Desglose de Blockchain: ¿Qué es una Capa 2?

Introducción

El mundo de las criptomonedas no para de crecer. En junio de 2024, había unos impresionantes 617 millones de propietarios de criptos, y la capitalización total del mercado rondaba los 2,24 billones de dólares. Pero a pesar de este crecimiento descomunal, la tecnología blockchain todavía enfrenta un desafío importante: la escalabilidad. Por ejemplo, la red principal de Ethereum tiene una capacidad de procesamiento de alrededor de 15 a 30 transacciones por segundo (TPS). Este número no es fijo, ya que puede variar ligeramente según el tamaño de los bloques y la actividad en la red. Cabe destacar la transición de Ethereum al sistema de Proof of Stake (PoS) con Ethereum 2.0, diseñada para mejorar la escalabilidad, especialmente cuando se combina con el concepto de sharding.

Piensa en las soluciones de Layer 2 (L2) como un turbo para las blockchains. Estas tecnologías trabajan fuera de la cadena principal (Layer 1 o L1) para hacer las transacciones más rápidas, económicas y eficientes. Algunas L2, como Arbitrum, Polygon y Optimism, pueden manejar hasta 4,000 transacciones por segundo. No significa que operen a esta capacidad todo el tiempo, pero pueden hacerlo cuando es necesario, lo que supone una gran mejora frente a la velocidad habitual. Este rendimiento abre la puerta a aplicaciones más complejas como DeFi, juegos y sistemas de gestión de cadenas de suministro que funcionen sin problemas sobre blockchain.

En resumen, mientras que Layer 1 está enfocado en cambios estructurales como el aumento del tamaño de los bloques, Layer 2 utiliza trucos inteligentes, como los rollups y las sidechains, para acelerar las transacciones sin comprometer la seguridad. En este artículo, exploraremos en profundidad Layer 2 y cómo está revolucionando el futuro de la tecnología blockchain.

¿Qué es una solución de Capa 2?

Las soluciones de Capa 2 son como el ingrediente secreto que lleva la tecnología blockchain al siguiente nivel, abordando los problemas más grandes que las blockchains tradicionales de Capa 1, como Bitcoin y Ethereum, no siempre pueden resolver. Es cierto que las blockchains de Capa 1 hacen el trabajo pesado: procesan las transacciones y mantienen la seguridad con métodos de consenso como Proof of Work (PoW) o Proof of Stake (PoS). Pero a menudo tienen dificultades cuando se trata de escalar. Este problema forma parte del "trilema de la blockchain", que establece que es difícil lograr escalabilidad, seguridad y descentralización al mismo tiempo. Debido a esto, las redes de Capa 1 pueden ralentizarse, lo que provoca tiempos de espera más largos y tarifas más altas, especialmente en períodos de alta demanda. Las soluciones de Capa 2 intervienen para mantener todo funcionando sin problemas, incluso cuando la red está bajo presión.

Por ejemplo, la Lightning Network es una de las varias soluciones de Capa 2 para Bitcoin (aunque no la única), diseñada para hacer las transacciones más rápidas y económicas al moverlas fuera de la blockchain principal por un tiempo. Imagina que tú y un amigo abren un canal de pago privado, algo así como un libro de contabilidad digital solo entre ustedes dos. Además, aunque las transacciones ocurren fuera de la cadena en Lightning Network, siguen estando respaldadas por el modelo de seguridad de la Capa 1 de Bitcoin a través de contratos de bloqueo de tiempo hash (HTLCs), que garantizan que los fondos se liquiden de manera segura en la cadena principal en caso de disputas. Lo interesante es que solo necesitas actualizar la blockchain dos veces: una al abrir el canal y otra al cerrarlo. De esta forma, la blockchain no se sobrecarga con cada transacción individual, haciendo todo el proceso más rápido y económico.

Los rollups de Ethereum, como los Optimistic Rollups y los Zero-Knowledge (ZK) Rollups, funcionan de manera algo distinta pero con el mismo objetivo: reducir la carga en la blockchain principal. Entonces, ¿qué otras soluciones de escalado existen?

Escalado de Ethereum en la Capa 2

Rollups

Los rollups son protocolos de software que operan sobre la cadena principal, optimizando las transacciones y reduciendo la congestión.

Los Optimistic Rollups, como Base, Arbitrum, Optimism y Boba Network, agrupan múltiples transacciones en un lote y envían este lote comprimido como datos de llamada a la cadena principal de Ethereum. Lo interesante aquí es que estos rollups asumen que las transacciones son válidas y envían los datos de las transacciones a la cadena principal sin realizar los cálculos directamente en ella. Si surge una disputa, las transacciones pueden verificarse mediante un mecanismo de desafío que garantiza su validez. Sin embargo, si alguien sospecha que hay un error o una transacción fraudulenta, puede iniciar una prueba de fraude durante la ventana de desafío. Si la prueba resulta exitosa, el lote se revierte y quien lo envió puede perder un depósito. Las pruebas de fraude en los Optimistic Rollups funcionan cuestionando posibles transiciones de estado inválidas, lo que luego desencadena una verificación en la cadena. Este sistema reduce la cantidad de cálculos que la cadena principal tiene que realizar, haciendo que todo sea más rápido y económico, aunque sigue siendo seguro gracias a este mecanismo de desafío.

ZK Rollups, por otro lado, adoptan un enfoque diferente. En lugar de asumir que todo está bien hasta que se demuestre lo contrario, los ZK Rollups emplean pruebas criptográficas, específicamente argumentos de conocimiento sucintos no interactivos de conocimiento cero (zk-SNARKs) o zk-STARKs, para validar un lote de transacciones fuera de la cadena. Generan lo que se llama una "prueba sucinta" (a menudo un SNARK o STARK) para cada lote de transacciones. Esta prueba es una forma súper eficiente de demostrar que todas las transacciones en el lote son válidas sin necesidad de revisarlas una por una en la cadena principal de Ethereum. La cadena principal simplemente verifica esta prueba, lo que es muy rápido, y luego puede aceptar con confianza todo el lote de transacciones. Este método es extremadamente seguro y eficiente, aunque un poco más complicado desde el punto de vista técnico.

Sidechains

Otro tipo de solución de escalado son las sidechains, que funcionan casi como universos paralelos, operando como cadenas de bloques separadas junto a la cadena principal.

Binance Smart Chain (ahora conocida como BNB Smart Chain) y Avalanche son cadenas de bloques de Capa 1 con sus propios modelos de consenso, por lo que no son estrictamente sidechains de Capa 2 en Ethereum. Polygon funciona tanto como una sidechain de Prueba de Participación (Proof of Stake) como un agregador de soluciones de Capa 2. Estas sidechains tienen su propio conjunto de validadores y mecanismos de consenso, lo que significa que pueden gestionar transacciones de manera independiente sin depender completamente de la cadena principal.

Lo interesante es que las sidechains suelen depender de puentes (por ejemplo, puentes Plasma o contratos inteligentes) para facilitar la transferencia de activos. Estos puentes pueden no funcionar siempre como una conexión bidireccional real, como ocurre en la red Liquid de Bitcoin. Esto permite transferir activos entre la cadena principal y la sidechain, lo cual es especialmente útil para los usuarios que buscan aprovechar las características únicas de diferentes redes o reducir las tarifas de transacción. Las sidechains frecuentemente utilizan puentes para permitir una comunicación fluida y transferencias de activos entre ambas cadenas, aunque sus mecanismos de consenso puedan ser completamente diferentes.

Canales de Estado

Otro producto de escalado son los canales de estado. Estos son mecanismos fuera de la cadena que permiten a los usuarios realizar múltiples transacciones de manera privada, sin necesidad de transmitir cada operación a la blockchain. Solo las transacciones de apertura y cierre se registran en la cadena principal, lo que ayuda a reducir la congestión y acelera las interacciones.

Los canales de estado permiten que los participantes transaccionen directamente entre sí, sin la necesidad de registrar cada interacción en la red principal. Únicamente el estado final se liquida en la blockchain, lo que hace que el proceso sea más rápido y eficiente.

Imagina cómo tú y tus amigos pueden hablar en privado. En lugar de gritar cada mensaje al mundo, simplemente mantienen un registro de su conversación y solo comparten el resultado final con los demás. Así es como funcionan los canales de estado. Estos requieren que la configuración inicial del canal y la liquidación final se realicen en la cadena, utilizando una billetera multi-firma para garantizar que las transacciones fuera de la cadena sean acordadas mutuamente por los participantes. Cabe mencionar que los canales de estado son principalmente útiles para transacciones repetitivas y de bajo valor (micropagos), pero no para interacciones complejas con contratos inteligentes. Este enfoque es muy eficiente para cosas como juegos o pequeños pagos.

Plasma

Plasma es completamente diferente, ya que es un marco que alberga una familia de blockchains más pequeñas conectadas a la blockchain principal. Estas blockchains más pequeñas, conocidas como cadenas secundarias, operan bajo sus propias reglas y validadores, pero dependen de compromisos periódicos con la cadena principal para mantener la seguridad. Aunque Plasma ofrece beneficios de escalabilidad, enfrenta desafíos como una finalización lenta y posibles problemas de disponibilidad de datos.

El uso de Plasma ha disminuido debido a sus limitaciones en términos de seguridad y finalización, ya que los usuarios deben esperar largos períodos de salida (generalmente de 7 a 14 días) para retirar fondos de vuelta a Ethereum. Es importante señalar que Plasma ha sido en gran parte superado por los rollups, que son más eficientes y seguros. Una de las implementaciones más tempranas y conocidas de Plasma es OMG Network.

Al enviar periódicamente los estados finales de las transacciones de regreso a Ethereum para su validación, garantizando seguridad y finalización, las cadenas Plasma manejan un gran volumen de transacciones fuera de la cadena. Sin embargo, están limitadas en cuanto a soporte para contratos inteligentes complejos y han visto una menor adopción debido a los largos tiempos de retiro. Sus casos de uso principales estaban inicialmente dirigidos a aplicaciones que requerían transferencias simples, aunque soluciones más nuevas han superado a Plasma.

Al reducir la carga en la red principal de Ethereum, Plasma disminuye las tarifas y acelera las transacciones. Sin embargo, retirar fondos de las cadenas Plasma a Ethereum puede tomar hasta 7 días, ya que este período es necesario para permitir la resolución de disputas o la detección de posibles fraudes antes de que los fondos estén completamente disponibles en la cadena principal.

Ejemplos de soluciones de capa 2

Varias soluciones de capa 2 han sido implementadas con éxito en distintas redes blockchain. Aquí algunos ejemplos destacados:

1. Optimism
    

• Tipo: Optimistic Rollup
   
• Descripción: Optimism es una solución de capa 2 para Ethereum que utiliza Optimistic Rollups para aumentar el rendimiento de las transacciones. Asume que las transacciones son válidas y solo realiza una verificación computacional si se presenta un desafío. Optimism reduce la computación requerida en la cadena principal mediante el uso de pruebas de fraude, mientras sigue enviando datos de transacciones mínimos (comprimidos) a la capa 1, reduciendo significativamente las tarifas de gas y aumentando la velocidad de las transacciones.
   
• Casos de uso: DApps, protocolos DeFi y cualquier proyecto basado en Ethereum que necesite escalabilidad.

2. Arbitrum

• Tipo: Optimistic Rollup
   
• Descripción: Arbitrum es otra solución de capa 2 basada en la tecnología Optimistic Rollup. Mejora la escalabilidad de Ethereum moviendo la mayoría del procesamiento de transacciones fuera de la cadena, mientras mantiene la seguridad de la mainnet de Ethereum. Arbitrum es conocido por su compatibilidad con los contratos inteligentes existentes de Ethereum, lo que facilita a los desarrolladores migrar sus aplicaciones.
   
• Casos de uso: DeFi, juegos y otras aplicaciones con alto volumen de transacciones.
   

3. Polygon (anteriormente Matic)
    

• Tipo: Side Chain y Plasma
   
• Descripción: Polygon es una solución de capa 2 multicanal que proporciona un marco para construir redes de blockchain interconectadas. Combina cadenas laterales Proof-of-Stake (PoS) y tecnología Plasma para ofrecer una solución escalable con procesamiento rápido de transacciones y tarifas bajas. La cadena PoS de Polygon corre en paralelo a Ethereum y soporta una amplia variedad de aplicaciones descentralizadas.
   
• Casos de uso: NFTs, DeFi, juegos y diversas DApps.
  
   

4. zkSync
    

• Tipo: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
   
• Descripción: zkSync es una solución de capa 2 que utiliza Zero-Knowledge Rollups, los cuales emplean pruebas criptográficas para validar las transacciones. Esto permite un procesamiento de transacciones fuera de la cadena altamente eficiente y seguro, con la validez de estas transacciones comprobada en la cadena principal mediante pruebas criptográficas concisas. Los zk-Rollups heredan la seguridad completa de la capa 1, a diferencia de los Optimistic Rollups que dependen del mecanismo de desafío para la seguridad.
   
• Casos de uso: Sistemas de pagos, aplicaciones DeFi y transferencias de tokens.
  
   

5. Loopring
    

• Tipo: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
   
• Descripción: Loopring es un protocolo de intercambio descentralizado (DEX) que aprovecha los Zero-Knowledge Rollups para facilitar el comercio de alta capacidad y bajo costo en Ethereum. Al agrupar transacciones fuera de la cadena y verificarlas con zk-pruebas, Loopring permite a los usuarios intercambiar activos con tarifas mínimas y ejecución rápida.
   
• Casos de uso: Intercambios descentralizados, soluciones de pago y DeFi.
  
   

6. Immutable X
    

• Tipo: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
   
• Descripción: Immutable X es una solución de capa 2 diseñada específicamente para NFTs en Ethereum. Utiliza zk-Rollups para permitir la acuñación, compra y venta rápidas y sin gas de NFTs. Immutable X busca la neutralidad de carbono mediante la escalabilidad de capa 2, reduciendo el consumo de energía en comparación con las transacciones de la capa 1 de Ethereum, lo que lo convierte en una opción ecológica para las plataformas de NFTs.
   
• Casos de uso: Mercados de NFTs, plataformas de juegos y arte digital.
  
   

7. StarkNet
    

• Tipo: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
   
• Descripción: StarkNet es un zk-Rollup descentralizado que permite que cualquier aplicación descentralizada (DApp) logre escalabilidad ilimitada sin comprometer la composibilidad y seguridad de Ethereum. Utiliza STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge) para garantizar la validez de las transacciones fuera de la cadena, lo que lo hace altamente seguro y escalable.
   
• Casos de uso: DApps complejas, DeFi, juegos y más.
   

Beneficios de la Capa 2

Los productos de Capa 2 ayudan a las blockchains a enfrentar algunos de sus mayores desafíos, especialmente en cuanto a escalabilidad, costos, velocidad y privacidad. Al manejar las transacciones fuera de la cadena principal, Capa 1, hacen que las redes blockchain sean mucho más capaces, permitiendo que sirvan a más usuarios y procesen más transacciones sin comprometer la seguridad o la descentralización. Esto no solo reduce los costos de transacción, haciendo que la blockchain sea más accesible para todos, sino que también acelera los procesos, lo cual es crucial para aplicaciones en tiempo real como juegos y finanzas. Además, algunas soluciones de Capa 2 incluso ofrecen mejor privacidad al mantener más detalles de las transacciones fuera de la cadena pública.

Escalabilidad

Como un agente de tráfico, las soluciones de Capa 2 despejan la congestión y permiten que redes como Ethereum y Bitcoin manejen muchas más transacciones. Sin ellas, sería como intentar conducir en una autopista durante la hora punta: lento y frustrante. Las soluciones de Capa 2 expanden la capacidad de la blockchain, habilitando mayor rendimiento y reduciendo la latencia, lo que es esencial para aplicaciones con altos volúmenes de transacciones.

Reducción de Costos

Los protocolos de Capa 2 también hacen que las transacciones sean mucho más económicas al liberar parte de la carga de la red principal. Esto es fundamental en áreas congestionadas como DeFi y juegos, donde las altas tarifas pueden ser un gran inconveniente.

Transacciones Más Rápidas

La velocidad es clave en el mundo de blockchain, y las soluciones de Capa 2 sobresalen al entregar confirmaciones de transacciones casi instantáneas. Al manejar las transacciones fuera de la cadena y solo registrar el estado final en la cadena principal, las redes de Capa 2 evitan los retrasos que suelen ocurrir con las confirmaciones de bloques de la Capa 1.

Privacidad Mejorada

La privacidad se está volviendo cada vez más importante, y algunas soluciones de Capa 2, como los Rollups de Conocimiento Cero (ZK), ofrecen características mejoradas de privacidad. Al procesar las transacciones fuera de la cadena, estas soluciones mantienen la mayoría de los detalles de las transacciones fuera de la blockchain pública, protegiendo las identidades de los usuarios y la información sensible.

El Futuro de la Capa 2 en Blockchain

A medida que la tecnología blockchain sigue creciendo, la necesidad de productos escalables, eficientes y fáciles de usar solo aumentará. Los desarrollos futuros se centrarán en la integración fluida con las blockchains de Capa 1, ampliando los casos de uso en diferentes industrias y mejorando la interoperabilidad entre las distintas redes de Capa 2. Estos avances ayudarán a que los sistemas blockchain escalen globalmente sin sacrificar la seguridad o la descentralización, convirtiendo a la Capa 2 en un jugador clave en el futuro de la tecnología blockchain. Echemos un vistazo.

Integración con la Capa 1

Un gran objetivo para las soluciones de Capa 2 es lograr que trabajen de manera fluida con las blockchains de Capa 1. A medida que estas tecnologías evolucionen, la conexión entre la cadena principal y sus extensiones de Capa 2 necesitará volverse más fluida y fácil de usar. Imagina cambiar entre diferentes capas sin complicaciones; esto significa que tu experiencia será mucho más sencilla y no tendrás que lidiar con procesos complejos. Podríamos ver nuevas herramientas y características que trasladen automáticamente las transacciones a Capa 2 cuando Capa 1 se congestione o que faciliten el uso de estas tecnologías sin necesidad de entender todos los detalles técnicos. Mejorar esta integración hará que las redes blockchain sean más estables y seguras, ayudándolas a manejar más tráfico sin desacelerarse.

Ampliación de Casos de Uso

Las soluciones de Capa 2 son bastante versátiles y su potencial va mucho más allá de simplemente escalar y reducir costos en áreas como DeFi y juegos. En el futuro, podríamos verlas usadas en una variedad de industrias. Por ejemplo, en la gestión de la cadena de suministro, podrían ayudar a rastrear productos a través de fronteras de manera eficiente, manejando grandes cantidades de datos con facilidad. Incluso industrias que no están basadas en blockchain, como la salud y las telecomunicaciones, podrían empezar a utilizar soluciones de Capa 2 para gestionar información sensible de forma segura. La velocidad, el ahorro de costos y la escalabilidad que ofrece la Capa 2 la convierten en una excelente opción para cualquier sector que necesite gestión de datos descentralizada de alto rendimiento. A medida que la tecnología continúe avanzando, se espera que la Capa 2 se use de formas nuevas e innovadoras para resolver desafíos en diversas industrias.

Conclusión

Las soluciones de Capa 2 están listas para convertirse en actores esenciales en el mundo blockchain, enfrentando problemas importantes como la escalabilidad, los costos y la facilidad de uso, que han frenado la adopción generalizada de redes descentralizadas. A medida que estas tecnologías evolucionen, serán clave para hacer que las plataformas blockchain funcionen mejor, ayudándolas a manejar más usuarios y transacciones globalmente, manteniendo siempre la seguridad y la descentralización. El futuro de la Capa 2 es prometedor, con desarrollos emocionantes por venir. Podemos esperar una mejor integración con las blockchains de Capa 1, nuevas aplicaciones en diversos campos y una mejor interoperabilidad entre redes. Estos avances no solo harán que los sistemas blockchain actuales sean más eficientes, sino que también abrirán nuevas oportunidades para aplicaciones descentralizadas en diferentes industrias, dando forma al futuro de la tecnología blockchain.