Intermedio
Desde el advenimiento de Bitcoin en 2009 , Blockchains ha redefinido los intercambios digitales al proporcionar transparencia, seguridad y descentralización. Estas tecnologías han permitido la aparición de aplicaciones de alto impacto, pagos descentralizados a finanzas descentralizadas ( DeFi ). Sin embargo, las cadenas de bloques de primera generación, como Bitcoin y Ethereum , cumplen con las limitaciones. Su concepción, calificada como monolítica, reúne todas las funciones necesarias en una sola arquitectura, lo que dificulta su escalabilidad y su capacidad para evolucionar con una adopción masiva.
Para superar estos desafíos, nace un nuevo enfoque, llamado blockchain modular . Pero antes de sumergirnos en esta innovación, examinemos los conceptos básicos de las cadenas de bloques monolíticas y sus límites.
Tabla de contenido
Comprender blockchains monolíticos y sus límites
Las funciones esenciales de una cadena de bloques monolítica
Una cadena de bloques monolítica reúne tres funciones clave en una sola arquitectura:
- Ejecución: tratamiento de transacciones y ejecución de contratos smart contract .
- Consenso: Acuerdo entre los participantes sobre el orden y la validez de las transacciones.
- Disponibilidad de datos: almacenamiento y difusión de la información necesaria para la verificación de las transacciones.
En este modelo, todos los nodos de la red son responsables de estas tres funciones. Por ejemplo, un nodo en Bitcoin o Ethereum debe ejecutar transacciones, participar en el mecanismo de consenso ( Proof of Work o Proof of Stake ) y almacenar todos los datos históricos de la cadena de bloques. Esta centralización de las tareas aumenta la carga en los nodos y limita la capacidad de la red para administrar una gran cantidad de usuarios.
Los desafíos de las cadenas de bloques monolíticas y su vínculo con el trilema de blockchain
- Carga excesiva en los nodos: impacto en la descentralización
Cada nodo debe realizar todas las funciones: almacenamiento de datos, ejecución de transacciones y participación de consenso. Esto impone altos requisitos de material, lo que hace que la operación de los nodos sea costosa y compleja. Este fenómeno limita el número de participantes capaces de mantener un nodo, lo que reduce la descentralización de la red. Por lo tanto, para mantener una cierta escalabilidad y seguridad, las cadenas de bloques monolíticas a menudo sacrifican la descentralización.
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- Falta de flexibilidad: impacto en la seguridad y la innovación
Las blockchains monolíticas que reúnen todas sus funciones en una sola capa, esta arquitectura rígida complica mejoras específicas sin perturbar todo el sistema. Por ejemplo, corregir una falla o adoptar innovación tecnológica puede exponer la red a riesgos adicionales o inestabilidad temporal. Este compromiso ralentiza la innovación y puede afectar la seguridad general, porque cualquier intento de evolución pone en peligro el equilibrio actual.
- Escalabilidad reducida: impacto directo en la capacidad de la red
A medida que aumenta el número de usuarios, la congestión de la red se vuelve inevitable en una cadena de bloques monolítica. Cada nodo tiene que ejecutar todas las transacciones, los límites físicos y técnicos de los nodos más débiles ralentizan la red. Esto resulta en altos plazos y costos, como se observa en Ethereum durante los períodos de alta actividad. Para mejorar la escalabilidad, a menudo es necesario hacer concesiones sobre descentralización o seguridad.
Una ilustración del trilema de blockchain
Estos desafíos muestran cómo las cadenas de bloques monolíticas se enfrentan directamente al trilema de blockchain, que estipula que es imposible optimizar la seguridad, la escalabilidad y la descentralización simultáneamente:
- Descentralización versus escalabilidad: la carga excesiva en los nodos presiona para centralizar la red para garantizar el rendimiento, sacrificando así la descentralización.
- Seguridad versus innovación: la falta de flexibilidad dificulta la mejora o la innovación sin comprometer la seguridad.
- Escalabilidad frente a la descentralización: los límites técnicos de los nodos individuales reducen la capacidad general de la red al tiempo que se mantiene una infraestructura verdaderamente descentralizada.
¿Por qué es una solución blockchain modular?
La cadena de bloques modular ofrece una arquitectura donde cada función se separa en capas independientes, administrada por nodos especializados. Este enfoque permite distribuir la carga de trabajo y optimizar cada componente.
Pañales en una cadena de bloques modular
- La capa de ejecución: tratar las transacciones y ejecutar los smart contract La
capa de ejecución está en el corazón de la gestión de las interacciones en una cadena de bloques. Tratar las transacciones significa registrar y validar las acciones del usuario, como enviar o recibir criptomonedas, o interacción con aplicaciones descentralizadas ( dApp S). La ejecución de los contratos smart contract , por otro lado, consiste en aplicar automáticamente las instrucciones preprogramadas tan pronto como se cumplan ciertas condiciones. Por ejemplo, un smart contract podría liberar fondos solo si se alcanza una fecha límite o si se ha recaudado una cierta cantidad. En las cadenas de bloques modulares, esta capa a menudo se delega a soluciones como los rollups (por ejemplo, Arbitrum , optimismo), que reúnen y tratan un gran volumen de transacciones fuera del canal principal para optimizar el rendimiento.
- La capa de consenso: valida y ordene las transacciones que
la capa de consenso garantiza que todas las transacciones procesadas por la cadena de bloques respeten las reglas establecidas y que se validan en un orden específico. Esto evita conflictos como el doble gasto (usando la misma criptomoneda para varias transacciones). Se basa en mecanismos como la Proof of Stake (POS) , donde los validadores, seleccionados de acuerdo con la cantidad de tokens que sostienen y ponen en juego, aseguran la verificación de los bloques. Concretamente, esta capa decide sobre el orden cronológico de las transacciones y garantiza que solo se agregan transacciones válidas al registro de blockchain sin cambios. Ethereum , por ejemplo, a menudo juega el papel de una capa de consenso en soluciones modulares.
- La capa de disponibilidad de datos: proporcionando la información necesaria para la verificación,
capa de disponibilidad de datos garantiza que se pueda acceder a toda la información necesaria para validar las transacciones y los bloques en cualquier momento. Estos datos incluyen, por ejemplo, evidencia criptográfica de transacciones, grabaciones de saldos de cuentas o incluso detalles de smart contract . Esta capa es esencial para permitir a los validadores y usuarios verificar de forma independiente la validez de los bloques.
En blockchains modulares, las soluciones como Celestia innovan mediante el uso de técnicas avanzadas como el muestreo de disponibilidad de datos . Este método permite verificar que los datos estén disponibles sin tener que descargarlo por completo, lo que mejora la escalabilidad y reduce las necesidades de almacenamiento.
Ventajas de una cadena de bloques modular
- Mejor escalabilidad:
al dividir las tareas entre capas especializadas, cada función puede evolucionar de forma independiente, permitiendo más transacciones para administrar la red. - Mayor flexibilidad:
los desarrolladores pueden elegir las soluciones más adecuadas para cada capa, creando arquitecturas hechas a medida para sus aplicaciones. - INTEROPERABILIDAD:
Las capas pueden interactuar con diferentes blockchains, facilitando los intercambios y la colaboración entre redes.
¿Cómo funciona una blockchain modular?
Tome el ejemplo de Celestia , un pionero de blockchains modulares. Esta red se centra en dos funciones: consenso y disponibilidad de datos. Así es como funciona:
1. Gestión de la disponibilidad de datos
Celestia utiliza el muestreo de disponibilidad de datos (DAS), un método que divide los bloques de datos en fragmentos llamados acciones . Estos fragmentos se distribuyen en la red y se verifican por nodos de luz. En lugar de almacenar todo el bloque, cada nodo muestra parte de los datos, reduciendo así las necesidades de almacenamiento al tiempo que garantiza que todos los datos estén disponibles.
2. Consenso descentralizado
El consenso Celestia se basa en el Tendermint ( Proof of Stake ), donde los validadores aseguran que los bloques respeten las reglas del protocolo. Esto permite Celestia permanezca seguro mientras delega la ejecución de transacciones a otras capas.
3. Integración con capas de ejecución
Los desarrolladores pueden conectar sus capas de ejecución, como rollups o canales específicos de una aplicación ( AppChains ), Celestia . Estos pañales tratan las transacciones de la cadena fuera y presentan evidencia de validez a Celestia para el almacenamiento y la validación.
4. Introperabilidad y personalización
Gracias a esta arquitectura, Celestia facilita la interoperabilidad entre diferentes redes. Los desarrolladores pueden combinar soluciones para satisfacer las necesidades específicas de sus aplicaciones, como plataformas DeFi o juegos blockchain.
Un ejemplo concreto de sincronización de pañales de una cadena de bloques modular
Imagine un dApp desplegado en un rollup conectado a Celestia :
- Las transacciones son procesadas por el encierro (capa de ejecución).
- El encierro presenta evidencia de validez a Celestia (capa de consenso).
- Celestia almacena datos asociados (capa de disponibilidad de datos), garantizando su accesibilidad para la verificación.
Esta separación permite que cada capa sobresalga en su especialidad, ofreciendo una red más rápida, segura y escalable.
Conclusión: hacia un futuro modular para blockchain
Las cadenas de bloques modulares redefinen los conceptos básicos de la tecnología blockchain respondiendo directamente a los límites de los sistemas monolíticos. Al separar las funciones esenciales en capas especializadas, ofrecen una solución al trilema de blockchain , equilibrando la escalabilidad, la seguridad y la descentralización.
Proyectos como Celestia abren el camino a un ecosistema modular, donde cada componente puede evolucionar de forma independiente, lo que facilita la adopción de blockchain en varios campos. Si bien la Web3 continúa creciendo, este enfoque puede ser la clave para construir una infraestructura descentralizada sostenible.
Preguntas frecuentes en la cadena de bloques modular
- ¿Qué es una cadena de bloques modular ?
Es una arquitectura que separa las funciones principales (ejecución, consenso, disponibilidad de datos) en capas administradas de forma independiente para mejorar la escalabilidad y la flexibilidad. - ¿Qué diferencia entre monolítico y modular ?
Una cadena de bloques monolítica reúne todas sus funciones en una sola estructura, mientras que una cadena de bloques modular las divide entre capas especializadas. - ¿Por qué importante Celestia ?
Celestia se centra en la disponibilidad de consenso y datos, lo que permite a los desarrolladores crear soluciones de ejecución hechas a medida. - ¿Cuáles son las ventajas para dApp S ?
Los DAPPS se benefician de una infraestructura más rápida, personalizable e interoperable, reduciendo los costos y mejorando la experiencia del usuario dApp
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Yohan Uzzan
Ingeniero de capacitación, rápidamente me interesé en el campo de las finanzas. Convencido de que las finanzas descentralizadas tienen un futuro brillante por delante, participo en su democratización mediante el desarrollo Crypternon.
