¿Qué son las cadenas de bloques modulares?

Las cadenas de bloques modulares buscan abordar la escalabilidad de la blockchain delegando tareas como el consenso o la ejecución de transacciones a otras cadenas.

Una blockchain tradicional como Bitcoin es esencialmente un registro de transacciones agrupadas en bloques, donde cada bloque está vinculado criptográficamente a su predecesor para formar una cadena inmutable. Los mineros verifican cada transacción, analizando los datos del bloque para asegurar que los saldos de las cuentas cuadren.

Este sistema abarca cuatro funciones principales que la blockchain debe cumplir. Estas son la ejecución, la liquidación, la disponibilidad de datos y el consenso.

La ejecución describe el procesamiento de transacciones, que puede ser iniciado por un usuario firmando una transacción de billetera o por un contrato inteligente que se ejecuta automáticamente según parámetros definidos.

La liquidación describe el momento en que una transacción ha sido inscrita en la blockchain y se considera final, de modo que no puede revertirse.

La disponibilidad de datos se refiere a la necesidad de que una blockchain almacene datos históricos, que son necesarios para validar transacciones. Con el tiempo, una blockchain acumula más transacciones y, por lo tanto, más datos, que deben estar disponibles para la red.

El consenso se refiere al mecanismo por el cual una red descentralizada llega a un acuerdo sobre el nuevo estado de la blockchain tras la adición de cada nuevo bloque de transacciones.

Blockchains monolíticas frente a modulares

Las blockchains tradicionales fueron diseñadas para manejar todas estas funciones dentro de una sola capa. Como tales, a menudo se les llama "blockchains monolíticas". Sin embargo, a medida que la tecnología blockchain se ha ido adoptando más, las blockchains tradicionales han tenido dificultades para escalar. Una red más grande puede hacer que el consenso sea más seguro, ya que es más difícil coordinar un ataque. Sin embargo, más participantes en la red pueden significar que se tarda más en alcanzar el consenso, limitando el rendimiento. Del mismo modo, a medida que la cantidad de datos de la blockchain a analizar crece con el tiempo, cada validador tarda más en verificar una transacción.

Una configuración de blockchain modular, donde una o más tareas se delegan a una cadena separada, ha surgido como una solución.

El viaje de Ethereum de monolítica a modular

El viaje de escalabilidad de Ethereum demuestra cómo un proyecto puede pasar de ser una blockchain monolítica a una modular. Fue concebida como una estructura monolítica, operando bajo el consenso de prueba de trabajo.

Sin embargo, con el tiempo, han surgido proyectos de Capa 2 que funcionan como una capa de ejecución. Estas capas ofrecen un rendimiento más rápido que Ethereum, ya que solo manejan la ejecución y permiten que Ethereum actúe como una capa de liquidación y consenso.

Dado que las Capas 2 también ofrecen una alternativa a Ethereum para una ejecución más rápida, pueden ayudar a aliviar el tráfico en la cadena de Ethereum.

En los últimos años, Ethereum también ha pasado a una estructura modular. Esta transición comenzó con la "Fusión" a la cadena Beacon en 2022, cuando la plataforma pasó de la prueba de trabajo a la prueba de participación como paso preliminar hacia la modularidad. La actualización "Dencun" de 2024 introduce el proto-danksharding, donde los datos se segmentarán en múltiples cadenas "shard". La finalización de esta actualización marca la transición de Ethereum a una blockchain modular, ya que la cadena Beacon ya no manejará todas las cuatro funciones principales del ecosistema Ethereum.

Algunos ecosistemas blockchain son completos y modulares por diseño. El ejemplo más destacado es Celestia, que proporciona una capa de disponibilidad de datos y consenso a las blockchains de Capa 2.

Ventajas de una blockchain modular

Hay varias ventajas en una infraestructura blockchain modular sobre una monolítica.

Escalabilidad

Mejorar la escalabilidad fue la principal motivación para desarrollar blockchains modulares. Una blockchain monolítica solo tiene una única capa para manejar todas las tareas y está limitada al procesamiento lineal. En contraste, una estructura modular puede ser mucho más eficiente ya que separa tareas como la ejecución y la disponibilidad de datos. De esta manera, puede permitir el procesamiento paralelo con un rendimiento de transacciones por segundo mucho mayor.

Otro beneficio de mejorar la escalabilidad es la reducción de las tarifas de transacción, lo que se puede lograr reduciendo la potencia de cómputo necesaria para analizar la blockchain. Aumentar el rendimiento también crea menos restricción de suministro en el espacio de los bloques, reduciendo la oportunidad de que los precios se disparen durante los momentos de alta demanda.

Adaptabilidad

Actualizar una blockchain monolítica es una tarea monumental, como ilustra la longevidad de la hoja de ruta de Ethereum. Cambiar cualquier elemento del sistema puede afectar otros procesos posteriores, lo que significa que los cambios son lentos de probar y desarrollar.

En contraste, las blockchains modulares pueden ser más adaptables y fáciles de actualizar, ya que los componentes modulares se pueden actualizar independientemente unos de otros. También permiten a los desarrolladores elegir combinaciones de las capas más adecuadas para sus necesidades, optimizando factores como la velocidad o la seguridad.

Interoperabilidad

Las blockchains modulares también tienden a priorizar la interoperabilidad por diseño, permitiendo la transferencia de datos y activos a través de redes conectadas mediante protocolos de comunicación como los puentes. Esto también ofrece más flexibilidad a los desarrolladores para construir dApps que operan a través de múltiples ecosistemas.

Desventajas de una blockchain modular

A pesar de sus ventajas, todavía hay varios inconvenientes en el uso de sistemas modulares en comparación con los monolíticos.

Seguridad

Las blockchains monolíticas mantienen la seguridad basada en una sola capa utilizando el consenso. Sin embargo, las estructuras blockchain modulares pueden sufrir puntos débiles en el consenso, particularmente cuando un sistema se conecta a otro mediante un puente. El aumento del tráfico en los sistemas modulares en los últimos años ha resultado en que los puentes se conviertan en objetivos para los hackers, con incidentes notables como los ataques al puente Wormhole de Solana a Ethereum, y al puente Ronin de Axie Infinity que resultaron en pérdidas combinadas de cerca de 100 millones de dólares.

Complejidad

Las blockchains modulares pueden resultar en una cantidad significativa de complejidad en el front-end y back-end debido a los requisitos adicionales de establecer confianza. Por ejemplo, cuando Ethereum implemente el proto-danksharding, incluirá un mecanismo para probar aleatoriamente los shards para la disponibilidad de datos para evitar el riesgo de que un shard no pueda entregar los datos requeridos. En contraste, no hay requisito de validar la disponibilidad de datos en una estructura monolítica.

En el front-end, los sistemas modulares frecuentemente carecen de una interfaz de usuario integrada, lo que significa que puede ser necesario firmar múltiples transacciones o navegar pasos adicionales en comparación con una estructura monolítica. Esta complejidad también puede crear puntos de vulnerabilidad para ataques como el spoofing, donde los hackers intentan clonar la interfaz para intervenir en las transacciones.

Aspectos esenciales de las blockchains modulares

• Las blockchains modulares segregan una o más de las tareas de un sistema blockchain, como el consenso, la ejecución de transacciones o la disponibilidad de datos, a una cadena separada.
• Las blockchains modulares operan en contraste con las estructuras monolíticas, donde cada tarea se maneja en una sola capa.
• Las ventajas de una estructura blockchain modular incluyen la escalabilidad y la adaptabilidad, pero pueden venir a expensas de la seguridad ofrecida por una blockchain monolítica.