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Entender la capa 2 & Soluciones de escalado: Arbitrum, Boba, Optimism, Polygon, Ethereum 2.0

Uno de los principales problemas de la Ethereum red hoy en día es la escalabilidad. A medida que se crean más y más aplicaciones descentralizadas (dApps) en la red, el número de usuarios y transacciones aumenta. Esto ha ralentizado la velocidad de las transacciones y ha elevado el coste de uso de la red, creando la necesidad de soluciones de escalado.

A su máxima capacidad, la red de Ethereum sólo puede procesar 15 transacciones por segundo. Para poner en perspectiva los límites de escala de Ethereum, considere que Visa maneja alrededor de 1.700 transacciones por segundo de media. Por lo tanto, el aumento de la capacidad de la red en términos de velocidad y rendimiento es fundamental para la adopción significativa y masiva de Ethereum.

Se están investigando, probando e implementando múltiples soluciones que adoptan diferentes enfoques para lograr objetivos similares. Dos soluciones que exploraremos en este artículo se conocen como sidechains y rollups optimistas.

Vea nuestro vídeo explicativo sobre soluciones de capa 2 como Arbitrum, Boba, Optimism y Ethereum 2.0

Explicación de las soluciones de nivel 2 (Arbitrum, Boba, Optimism, Ethereum 2.0)

¿Qué es la capa 2 y cómo funciona?

La cadena principal de Ethereum se conoce como Capa 1. Las aplicaciones y los contratos inteligentes de la capa 1 interactúan directamente con la cadena principal. La capa 2 se refiere a una serie de protocolos diferentes que facilitan la creación de contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas (dApps) sobre la cadena principal de Ethereum.

Operar en la Capa 2 libera a la Capa 1 sacando las transacciones de la cadena principal, descargándolas en la Capa 2, permitiéndoles interactuar, y luego registrando el resto de las transacciones completas de vuelta a la Capa 1. Debido a que las transacciones se procesan fuera de la cadena en la Capa 2, Ethereum se beneficia de una mayor capacidad de procesamiento de transacciones, tiempos de confirmación más rápidos y tarifas de gas más bajas.

De hecho, muchos creen que las soluciones de capa 2 serán la forma en que Ethereum se gane a los usuarios convencionales. Se estima que en la Capa 2 se pueden procesar entre 2.000 y 4.000 transacciones por segundo, lo que ya está en línea con la capacidad de procesamiento de Visa. Combinando el escalado de la Capa 1 con Ethereum 2.0 y la Capa 2, Ethereum está llamado a obtener un potente ancho de banda económico.

Cadenas laterales: Red de polígonos

Las cadenas laterales son una solución de nivel 2 que utiliza cadenas de bloques separadas que se ejecutan en paralelo a la cadena principal de Ethereum, pero que funcionan de forma independiente, lo que aumenta su escalabilidad.

Polígono es la sidechain más popular que pretende escalar Ethereum construyendo y conectando redes de blockchain compatibles con Ethereum. Polygon funciona con su propio mecanismo de consenso y también tiene su propio token nativo conocido como $MATIC.

Dado que las sidechains se ejecutan en una cadena de bloques independiente, no heredan la seguridad de la capa 1. Si una cadena lateral es hackeada o comprometida, el daño se contendrá dentro de esa cadena y no afectará a la cadena principal. Por el contrario, si la cadena principal se ve comprometida, la cadena lateral puede seguir funcionando.

Las cadenas laterales también dan cabida a una gran flexibilidad, ya que permiten a los desarrolladores experimentar con nuevas funciones o actualizaciones de software antes de trasladarlas a la cadena principal.

Explicación de los Rollups: Rollups optimistas y Rollups de conocimiento cero

Los Rollups son otra solución de Capa 2 destinada a resolver la escalabilidad de Ethereum y complementar la red. Los rollups interactúan con la cadena principal, por lo que heredan las características de seguridad de la capa 1, así como su mecanismo de consenso seguro. El término «rollup» se refiere a la forma en que la cadena agrupa muchas transacciones para enviarlas a la cadena principal.

Dado que los rollups utilizan contratos inteligentes que residen dentro de Ethereum, no requieren un token nativo como Polygon, sino que lo utilizan como moneda. Los rollups parecen ser la solución de escalado más sólida para Ethereum, ya que no comprometen la seguridad y la soberanía de la capa 1.

Existen básicamente dos tipos de rollups: Optimistic Rollups y Zero Knowledge Rollups (ZK Rollups). Ambos tienen como objetivo escalar Ethereum procesando las transacciones en la capa 2 antes de enviar los resultados de vuelta a Ethereum. Sin embargo, la diferencia está en cómo validan las transacciones.

En términos sencillos, los Rollups Optimistas asumen que las transacciones son válidas – de ahí una perspectiva optimista. Sin embargo, también permite a los llamados «observadores» denunciar las transacciones fraudulentas, ya que la cadena de bloques es transparente y pública. Si un observador demuestra que hay casos de fraude, la transacción se revierte, se penaliza al mal actor y se recompensa al observador para incentivarlo.

Por otro lado, los Rollups de Conocimiento Cero intentan demostrar que las transacciones son válidas. Para ello, envían una prueba de validez a un contrato inteligente de Ethereum junto con las transacciones agrupadas.

Los Rollups Optimistas son actualmente la opción más popular, así que veamos algunos proyectos que han adoptado este mecanismo. Estos proyectos son Arbitrum, Boba y Optimism.

Rollos optimistas: Arbitrum, Boba y Optimismo

Arbitrum, Boba y Optimism son 3 proyectos que tienen los mismos objetivos de escalar Ethereum y reducir las tasas de gas. Todos estos proyectos de nivel 2 compiten entre sí para ser la mejor red. Por lo tanto, cada proyecto ofrece diferentes características para diferenciarse de los demás.

  • Arbitraje se describe a sí misma como una solución de nivel 2 diseñada para mejorar las capacidades de los contratos inteligentes de Ethereum, aumentando su velocidad y escalabilidad y añadiendo características adicionales de privacidad. Según el equipo, Arbitrum es un 90-95% más barato que Ethereum. Y con el próximo lanzamiento de su Nitro, esperan que los costes se reduzcan aún más.
  • Optimism es una cadena de Optimistic Rollup compatible con EVM, diseñada para ser rápida, sencilla y segura. Optimism se compromete a mantener los valores de Ethereum produciendo una infraestructura que promueva el crecimiento y la sostenibilidad de los bienes públicos.
  • Red Boba es una solución de escalado de capa 2 de nueva generación que reduce las tasas de gas, mejora el rendimiento de las transacciones y amplía las capacidades de los contratos inteligentes, reduciendo el periodo de salida del Optimistic Rollup de siete días a solo unos minutos, al tiempo que ofrece a los grupos de liquidez (LP) oportunidades de cultivo de rendimiento incentivadas.

Las pruebas de fraude de Arbitrum tratan de encontrar el punto concreto de desacuerdo sobre el historial de transacciones. En cambio, la tecnología de Optimism mira el fraude de forma un poco más holística. Y esto significa que Arbitrum tiene una mayor capacidad de transacción que equivale a un mayor rendimiento.

Los Rollups Optimistas tienen un periodo de tiempo en el que los usuarios pueden disputar las transacciones y llamar al fraude. Tanto Arbitrum como Optimism permiten una semana para ese periodo de disputa, lo que significa que las transacciones de un paquete bajo sospecha pueden quedar en el limbo durante una semana antes de ser verificadas y liberadas. Aquí es donde Boba entra como un jugador serio.

En lugar de tener los fondos bloqueados durante varios días, la solución de Boba reduce el periodo de disputa a sólo unos minutos. También ofrece oportunidades de cultivo de rendimiento incentivado, ambas características muy atractivas en comparación con sus competidores.

¿Hará Ethereum 2.0 que las soluciones de segunda capa sean irrelevantes?

Ethereum 2.0 se considera la solución a largo plazo que puede aportar velocidad, eficiencia y escalabilidad a la red Ethereum. La tan esperada actualización hará que la red pase de un consenso Proof-of-Work a un consenso Proof-of-Stake, un método mucho más eficiente energéticamente para mantener la red que utiliza validadores en lugar de mineros.

Actualmente, Ethereum 2.0 se está lanzando lentamente en diferentes fases y, en última instancia, acelerará las transacciones, además de reducir drásticamente el coste de las tasas de gas. Esto nos lleva a preguntarnos: ¿Hará Ethereum 2.0 que todas estas soluciones de nivel 2 sean irrelevantes?

Aunque hay muchas opiniones y debates diferentes en torno a este tema, creemos que todas estas soluciones pueden coexistir y beneficiar a la red, así como a su economía.

Esto se debe a que, a pesar de la actualización, Ethereum 2.0 podría seguir sin ser capaz de manejar la cantidad de transacciones por segundo necesarias para su adopción generalizada. Las impresionantes capacidades de las soluciones de capa 2 podrían erradicar definitivamente los problemas de escalabilidad de Ethereum, permitiendo a la red mejorar otros aspectos y evitar la congestión en la cadena principal.

Reflexiones finales: ¿Por qué se necesitan tantas soluciones?

No hay duda de que Ethereum tiene un dominio sobre la mentalidad de los desarrolladores. Es la primera red que permitió a los desarrolladores crear aplicaciones descentralizadas realmente imparables con distribución global desde el primer día. Pero la competencia está llegando rápidamente, y tal y como está ahora, Ethereum no podrá manejar la escala necesaria para millones de usuarios. Si la red quiere conservar el mismo nivel de descentralización, tendrá que buscar nuevas formas de estructurar el uso en torno a la blockchain principal.

Por ello, actualmente existen varias soluciones de capa 2 que pretenden resolver los problemas de escalabilidad de Ethereum. También hay algunas soluciones híbridas que tratan de mejorar la escalabilidad de la red combinando las tecnologías. Pero, ¿realmente son necesarias tantas soluciones?

Decimos que sí, porque las soluciones múltiples pueden ayudar a reducir el tráfico total en cualquier parte de la red, y también a evitar puntos únicos de fallo. El conjunto es mayor que la suma de sus partes. Pueden existir diferentes soluciones y trabajar en armonía, permitiendo un efecto exponencial en la velocidad y el rendimiento de las transacciones futuras. Además, no todas las soluciones requieren la utilización directa del algoritmo de consenso de Ethereum, y las alternativas pueden ofrecer beneficios que de otro modo serían difíciles de conseguir.

Si Ethereum alcanza todo su potencial de convertirse en una capa de confianza global, es probable que estas soluciones y otras más sean necesarias para escalar la red en combinación con Ethereum 2.0. En el futuro, el ecosistema de Ethereum podría ver cambios significativos a medida que los nuevos proyectos evalúen los beneficios e inconvenientes de funcionar en la capa 2.

Si todas estas soluciones pueden confluir en armonía, Ethereum logrará un sistema de blockchain que pueda igualar la velocidad y la escala de la publicidad programática, uno que pueda ser utilizado por industrias con grandes necesidades de procesamiento de datos, así como por usuarios de todo el mundo.

Fuentes:

https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/

https://hackernoon.com/ethereums-layer-2-the-story-so-far-and-what-to-expect-next-kn41342c

https://dappradar.com/blog/ethereum-rollups-a-simple-explanation

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