El Trilema de Blockchain se refiere a la creencia de que las redes descentralizadas solo pueden proveer dos de los tres beneficios en un momento determinado (descentralización, seguridad y escalabilidad).
Este es un concepto desarrollado por Vitalik Buterin, que propuso que cualquier desarrollador encontrará 3 problemas principales al intentar construir una blockchain. Al final, acabarán sacrificando uno de estos aspectos en función de los otros dos.
En particular, estos aspectos son:
- Descentralización: en lugar de que una cadena de bloques sea gestionada por una sola entidad, la blockchain distribuye el control entre todos sus participantes.
- Seguridad: las cadenas de bloques deben tener medidas de defensas para prevenir que los actores maliciosos puedan atacar esta red.
- Escalabilidad: estos desarrollos deberían poder soportar un gran número de transacciones para que las mismas se ejecuten en tiempo y forma y que tengan unas comisiones bajas.
Contenido
Las 3 componentes del trilema de la cadena de bloques
La mejor forma de entender este problema, y las dificultades que presenta, es analizando cada aspecto descrito antes de forma individual.
1. Descentralización
La descentralización es la parte central de la tecnología blockchain y los proyectos que corren sobre estos desarrollos.
Eliminar el hecho de tener una entidad central controlando todo permite que no hay intermediarios, lo cual es muy beneficioso para los usuarios.
Por ejemplo, las plataformas DeFi eliminan a los bancos e instituciones financieras. Lo que facilita una mejor distribución de las ganancias entre las personas que participan de estos instrumentos financieros al eliminar las comisiones que los terceros se llevan.
También ayuda a evitar la censura, ya que no existe nadie que controle lo que se puede o no hacer o decir, permitiendo así una mayor libertad de expresión.
Sin embargo, una mayor descentralización implica utilizar algoritmos de consenso como el de Prueba de Trabajo (PoW). Que cuanto más descentralizado es, menos escalable es la cadena de bloques.
Ventajas
- Todos los usuarios participantes tienen el mismo poder y no puede ser controlados por otros. Los cambios son realizados con el consenso de la mayoría de la comunidad.
- Cuanto más descentralizada es una red, más segura se vuelve. Y es que cuanto más nodos hay operando, menos poder tienen las entidades y más recursos son necesarios para ejecutar un ataque del 51%.
Desventajas
- Que los cambios se realicen gracias a la mayoría no implica que las decisiones tomadas sean siempre las mejores. La comunidad puede equivocarse en este aspecto y llevar la red por un camino controversial.
- La mayoría de los protocolos usan la Prueba de Trabajo para conseguir esta descentralización. Que necesita mucha energía para funcionar, que no es lo mismo que decir que la desperdicia, y que tiene un TPS muy bajo que le hace imposible escalar, al menos en la primera capa.
2. Seguridad
Si queremos aumentar la cantidad de transacciones que pueden ser agregadas a una cadena de bloques es necesario reducir la distribución de nodos, tanto en número como geográficamente.
El problema de esto es que este tipo de soluciones tiende a la centralización, reduciendo la seguridad. Si se trata de un PoW, los ataques del 51% son más probables, ya que los requisitos para controlar el poder de minado son mucho menor.
Si un atacante consiguiera superar el 51% del poder de minado de la red podría manipular las transacciones, lo cual tiene una estrecha relación con el precio de su token o criptomoneda.
Un caso de esto fue el que le sucedió a Ethereum Classic (ETC), que es un fork de Ethereum, que sufrió uno de estos ataques, afectando enormemente a su red.
En estas situaciones, un hacker podría manipular información o cometer un ataque de doble gasto, algo que sucedió con ETC. El resultado fue la perdida de millones de dólares y una muestra de porque es tan importante la seguridad.
Ventajas
- Este aspecto es fundamental para que la red de la cadena de bloques funcione. Sin seguridad, cualquiera podría modificar la información a su antojo y volver inutilizable al proyecto. Algo que es posible conseguir si obtienen el control de la mayoría del poder de la red.
Desventajas
- El problema con la seguridad en las blockchains es que se necesita una gran cantidad de recursos. Cuando hablamos de PoW, es necesario que los mineros utilicen grandes equipos de minería junto con mucha cantidad de energía para poder asegurarla. Lo cual también lleva a que la escalabilidad sufra.
3. Escalabilidad
La escalabilidad en esta industria hace referencia a la capacidad que tiene la blockchain de procesar transacciones, ahora y en el futuro.
Muchas veces se toma este aspecto como medida para la adopción de la crypto. Ya que si más personas comenzaran a utilizarla, sería necesario que esta pueda validar todas esas nuevas transacciones.
El problema aquí es que aumentar escalabilidad hace que la descentralización y la seguridad sufran. Mientras que si no se trabaja este aspecto, entonces será difícil que una blockchain pueda competir con una forma de pago más tradicional como pueden ser las tarjetas de crédito.
Este es sin dudas un gran desafío para criptomonedas como Bitcoin o Ethereum, que han conseguido resolver los dos primeros puntos en cierta medida, pero no este último. Más adelante veremos cuales son las posibilidades para que también lo consigan aquí.
Ventajas
- Permite que las redes puedan validar una enorme cantidad de transacciones mientras que las comisiones se mantienen bajas.
- No solo hablamos de transacciones monterías, sino de otro tipo de transacciones que son necesarias para el funcionamiento de otras aplicaciones. Tal es el caso de videojuegos, plataforma social, de mensajería, streaming de video, herramientas financieras, etc.
Desventajas
- Para conseguirlo es necesario que los desarrollados sacrifique seguridad y descentralización en función de poder escalar. Los casos más extremos son las blockchains privadas de las empresas, que dejan de lado el aspecto más importante de estas tecnologías, que es la descentralización.
Soluciones para el Trilema Blockchain
A la hora de resolver el problema de no poder contar con estos tres aspectos, existen dos rutas que tomar. Por un lado, las que lo intentan en la capa 1, mientras que otras buscan resolver sus debilidades mediante una solución en la capa 2.
Capa 1
Cuando nos referimos a la capa 1, hacemos mención a la blockchain principal de las criptomonedas, ya sea Bitcoin o Ethereum. Aquí se pueden intentar varias cosas, aunque con diferentes resultados.
Mejorar el protocolo de consenso
Uno de los protocolos de consenso de los cuales ya hablamos es Prueba de Trabajo, el cual es usado por varias criptomonedas conocidas.
Además, hemos visto que aunque es muy seguro, también puede ser muy lento. La prueba de ello es el TPS de Bitcoin, que tiene un límite máximo de 7.
Esto ha llevado a que algunas criptomonedas como Ethereum buscaran mejorar su algoritmo de consenso y probaran suerte con otras soluciones como Prueba de Participación (PoS). La diferencia con el primero es que no se necesita resolver un problema criptográfico, sino que en este modelo existen validadores que se encargan de agregar las transacciones a los bloques.
Gracias a esto se espera que las capacidades de Ethereum se incrementen notablemente, pero aun resta por ver si la descentralización y seguridad no se verán afectadas. Esto debido a que los validadores deben stakear muchos ethers para poder operar como uno, haciendo que solo un grupo reducido sea el que se encargue de ello.
Sharding
El sharding no es un concepto propio de las cadenas de bloques, sino que proviene de los bases de datos distribuidas, pero se ha vuelto una solución muy popular para escalar la capa 1.
La idea detrás de este desarrollo es que las transacciones son divididas en pequeños trozos llamados “shards”. Estos son procesados de manera paralela por la red, haciendo que el trabajo de validación de transacciones sea realizado de manera simultánea.
Esto hace posible que en lugar de que todos los nodos de la red contenga la historia de la cadena de bloques, la misma sea distribuida en varios nodos.
Ethereum 2.0 es uno de los proyectos más importantes en este sector que está explorando el uso de esta tecnología, junto con otras cadenas como Zilliqa, Tezos y Qtum.
Si bien la idea no es del todo descabellada, presente algunos desafíos, ya que al dividir el trabajo de validación en varios nodos, también estaríamos haciendo lo mismo con el poder de hashing si se trata de un algoritmo PoW.
Capa 2
La capa 2 es toda aquella solución que no opera sobre la cadena de bloque en sí, sino que lo hace de forma externa, pero trabajando de forma muy estrecha con la primera.
Un ejemplo de esto es la Lightning Network de Bitcoin, que funciona fuera de la cadena de Bitcoin (la capa 1) en su propia red de nodos (la capa 2).
Estas soluciones han estado creciendo bastante, y como muestra es la que mencionamos más arriba. Las cuales permiten velocidades de transacciones prácticamente instantáneas y comisiones muy bajas. Todo mientras aprovechan la seguridad de la minería de criptomonedas de la cadena de bloques de la que derivan.
Cadenas de bloques anidadas
Una cadena de bloques anidada es una red que utiliza una cadena de bloques principal para establecer los parámetros para el resto de la red. Aquí la ejecución es realizada en las cadenas secundarias.
Se construyen múltiples niveles que se conecta de manera padre a hijo con la cadena principal. La cadena padre delega el trabajo a los hijos, que realizan el procesamiento y devuelven la información al padre. La cadena de bloques padre no toma medidas a menos que surja algún tipo de dispuesta que necesite resolución.
Un ejemplo de esta solución es el proyecto Plasma de OMG, el cual es una tecnología de segunda capa de Ethereum para facilitar transacciones más rápidas y barataas que las que se realizan ahora sobre esta red.
Al quitar parte del procesamiento a la cadena principal, se consigue que la misma pueda funcionar mejor y escalar más.
Estados de canales
Los estados de los canales permiten a dos cadenas se puedan comunicar entre sí usando varios mecanismos que dan como resultado que la blockchain principal funcione de manera más eficiente.
Los cambios de estados de canales no necesitan que los mineros validen las transacciones. Solo es necesario el uso de transacciones multi firmas o los contratos inteligentes para contabilizar estos cambios de estados.
Solo cuando hayamos llegado al último cambio de estado es que finalmente este es enviado a los mineros para que lo validen, haciendo realidad en la cadena principal todos los cambios intermedios que se han realizado.
Liquid Raiden, Celer y Ligntning son algunos ejemplos de estas soluciones que buscan quitar transacciones de las cadenas principales para que se ejecuten en redes de segunda capa.
Cadenas laterales
Una cadena lateral es una blockchain que se utiliza para el procesamiento de grandes cantidades de transacciones. Estas tienen un mecanismo de consenso independiente de la cadena original, el cual puede ser más óptimo.
Aquí se utilizan los tokens de utilidad como parte del mecanismo de transferencia de información entre la cadena lateral y la principal.
En donde la principal se encarga de la seguridad y la resolución de dispuestas, mientras que la lateral en procesar grandes cantidades de información.
En cierta forma se asemejan a los cambios de estados, pero las diferencias son sustanciales. Y es que las transacciones en las cadenas laterales no son privadas entre participantes, son públicamente registradas. Además, los problemas de seguridad de estas no afecta a la principal u otras cadenas.
El problema con ellas es que necesita mucho esfuerzo y recursos para construir una.
Resumen
- Una cadena de bloques debería tener seguridad, descentralización y escalabilidad. Pero encontrar el balance entre estos tres elementos pueden ser un problema que se conoce como trilema blockchain.
- Intentar mejorar la escalabilidad hace que la seguridad y descentralización sufra. Así como mejorar estas últimas hace que la escalabilidad se vea afectada.
- Los proyectos por lo general intenta enfocarse en dos de los tres elementos, ya que enfrentar a todos al mismo tiempo en la cadena de bloques principal ha demostrado ser muy difícil.
- Lo ideal es buscar una solución de segunda capa que quite este problema del medio. Así podemos obtener la escalabilidad en estas soluciones mientras la primera capa se encarga de la seguridad y la descentralización.
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