Desglose de Blockchain: ¿Qué es una Capa 2?

Introducción

Las criptomonedas crecen día a día. En junio de 2024, había 617 millones de propietarios de criptomonedas y la capitalización de mercado total era de 2,24 billones de dólares. Pero incluso con este crecimiento masivo, la tecnología blockchain aún presenta un problema importante: la escalabilidad. La red principal de Ethereum tiene un rendimiento de alrededor de 15 a 30 transacciones por segundo (TPS), que no es fijo. Puede variar ligeramente según el tamaño del bloque y la actividad de la red. Además, la transición de Ethereum a la Prueba de Participación (PoS) con Ethereum 2.0 mejorará la escalabilidad, especialmente al combinarse con la fragmentación.

Piense en las soluciones de Capa 2 (L2) como el impulsor de la blockchain. Son tecnologías fuera de la cadena de bloques construidas sobre la capa 1 (L1) de la blockchain principal para que las transacciones sean más rápidas, económicas y eficientes. Algunas L2 como Arbitrum, Polygon, Optimism, etc., pueden gestionar 4000 transacciones por segundo. No es que lo hagan a diario, pero pueden hacerlo cuando es necesario, lo que supone una mejora considerable respecto a la velocidad habitual. Este rendimiento significa que podemos tener aplicaciones más complejas, como DeFi, juegos y cadenas de suministro, funcionando sin problemas en blockchain.

En resumen, mientras la Capa 1 se ocupa de grandes cambios, como el aumento del tamaño de los bloques, la Capa 2 utiliza estrategias inteligentes como rollups y cadenas laterales para acelerar el proceso sin sacrificar la seguridad. En este artículo, profundizaremos en la Capa 2 y veremos cómo cambiará el mundo de blockchain.

¿Qué es una solución de Capa 2?

Las soluciones de Capa 2 son como la fórmula mágica que lleva la tecnología blockchain al siguiente nivel, solucionando los grandes problemas que las blockchains tradicionales de Capa 1, como Bitcoin y Ethereum, no siempre pueden gestionar. Si bien las blockchains de Capa 1 se encargan del trabajo pesado: procesan las transacciones y mantienen la seguridad con métodos de consenso como Prueba de Trabajo (PoW) o Prueba de Participación (PoS), a menudo presentan problemas de escalabilidad. Este problema forma parte del "trilema de la blockchain", que plantea la dificultad de lograr escalabilidad, seguridad y descentralización al mismo tiempo. Debido a esto, las redes de Capa 1 pueden ralentizarse, lo que genera tiempos de espera más largos y comisiones más altas, especialmente cuando hay mucha actividad. Las soluciones de Capa 2 intervienen para garantizar el correcto funcionamiento de todo, incluso cuando la red está bajo presión.

Por ejemplo, Lightning Network es una de varias soluciones de Capa 2 para Bitcoin, no la única, que agiliza y abarata las transacciones al sacarlas temporalmente de la cadena de bloques principal. Imagina que tú y un amigo abren un canal de pago privado, que es como un libro de contabilidad digital solo entre ustedes dos. Y, sin embargo, aunque las transacciones ocurren fuera de la cadena en Lightning Network, siguen estando respaldadas por el modelo de seguridad de Capa 1 de Bitcoin a través de contratos de bloqueo de tiempo de hash (HTLC), que garantizan que los fondos se liquiden de forma segura en la cadena principal en caso de disputa. Lo mejor es que solo necesitas actualizar la cadena de bloques dos veces: una al abrir el canal y otra al cerrarlo. De esta manera, la cadena de bloques no se colapsa con cada transacción, lo que hace que todo el proceso sea más rápido y económico. Los rollups de Ethereum (Optimistic Rollups y Zero-Knowledge Rollups, ZK) funcionan de forma ligeramente diferente, pero con el mismo objetivo de reducir la carga en la cadena de bloques principal. Entonces, ¿qué soluciones de escalado existen? 

Escalabilidad de Capa 2 de Ethereum

Rollups

Los rollups son protocolos de software que funcionan sobre la cadena principal, optimizando las transacciones y reduciendo la congestión. Los rollups optimistas, 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. Aquí es donde la cosa se pone interesante: estos rollups asumen que las transacciones son válidas y envían los datos de las transacciones a la cadena principal sin realizar el cálculo on-chain. Si surge una disputa, las transacciones pueden verificarse mediante un mecanismo de impugnación que garantiza su validez. Sin embargo, si alguien sospecha que hay un error o una transacción fraudulenta, puede iniciar una prueba de fraude durante el periodo de impugnación. Si la prueba es exitosa, el lote se revierte y el remitente puede perder un depósito. Las pruebas de fraude en Optimistic Rollups funcionan disputando transiciones de estado potencialmente inválidas, que luego activan la verificación en cadena. Este sistema reduce la cantidad de cálculo que debe realizar la cadena principal, lo que hace que las cosas sean más rápidas y más económicas, pero sigue siendo seguro debido a este mecanismo de desafío.

Por otro lado, los ZK Rollups adoptan un enfoque diferente. En lugar de asumir que todo está bien hasta que se demuestre lo contrario, los ZK Rollups utilizan pruebas criptográficas, específicamente argumentos de conocimiento sucintos no interactivos de conocimiento cero (zk-SNARK) o zk-STARK, para validar un lote de transacciones fuera de la cadena. Generan lo que se denomina una "prueba sucinta" (a menudo un SNARK o STARK) para cada lote de transacciones. Esta prueba es una forma sumamente eficiente de demostrar que todas las transacciones del lote son válidas sin tener que revisar cada una individualmente en la cadena principal de Ethereum. La cadena principal simplemente verifica esta prueba, lo cual es muy rápido, y luego puede aceptar con confianza todo el lote de transacciones. Este método es sumamente seguro y eficiente, aunque técnicamente es un poco más complejo.

Cadenas Laterales

Otro tipo de solución de escalado. Las cadenas laterales son casi como universos paralelos, que operan como cadenas de bloques independientes junto con la cadena principal. Binance Smart Chain (ahora conocida como BNB Smart Chain) y Avalanche son cadenas de bloques de Capa 1 con su propio consenso. Modelos, no estrictamente cadenas laterales de Capa 2 para Ethereum. Polygon opera como una cadena lateral de Prueba de Participación y un agregador de soluciones de Capa 2 que cuentan con su propio conjunto de validadores y mecanismos de consenso, lo que significa que pueden gestionar transacciones por sí solas, sin depender de la cadena principal para todo. Lo mejor es que las cadenas laterales suelen depender de puentes (por ejemplo, puentes Plasma o contratos inteligentes) para facilitar las transferencias de activos, que pueden no siempre funcionar como una verdadera conexión bidireccional como en la red Liquid de Bitcoin. Esto permite transferir activos entre la cadena principal y la cadena lateral, lo cual es especialmente popular para los usuarios que buscan aprovechar las características únicas de las diferentes redes o tarifas de transacción más bajas. Las cadenas laterales a menudo utilizan puentes para que esto suceda, lo que permite una comunicación fluida y transferencias de activos entre las dos cadenas, aunque sus mecanismos de consenso puedan ser totalmente diferentes.

Canales de Estado

Otro producto de escalabilidad son los canales de estado. Estos canales son mecanismos fuera de la cadena que permiten a los usuarios realizar múltiples transacciones de forma privada sin transmitir cada transacción a la blockchain. Solo las transacciones de apertura y cierre se registran en la cadena, lo que reduce la congestión y agiliza las interacciones. Los canales de estado son mecanismos fuera de la cadena que permiten a los participantes realizar transacciones directamente entre sí sin necesidad de registrar cada interacción en la cadena principal. Solo el estado final se liquida en la cadena.

Imagina cómo tú y tus amigos pueden hablar en privado. En lugar de gritar cada mensaje a todo el mundo, simplemente mantienes un registro de tu conversación y solo les cuentas a todos el resultado final. Así funcionan los canales de estado. Los canales de estado requieren que la configuración inicial del canal y la liquidación final se realicen en la cadena, utilizando una billetera multifirma para garantizar que las transacciones fuera de la cadena sean mutuamente acordadas por los participantes. Además, ten en cuenta que los canales de estado son principalmente útiles para transacciones repetidas de pequeño valor (micropagos) y no para interacciones complejas de contratos inteligentes. Esto es sumamente eficiente para cosas como juegos o pagos pequeños.

Plasma

Plasma es totalmente diferente, ya que es un marco que alberga una familia de cadenas de bloques más pequeñas conectadas a la cadena de bloques principal. Estas cadenas de bloques más pequeñas, a menudo llamadas cadenas hijas, operan bajo sus propias reglas y validadores, pero dependen de compromisos periódicos con la cadena principal para su seguridad. Si bien Plasma ofrece beneficios de escalabilidad, enfrenta desafíos como una finalidad lenta y posibles problemas de disponibilidad de datos. Plasma ha visto una adopción reducida debido a sus limitaciones en seguridad y finalidad, ya que los usuarios deben esperar largos períodos de salida (a menudo de 7 a 14 días) para retirar fondos a Ethereum. Es esencial señalar que Plasma ha sido superado en cierta medida por los rollups, que son más eficientes y seguros, y una de las primeras y más conocidas implementaciones de Plasma es OMG Network.

Las cadenas Plasma, que envían periódicamente los estados finales de las transacciones a Ethereum para su validación, garantizan la seguridad y la firmeza. Gestionan un gran volumen de transacciones fuera de la cadena, pero su compatibilidad con contratos inteligentes complejos es limitada y su adopción ha disminuido debido a sus lentos tiempos de retiro. Inicialmente, sus principales casos de uso se dirigían a aplicaciones que requerían transferencias sencillas, aunque soluciones más recientes han superado a Plasma.

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

Ejemplos de soluciones de Capa 2

Se han implementado con éxito varias soluciones de Capa 2 en diversas redes blockchain. A continuación, se presentan algunos ejemplos destacados:

1. Optimism

• Tipo: Optimistic Rollup
• Descripción: Optimism es una solución de capa 2 de Ethereum que utiliza Optimistic Rollups para aumentar el rendimiento de las transacciones. Asume que las transacciones son válidas y solo realiza una comprobación computacional si se presenta una impugnación. Optimism reduce el cálculo requerido en la cadena mediante el uso de pruebas de fraude, a la vez que envía datos mínimos de las transacciones (comprimidos) a la capa 1, lo que reduce significativamente las comisiones de gas y aumenta la velocidad de las transacciones.
• Casos de uso: DApps, protocolos DeFi y cualquier proyecto basado en Ethereum que requiera 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 al trasladar la mayor parte del procesamiento de transacciones fuera de la cadena, manteniendo la seguridad de la red principal de Ethereum. Arbitrum es conocido por su compatibilidad con los contratos inteligentes de Ethereum existentes, lo que facilita a los desarrolladores la migración de sus aplicaciones.
• Casos de uso: DeFi, juegos y otras aplicaciones con un alto volumen de transacciones.

3. Polygon (formerly Matic)

• Descripción: Polygon es una solución multicadena de Capa 2 que proporciona un marco para construir redes blockchain interconectadas. Combina cadenas laterales de Prueba de Participación (PoS) y la tecnología Plasma para ofrecer una solución escalable con un procesamiento rápido de transacciones y comisiones bajas. La cadena PoS de Polygon funciona en paralelo a Ethereum y es compatible con una amplia gama de aplicaciones descentralizadas.
• Casos de uso: NFT, DeFi, videojuegos y diversas DApps.

4. zkSync

• Tipo: Rollup de Conocimiento Cero (zk-Rollup)
• Descripción: zkSync es una solución de Capa 2 que utiliza Rollups de Conocimiento Cero, los cuales utilizan pruebas criptográficas para validar las transacciones. Esto permite un procesamiento de transacciones altamente eficiente y seguro fuera de la cadena, cuya validez se comprueba en la cadena mediante pruebas criptográficas concisas. Los zk-Rollups heredan la seguridad completa de la Capa 1, a diferencia de los Rollups Optimistas, que se basan en el mecanismo de desafío para su seguridad.
• Casos de uso: Sistemas de pago, aplicaciones DeFi y transferencias de tokens.

5. Loopring

• Tipo: Rollup de Conocimiento Cero (zk-Rollup)
• Descripción: Loopring es un protocolo de intercambio descentralizado (DEX) que aprovecha los Rollups de Conocimiento Cero para facilitar el trading de alto rendimiento y bajo coste en Ethereum. Al agrupar las transacciones fuera de la cadena y verificarlas con zk-proofs, Loopring permite a los usuarios operar con activos con comisiones mínimas y una 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 NFT en Ethereum. Utiliza zk-Rollups para permitir la acuñación, compra y venta de NFT de forma rápida y sin necesidad de gas. Immutable X busca la neutralidad de carbono mediante el escalado de Capa 2, reduciendo el consumo de energía en comparación con las transacciones de Capa 1 de Ethereum, lo que la convierte en una opción ecológica para las plataformas NFT.
• Casos de uso: Mercados de NFT, plataformas de juegos y arte digital.

7. StarkNet

• Tipo: Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup)
• Descripción: StarkNet es un zk-Rollup descentralizado que permite a cualquier aplicación descentralizada (DApp) lograr una escalabilidad ilimitada sin comprometer la componibilidad ni la seguridad de Ethereum. Utiliza STARKs (Argumentos de Conocimiento Transparentes y Escalables) para garantizar la validez de las transacciones fuera de la cadena, lo que la hace altamente segura y escalable.
• Casos de uso: DApps complejas, DeFi, videojuegos y más.

Beneficios de la Capa 2

Los productos de Capa 2 ayudan a las cadenas de bloques a resolver algunos de sus mayores problemas, especialmente la escalabilidad, el coste, la velocidad y la privacidad. Al gestionar las transacciones fuera de la cadena principal (Capa 1), las redes de cadenas de bloques son mucho más capaces, lo que les permite atender a más usuarios y procesar más transacciones sin comprometer la seguridad ni la descentralización. Esto se traduce en menores costes de transacción, lo que hace que la cadena de bloques sea más accesible para todos y más rápida, lo cual es crucial para aplicaciones en tiempo real como los juegos y las finanzas. Algunas Capa 2 incluso ofrecen mayor privacidad al mantener más detalles de las transacciones fuera de la cadena pública.

Escalabilidad

Como un agente de tráfico, las Capa 2 despejan la congestión y permiten que redes como Ethereum y Bitcoin gestionen muchas más transacciones. Sin ellas, es como intentar conducir por una autopista en hora punta: ¡lento y frustrante! Las soluciones de Capa 2 amplían la capacidad de la cadena de bloques, lo que permite un mayor rendimiento y una menor latencia, lo cual es fundamental para aplicaciones con un alto volumen de transacciones.

Costos más bajos

Los protocolos de Capa 2 también abaratan considerablemente las transacciones al liberar parte de la carga de la red principal. Esto es fundamental para áreas con mucha actividad como DeFi y juegos, donde las comisiones elevadas suponen un gran problema.

Transacciones más rápidas

La velocidad es clave en blockchain y las redes L2 ofrecen confirmaciones de transacciones casi instantáneas. Al gestionar las transacciones fuera de la cadena y registrar únicamente el estado final en la cadena principal, las redes de Capa 2 evitan los retrasos que conllevan las confirmaciones de bloques de Capa 1.

Mayor privacidad

La privacidad es cada vez más importante y algunas redes L2, como los Rollups de Conocimiento Cero (ZK), ofrecen más funciones de privacidad. Al procesar las transacciones fuera de la cadena, estas soluciones mantienen la mayoría de los detalles de las transacciones fuera de la cadena de bloques pública, ocultando así la identidad de los usuarios y la información confidencial.

Capa 2 en el Futuro

A medida que blockchain crece, la necesidad de productos escalables, eficientes y fáciles de usar no hará más que aumentar. Los desarrollos futuros se centrarán en la integración fluida con las blockchains de Capa 1, la expansión de los casos de uso en diferentes industrias y la interoperabilidad entre diferentes redes L2. Esto ayudará a que blockchain escale globalmente sin sacrificar la seguridad ni la descentralización, convirtiendo a la Capa 2 en un actor clave en el futuro de blockchain. Descúbrelo.

Integración de Capa 1

Uno de los principales objetivos de las L2 es que funcionen con las blockchains de Capa 1. A medida que estas tecnologías evolucionen, la conexión entre la cadena principal y sus extensiones L2 deberá ser más fluida y fácil de usar. Imagina cambiar entre diferentes capas sin complicaciones: esto significa que tu experiencia será mucho más fluida y no tendrás que lidiar con procesos complicados. Podríamos ver nuevas herramientas y funciones que transfieran automáticamente las transacciones a L2 cuando L1 se congestione o que faciliten el uso de estas tecnologías sin necesidad de comprender todos los detalles. Esto hará que las redes blockchain sean más estables y seguras, capaces de gestionar más tráfico sin ralentizarse.

Casos de Uso en Expansión

Las L2 son bastante versátiles y su uso va mucho más allá de la escalabilidad y el ahorro de costos en DeFi y videojuegos. En el futuro, podríamos verlas utilizadas en diversas industrias. Por ejemplo, en la gestión de la cadena de suministro, podrían ayudar a rastrear mercancías transfronterizas de forma eficiente, gestionando grandes cantidades de datos con facilidad. Incluso industrias no basadas en blockchain, como la salud y las telecomunicaciones, podrían empezar a utilizar soluciones L2 para gestionar información confidencial. La velocidad, el ahorro de costos y la escalabilidad de L2 la convierten en la solución ideal para cualquier industria que necesite una gestión de datos descentralizada de alto rendimiento. A medida que la tecnología avance, veremos cómo L2 se utiliza de formas nuevas e innovadoras para resolver los problemas de la industria.

Conclusión

Las L2 serán clave para que el mundo blockchain resuelva los grandes problemas de escalabilidad, costo y usabilidad que han frenado la adopción masiva de redes descentralizadas. A medida que estas tecnologías avancen, harán que las plataformas blockchain funcionen mejor, gestionen más usuarios y transacciones a nivel mundial y sigan siendo seguras y descentralizadas. El futuro pinta bien para L2; hay mucho que esperar. Veremos una mejor integración con las cadenas de bloques de capa 1, nuevos casos de uso en diferentes industrias e interoperabilidad entre redes. Esto no solo aumentará la eficiencia de los sistemas de cadena de bloques actuales, sino que también abrirá nuevas oportunidades para aplicaciones descentralizadas en diferentes industrias, lo que definirá el futuro de la cadena de bloques.