El criptotrilema explicado: problemas y soluciones [2023] | BitPago

Las cadenas de bloques pueden permitir el almacenamiento de información seguro, sin permiso y descentralizado y la facilitación de transacciones. Pero estas bases de datos distribuidas tienden a enfrentar limitaciones en al menos una de tres áreas vitales: seguridad, escalabilidad o descentralización.

Los desafíos que presenta el intento de equilibrar estos aspectos de la tecnología blockchain se conocen como el "trilema blockchain".

Aquí se explica el trilema de blockchain.

¿Qué es el trilema de la cadena de bloques?

El trilema blockchain, un término cuya acuñación se le atribuye al cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, describe las dificultades que enfrentan los desarrolladores al crear una arquitectura blockchain que sea segura y escalable sin dejar de ser descentralizada.

Mire la cadena de bloques de Bitcoin, por ejemplo. La red de Bitcoin es la más segura del mundo, con una tasa de hash más de 460 Exahash por segundo. Ninguna computadora conocida en el mundo podría descifrar el cifrado de prueba de trabajo de Bitcoin. Y con miles de operadores de nodos independientes en todo el mundo, la red sigue estando descentralizada y, por tanto, es más difícil de atacar.

Pero cuando se trata de transacciones, la capa base de Bitcoin difícilmente es escalable. La red sólo puede manejar unas 7 transacciones por segundo (TPS).

Cualquier método para aumentar la tasa del TPS conduciría a disminuciones en la seguridad o en la descentralización, o en ambas.

En una medida u otra, todas las blockchains enfrentan un escenario similar: sobresalen en algunas áreas pero se quedan cortas en otras.

Comprender los tres pilares de blockchain

Para comprender el trilema de blockchain, primero debemos familiarizarnos con los pilares fundamentales de la tecnología blockchain, que incluyen 1) seguridad, 2) escalabilidad y 3) descentralización.

Seguridad

La seguridad es de suma importancia cuando se trata de blockchain. Si un atacante puede manipular el libro mayor, ya no tendrá integridad y será considerado poco confiable y sin valor.

La descentralización hace que las cadenas de bloques sean seguras al hacerlas más difíciles de atacar. Derribar una red implicaría derribar todos sus nodos, o al menos controlar la mayoría de ellos. Sin embargo, al mismo tiempo, lograr la seguridad puede ser un desafío para un sistema que no tiene un punto central de control, ya que la protección no puede estar en manos de una sola persona o entidad.

Una de las formas más comunes de atacar una red blockchain es mediante lo que se conoce como ataque del 51%. Si alguien puede tomar el control de la mayoría de los nodos de una red, puede alterar el libro mayor. Esto podría permitir duplicar el gasto de las transacciones, borrar transacciones anteriores u otras manipulaciones de datos para satisfacer las necesidades del atacante. Ethereum Classic (ETC), la cadena Ethereum original, ha sufrido múltiples ataques del 51%, por ejemplo.

Por muy importante que sea la seguridad, sigue entrelazada con los otros dos aspectos del trilema de blockchain: escalabilidad y descentralización. Mejorar la seguridad a menudo conduce a una reducción de estos otros componentes de una cadena de bloques.

Escalabilidad

La escalabilidad se refiere a la capacidad de una cadena de bloques para manejar un gran volumen de transacciones a escala sin afectar la velocidad, la eficiencia o las tarifas. Dado que la mayoría de las cadenas de bloques tienen la ambición de ser adoptadas a escala global, su tecnología debe poder manejar una gran cantidad de usuarios que envían muchas transacciones. Pero ser escalable y al mismo tiempo mantener los otros dos pilares de la descentralización y la seguridad puede resultar difícil de lograr.

Considere el hardware necesario para los operadores de nodos de blockchain. El hardware de alta gama aumenta el rendimiento de la red y mejora la escalabilidad. Sin embargo, al establecer estándares de hardware tan estrictos, limitamos quién puede unirse a la red. Menos participantes pueden significar un sistema más centralizado. Esencialmente, al buscar la escalabilidad, podríamos comprometernos con la descentralización.

Así como aumentar la seguridad de una cadena de bloques puede reducir su escalabilidad, aumentar la escalabilidad puede reducir la seguridad y la descentralización.

Descentralización

Ser descentralizado es lo que diferencia a una cadena de bloques de otros métodos de almacenar datos o facilitar transacciones. En lugar de que todos los datos se almacenen en un único servidor y sean controlados por sus propietarios, las cadenas de bloques constituyen una forma de tecnología de libro distribuido (TLD). Los libros de contabilidad distribuidos almacenan datos en múltiples servidores en diferentes ubicaciones geográficas. Lo que distingue a las cadenas de bloques de otras formas de DLT es que los servidores, o nodos, a menudo son administrados por personas independientes y los datos se almacenan continuamente en bloques que forman una cadena con marca de tiempo.

La descentralización puede hacer que una red sea más segura al eliminar cualquier vector de ataque o punto de falla. Sin embargo, esto trae consigo nuevos desafíos, como lograr un consenso sobre el registro de datos, lo que puede volverse más difícil a medida que aumenta el número de participantes, lo que genera problemas de escalabilidad. Y cuando a los actores maliciosos les resulta fácil unirse a la red y afectar sus operaciones, la descentralización puede convertirse en una debilidad en lugar de una fortaleza.

Escalabilidad

La escalabilidad se refiere a la capacidad de una cadena de bloques para manejar un gran volumen de transacciones a escala sin afectar la velocidad, la eficiencia o las tarifas. Dado que la mayoría de las cadenas de bloques tienen la ambición de ser adoptadas a escala global, su tecnología debe poder manejar una gran cantidad de usuarios que envían muchas transacciones. Pero ser escalable y al mismo tiempo mantener los otros dos pilares de la descentralización y la seguridad puede resultar difícil de lograr.

Considere el hardware necesario para los operadores de nodos de blockchain. El hardware de alta gama aumenta el rendimiento de la red y mejora la escalabilidad. Sin embargo, al establecer estándares de hardware tan estrictos, limitamos quién puede unirse a la red. Menos participantes pueden significar un sistema más centralizado. Esencialmente, al buscar la escalabilidad, podríamos comprometernos con la descentralización.

Así como aumentar la seguridad de una cadena de bloques puede reducir su escalabilidad, aumentar la escalabilidad puede reducir la seguridad y la descentralización.

Descentralización

Ser descentralizado es lo que diferencia a una cadena de bloques de otros métodos de almacenar datos o facilitar transacciones. En lugar de que todos los datos se almacenen en un único servidor y sean controlados por sus propietarios, las cadenas de bloques constituyen una forma de tecnología de libro distribuido (TLD). Los libros de contabilidad distribuidos almacenan datos en múltiples servidores en diferentes ubicaciones geográficas. Lo que distingue a las cadenas de bloques de otras formas de DLT es que los servidores, o nodos, a menudo son administrados por personas independientes y los datos se almacenan continuamente en bloques que forman una cadena con marca de tiempo.

La descentralización puede hacer que una red sea más segura al eliminar cualquier vector de ataque o punto de falla. Sin embargo, esto trae consigo nuevos desafíos, como lograr un consenso sobre el registro de datos, lo que puede volverse más difícil a medida que aumenta el número de participantes, lo que genera problemas de escalabilidad. Y cuando a los actores maliciosos les resulta fácil unirse a la red y afectar sus operaciones, la descentralización puede convertirse en una debilidad en lugar de una fortaleza.

Soluciones e innovaciones actuales

Se han propuesto muchas soluciones para abordar el trilema criptográfico que plantea el equilibrio de seguridad, escalabilidad y descentralización. La mayoría de estos intentan solucionar el problema implementando cambios en el nivel de capa 1 (también conocido como capa base) o utilizando herramientas en la parte superior de la capa base. conocido como capa-2.

Soluciones de capa 1

Mejoras en el protocolo de consenso: El enfoque más integral para resolver el trilema de blockchain es simplemente cambiar el mecanismo de consenso en los que se basa una red. Esto se puede hacer pasando de un modelo de consenso de prueba de trabajo (PoW) a un modelo de prueba de participación (PoS), por ejemplo. En lugar de depender de nodos mineros para realizar cálculos que consumen mucha energía para proteger una red, las redes PoS requieren nodos validadores para bloquear o "apostar" tokens durante un período de tiempo determinado. Ethereum pasó por este proceso a finales de 2022, conocido como La fusión.

Sharding, también conocida como partición horizontal, es un método de gestión de bases de datos que implica dividir los datos en partes o fragmentos y almacenarlos en diferentes ubicaciones. Al dividir partes de los datos de una cadena de bloques entre diferentes nodos, se puede liberar más espacio para el procesamiento paralelo de transacciones. Normalmente, cada nodo completo de una cadena de bloques debe almacenar el conjunto de datos de toda la cadena, desde el primer bloque de transacciones hasta el más reciente. Pero con la fragmentación, este no tiene por qué ser el caso.

Dividir los datos de la cadena de bloques en partes más pequeñas da como resultado que cada nodo pueda procesar más transacciones, lo que significa una mayor escalabilidad.

Soluciones de capa 2

Muchas de las propuestas más populares para resolver el trilema de blockchain no ocurren en la capa base de blockchain, sino en soluciones de capa 2. Trabajar en la segunda capa puede proporcionar una manera de aumentar la escalabilidad preservando al mismo tiempo la descentralización y la seguridad de la cadena principal, que permanece inalterada.

• Cadenas de bloques anidadas Utilice una estructura que involucre una cadena principal con varias cadenas secundarias. Esto permite que las cadenas funcionen en conjunto entre sí. La cadena principal se centra en asignar tareas y controlar parámetros, mientras que las cadenas secundarias pueden procesar transacciones. OMG Plasma es un ejemplo de una capa 2 que utiliza una cadena de bloques anidada sobre la capa 1 de Ethereum para una mayor escalabilidad.
• Canales estatales Proporcionar una forma para que los participantes realicen transacciones directamente fuera de la cadena, con la capa base sirviendo como árbitro final de las transacciones. Los usuarios abren un canal fuera de la cadena mediante el uso de una transacción de firmas múltiples en la cadena de bloques. Luego se pueden cerrar los canales y la liquidación se realiza directamente en la cadena. Red Lightning de Bitcoin es un ejemplo de un canal de estado de capa 2.
• Sidechains funcionan como cadenas de bloques independientes que se ejecutan en paralelo a la capa base. Utilizan sus propios métodos de consenso, lo que puede permitir una mayor escalabilidad, como se mencionó anteriormente. Un inconveniente es que una cadena lateral no se beneficia de la seguridad de su capa base, lo que genera posibles vulnerabilidades. Polígono, Polkadot, Cosmos y Avalanche son algunos ejemplos de proyectos populares que utilizan cadenas laterales.

Implicaciones para el futuro.

A medida que evoluciona el panorama criptográfico, la adopción de tecnología y pagos basados ​​en blockchain seguirá abriéndose camino en la corriente principal.

La capa 2 de Ethereum ya ve sobre seis veces más transacciones como capa base de Ethereum. Además, dado que BitPay agregó soporte para transacciones de Lightning Network, hemos visto mensualmente Las transacciones relámpago casi se triplican en menos de 10 meses, mostrando el potencial de las soluciones fuera de la cadena.

La comunidad criptográfica sigue inquebrantable en su búsqueda de abordar el trilema, esforzándose por lograr una combinación armoniosa de descentralización, escalabilidad y seguridad. Especialmente en el ámbito de los pagos con criptomonedas, el futuro parece prometedor. Con esfuerzo e ingenio colectivos, estamos a punto de remodelar el paradigma financiero. Estén atentos, porque lo mejor está por llegar.

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• Fuente: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/