tres conceptos principales, descentralización, seguridad y escalabilidad, que impulsan los avances actuales en el espacio criptográfico. Esta tecnología innovadora nos permite explorar diversas capacidades para realizar transacciones, operar, crear y monetizar a través del blockchain. Sin embargo, es un desafío optimizar todas las capacidades del blockchain al mismo tiempo.

La tecnología Blockchain se enfrenta a una paradoja que le impide alcanzar su máximo potencial. Averigüemos cuál es este desafío del blockchain y si podemos superarlo.

Explicación del Trilema del Blockchain

El blockchain promueve la idea de que las solicitudes y transacciones pueden realizarse sin esperar a que un tercero las apruebe. Elimina la necesidad de una entidad central que almacene información privada y confidencial.

Esta idea requiere que las plataformas blockchain optimicen la seguridad, la descentralización y la escalabilidad. Sin embargo, el desafío actual consiste en optimizar las tres clases a niveles altos y al mismo tiempo, lo que el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, denominó “Trilema Blockchain”.

Según la definición de trilema, es una situación en la que alguien necesita decidir dadas tres alternativas. En este caso, el desafío es optimizar la descentralización, la escalabilidad y la seguridad al mismo nivel.

Este es un trilema porque el desarrollo de un aspecto se produce a expensas de otro factor. Por ejemplo, aumentar la escalabilidad del blockchain puede comprometer la seguridad, lo que conceptualmente va en contra de los conceptos básicos del blockchain.

En su última actualización, Ethereum 2.0 afirmó que resolvería esta paradoja. Sin embargo, esta nueva iteración aún se encuentra en su introducción gradual y se desconoce cuándo y cómo lo solucionará.

Profundicemos en los tres elementos del trilema, qué significa cada uno para el blockchain y cúal es su contribución.

Escalabilidad

Un blockchain escalable funciona de manera eficiente durante las horas pico de la red y se puede utilizar en múltiples sistemas de protocolos de blockchain para admitir varios casos de uso.

La escalabilidad es una característica vital del blockchain que permite trabajar con varias redes de blockchain y ofrece a los desarrolladores la oportunidad de crear y operar activos digitales, aplicaciones financieras y aplicaciones descentralizadas.

Los blockchains altamente escalables permiten a los desarrolladores lanzar sus dApps en múltiples plataformas descentralizadas sin comprometer la funcionalidad o usabilidad.

Sin embargo, en la actualidad la escalabilidad es un tema crítico para el blockchain en cuanto al manejo del rendimiento de las transacciones, debido a la cantidad de nodos de validación y usuarios activos.

Algunos blockchains pueden procesar entre 4,000 y 6,000 transacciones por segundo. Sin embargo, esto es más probable cuando varios nodos están disponibles para sólo 50,000 usuarios en línea. Y la pregunta es: ¿podrá el blockchain mantener cifras similares de transacciones por segundo cuando preste servicios a millones?

Al comparar la red Bitcoin con las plataformas de redes sociales convencionales, Facebook y Twitter albergan muchos más usuarios mensuales que las billeteras activas en el blockchain BTC.

El blockchain BTC alojaba 22 millones de billeteras activas en 2021, mientras que Facebook tenía casi 3 mil millones de usuarios activos en el mismo año. Esto significa que las redes blockchain tienen un largo camino por recorrer y mantener un alto rendimiento.

Descentralización

La descentralización es la noción principal de la Web 3.0, que impulsa gran parte de las actualizaciones actuales en blockchain, criptomonedas y aplicaciones. Las redes descentralizadas implican que ninguna autoridad central gestiona o controla la estructura, sino que la autoridad se comparte entre los usuarios y el control se distribuye.

Veamos cómo funciona una red descentralizada. Es una estructura sin permisos que permite transacciones basadas en reglas establecidas sin sistemas centralizados.

Los mineros desempeñan un papel vital en esta red, y los mineros son máquinas informáticas que resuelven ecuaciones complejas para confirmar transacciones en el blockchain. A cambio, los mineros o los nodos de validación ganan tarifas de transacción o, en algunos casos, tokens como sistema de recompensa.

Por lo tanto, los nodos disfrutan de los mismos poderes según los tokens y su contribución a la red, lo que es una excelente manera de distribuir la red por igual en el mundo descentralizado. Nadie en la red descentralizada puede tomar decisiones de forma independiente. En su lugar, las decisiones se votan para llegar a un consenso.

Sin embargo, si un blockchain quiere aumentar la escalabilidad, el mecanismo de consenso puede tardar tiempo en ganarse el voto de todos. Por lo tanto, genera más tiempo de procesamiento de la red y congestión.

Además, existe un problema de seguridad porque entidades maliciosas pueden participar en el proceso de validación e impulsar decisiones en su beneficio.

Seguridad

La seguridad es una preocupación importante y un aspecto central de las redes descentralizadas. Millones de transacciones ocurren a diario en el blockchain, y sin un sistema de seguridad sofisticado, los hackers se infiltrarán fácilmente y secarán las billeteras de todas sus existencias. Las principales redes blockchain, como Ethereum y Bitcoin, suelen tener una mejor estructura de seguridad de red que las redes emergentes. Por lo tanto, es bastante difícil violar sus blockchains.

La razón principal por la que los hackers se han enfocado en los blockchains es porque son de código abierto y cualquiera puede leer códigos hash y realizar un seguimiento de las transacciones.

La seguridad del blockchain parece funcionar en oposición a los otros dos elementos: la descentralización y la escalabilidad. Cuando un blockchain es altamente escalable y funciona con múltiples redes y plataformas, a la seguridad se le exige mantener el sistema consistente sin más interferencias.

Además, la descentralización implica que el control reside entre los nodos de validación, donde solo los nodos pueden tomar decisiones sobre transacciones y otros aspectos. Sin embargo, esto puede provocar problemas de seguridad si nodos maliciosos participan en la votación y actúan según su agenda.

Por lo tanto, es esencial no comprometer la seguridad y centrarse en desarrollar la escalabilidad y descentralización del blockchain teniendo en cuenta las preocupaciones de seguridad. De lo contrario, todo el ecosistema blockchain podría colapsar.

¿Por qué Ocurre el Trilema Blockchain?

La mayoría de los esfuerzos actuales para desarrollar el blockchain se centran en la escalabilidad, lo que hace que dichas redes las puedan utilizar muchos usuarios en múltiples cadenas y redes manteniendo la coherencia.

Sin embargo, las redes blockchain no pueden manejar un aumento masivo de transacciones por segundo y pueden provocar una gran congestión, desestabilizando el blockchain y debilitando su seguridad.

Además, un blockchain más escalable significa más nodos de validación para responder a las crecientes solicitudes de las transacciones. Sin embargo, esto debe garantizar que todos los nodos estén seguros porque un nodo malicioso puede perturbar toda la red y desencadenar órdenes incorrectas.

La seguridad es tan fundamental para el blockchain que no puede verse comprometida, y un aumento en la escalabilidad o la descentralización pueden provocar violaciones de seguridad.

Por lo tanto, el desafío es alcanzar un punto óptimo entre tres elementos, porque aumentar un elemento probablemente se producirá a expensas de disminuir otro.

Formas de Resolver el Trilema del Blockchain

No existe una solución clara para este problema. De lo contrario, ahora no sería un problema. Sin embargo, ha habido varios intentos y actualizaciones para resolver el trilema del blockchain. Veamos algunos de estos intentos y hablemos sobre su papel en la resolución del trilema.

Fragmentación

La fragmentación significa dividir la cadena de bloques en fragmentos más pequeños y permitir que cada subcadena de bloques administre las transacciones y la información por separado. Con el tiempo, cada uno podrá procesar transacciones de acuerdo con su ledger. Estas cadenas de bloques más pequeñas, o fragmentos, se conectan luego a través de la red principal.

Esta implementación elimina la presión de un único blockchain al dividir la información en partes más pequeñas asignadas a cada fragmento, que funciona por separado.

Esta solución ayuda a escalar el blockchain sin poner en riesgo su seguridad porque cada fragmento funciona de forma independiente. También puede hacer que las transacciones del blockchain sean más rápidas porque se realizan varias minitransacciones simultáneamente en lugar de tener todo en cola en el blockchain principal.

Layer 2

Los desarrolladores argumentan que agregar una segunda capa a la capa principal del blockchain puede facilitar el proceso de transacción. La introducción de una segunda capa construida sobre la red principal puede ayudar a procesar la información de forma más rápida y eficiente.

Una layer-2 o una cadena lateral está conectada con la red principal y permite que la información se mueva entre dos cadenas. La cadena lateral opera con sus propias reglas y está facultada para finalizar transacciones sin mostrarlas a la red principal.

Luego, los contratos inteligentes se utilizan para permitir la interacción entre los usuarios. Esta solución podría parecerse a la fragmentación. Sin embargo, la Capa 2 se enfoca en agregar una segunda capa de red en el blockchain principal, mientras que la fragmentación implica romper el blockchain principal en pedazos más pequeños y cambiar la estructura de la red principal.

Protocolo de Consenso

Muchos blockchains están cambiando su tradicional protocolo de validación Proof of Work (PoW) a proof of staking (PoS). El protocolo PoS implica que los nodos de validación deben hacer staking con sus tokens antes de participar en el mecanismo de consenso.

Habitualmente, PoW requería máquinas potentes (o mineros) para realizar algoritmos complejos y validar transacciones. Sin embargo, este proceso llevaba mucho tiempo y requería una energía considerable.

Por lo tanto, agregar más nodos en el proceso de validación es la mejor opción, lo que garantiza que los nodos actuarán de buena fe ya que están bloqueando y haciendo staking con sus tokens.

Esfuerzos Actuales para Resolver el Trilema del Blockchain

Algunos intentos han abordado este problema introduciendo actualizaciones nuevas a los blockchains existentes. La red blockchain líder, Ethereum, comenzó a tomar medidas serias para superar el trilema con la última actualización de Serenity, o Ethereum 2.0.

Además, la actualización nueva incluye el cambio del mecanismo PoW a PoS, que promete procesar 100.000 transacciones por segundo. Sin embargo, resolver el trilema de esta manera llevará tiempo porque es un proceso por etapas.

La fragmentación era el objetivo principal de la actualización nueva: dividir la cadena de bloques en partes más pequeñas y mejorar la escalabilidad. Sin embargo, más tarde, Ethereum anunció que eliminaría la fragmentación de su línea de tiempo y adoptaría en su lugar una cadena Layer2.

¿Por qué Necesitamos Resolver el Trilema del Blockchain?

La tecnología blockchain tiene un gran potencial y, a pesar de los avances actuales, aún se encuentra en sus etapas preliminares. Hay una gran variedad de funcionalidades que teóricamente conocemos, pero que todavía tenemos que descubrir cómo llegar a ellas.

Por lo tanto, para llegar allí, necesitamos encontrar soluciones a los problemas de velocidad, haciendo que las transacciones sean más rápidas, con tiempos de congestión mínimos y con tarifas bajas.

Sin embargo, seguir desarrollando el blockchain puede exponerlo a riesgos de seguridad imprevisibles que desconocemos. Por lo tanto, los desarrolladores son conscientes de que fortalecer el blockchain ahora es crucial para seguir explorando el futuro de la cadena de bloques.

En última instancia, el blockchain existe desde hace menos de 20 años y es necesario explorar un enorme potencial. Una vez que resolvamos este problema, es posible que encontremos nuevos niveles de funcionalidad blockchain de los que hemos oído hablar.

Conclusión

El trilema del blockchain, que incluye los desafíos en el desarrollo de la escalabilidad, la seguridad y la descentralización, hace que el desarrollo de la cadena de bloques sea un desafío. Estos tres elementos son vitales para el blockchain, pero parece que aumentar un elemento podría llevar a comprometer otro. Se están realizando esfuerzos para abordar este desafío del blockchain y promover una cadena de bloques más rápida y segura. Ethereum 2.0 es un ejemplo de estos enfoques, ya que introdujo la fragmentación y una Capa 2 para que las transacciones sean fluidas y seguras, y promete procesar 100.000 TPS.

Finalmente, resolver el trilema abrirá nuevas formas de beneficiarse de esta tecnología innovadora, y es posible que solo estemos en la superficie del nuevo nivel que podríamos explorar en desarrollos futuros.