En resumen: la descentralización y el rendimiento son incompatibles. Esta tensión se conoce a menudo como el «trilema de la cadena de bloques». Una mayor descentralización implica que deben ponerse de acuerdo más nodos, lo que aumenta el tráfico de mensajes, eleva la latencia y reduce el rendimiento. Un mayor rendimiento implica menos validadores, rondas de consenso más rápidas o hardware más potente, y todos estos factores empujan hacia la centralización. El trilema establece que una cadena de bloques puede optimizar plenamente, como máximo, dos de estas tres propiedades: descentralización, seguridad y escalabilidad. Cada cadena establece sus propias compensaciones. Los rollups de capa 2, el sharding y la ejecución paralela siguen ampliando los límites.
La explicación sencilla
Imagina un grupo que intenta tomar una decisión. Si hay que ponerse de acuerdo entre tres personas, es rápido. Si hay que ponerse de acuerdo entre 10 000 personas, lleva mucho más tiempo, aunque todos actúen de buena fe.
El consenso en la cadena de bloques funciona de la misma manera. Cada validador debe recibir, verificar y dar fe de cada nuevo bloque. Cuantos más validadores participen, más mensajes intercambian y más tiempo tarda en alcanzarse el consenso.
Esto plantea una disyuntiva básica. Puedes optar por:
Una red rápida con pocos validadores (alto rendimiento, baja descentralización)
Una red lenta con muchos validadores (bajo rendimiento, alta descentralización)
Algo a medio camino
Con la tecnología actual, no es posible obtener el máximo rendimiento y la máxima descentralización al mismo tiempo.
El trilema de la cadena de bloques
El «trilema de la cadena de bloques», popularizado por Vitalik Buterin, cofundador de Ethereum , sostiene que una cadena de bloques puede optimizar, como máximo, dos de estas tres propiedades a la vez: descentralización, seguridad y escalabilidad.
Descentralización: muchos participantes independientes pueden gestionar nodos y participar en el consenso sin necesidad de disponer de hardware costoso.
Seguridad: la red es capaz de resistir a atacantes con grandes recursos que intenten reescribir el historial, censurar transacciones o detener la cadena.
Escalabilidad: la red puede procesar numerosas transacciones de forma rápida y económica.
Cada gran cadena opta por una combinación diferente:
Bitcoin Maximiza la descentralización y la seguridad, pero sacrifica la escalabilidad. Cualquier persona con un equipo modesto puede ejecutar un nodo completo, y la red nunca ha sido objeto de un ataque con éxito. El rendimiento está limitado a unas 7 transacciones por segundo.
Ethereum Equilibra estos tres aspectos, aunque se inclina por la descentralización y la seguridad. Procesa unas 30 transacciones por segundo (TPS) en la capa 1 y tiene previsto escalar mediante rollups, en lugar de aumentar el rendimiento de la capa base.
Solana Da prioridad al rendimiento y a la seguridad, alcanzando en la práctica unas 4.000 TPS. Para ejecutar un validador se necesita hardware de gama alta, lo que limita el número de participantes y concentra el conjunto de validadores.
Por qué existen las compensaciones
Estas compensaciones tienen su origen en la física y la informática, no solo en decisiones de ingeniería.
El tiempo de propagación de la red establece un límite mínimo para la latencia del consenso. Los validadores, repartidos por todo el mundo, tienen que intercambiar mensajes, y la velocidad de la luz implica tiempos de ida y vuelta de al menos entre 100 y 300 ms entre regiones distantes. Cuantos más validadores haya, más mensajes se envían, y cuantos más mensajes, más tiempo se tarda.
Los requisitos de hardware suponen una barrera de entrada. Si una cadena genera bloques más rápido o almacena más datos en cada uno de ellos, los nodos necesitan CPU más rápidas, más RAM, discos SSD de mayor capacidad y más ancho de banda para poder seguir el ritmo. Unos requisitos más exigentes implican que menos personas pueden permitirse mantener nodos, lo que reduce el conjunto de validadores y concentra la red.
El crecimiento del estado se acumula con el tiempo. Cada transacción se suma al estado de la cadena. Un mayor rendimiento implica un crecimiento más rápido del estado y mayores necesidades de almacenamiento. Las cadenas que procesan miles de TPS acumulan rápidamente terabytes de estado, lo que hace que el funcionamiento de los nodos completos resulte cada vez más costoso.
Estrategias que amplían los límites
Los rollups de capa 2 son, hasta la fecha, la forma más eficaz de sortear el trilema. Procesan las transacciones en una cadena independiente y envían los resultados comprimidos a la capa 1. De este modo, heredan la seguridad y la descentralización de la capa base, al tiempo que aumentan considerablemente el rendimiento. Los rollups de capa 2 de Ethereum(Arbitrum, Base, Optimism, zkSync) procesan muchas más transacciones que la capa 1 por sí sola.
La ejecución paralela, utilizada por Solana, Sui, Monad y MegaETH, ejecuta transacciones que no entran en conflicto al mismo tiempo, en lugar de hacerlo una por una. Esto aumenta el rendimiento sin alargar los tiempos de bloqueo ni reducir el conjunto de validadores.
El sharding divide la red en segmentos paralelos que procesan las transacciones de forma independiente, multiplicando el rendimiento por el número de shards. El plan original de sharding de Ethereum evolucionó hacia un enfoque centrado en los rollups, pero otras cadenas siguen explorando el sharding nativo.
El muestreo de disponibilidad de datos permite a los nodos confirmar que los datos de un bloque están disponibles sin necesidad de descargar el bloque completo. Esto reduce las necesidades de ancho de banda y permite que un mayor número de nodos verifique bloques de gran tamaño.
El papel de « Quicknode »
Quicknode Es compatible con cadenas de todo el trilema, con infraestructura para más de 80 cadenas. Esto incluye L1 altamente descentralizadas como Ethereum y Bitcoin, cadenas de alto rendimiento como Solana y los rollups de L2 que se encuentran entre ambas. Sea cual sea el equilibrio que elija tu cadena, la API Core de Quicknode te ofrece un acceso fiable y de baja latencia. Para los casos de uso de L2, Quicknode proporciona compatibilidad nativa con RPC para Arbitrum, Base, Optimism, zkSync y otros rollups líderes.
¿Cómo se comparan las principales cadenas en lo que respecta al trilema?
La tabla siguiente resume la posición que ocupan las principales redes en el espectro de descentralización, seguridad y escalabilidad. Para obtener una visión más detallada de cómo influye en ello el número de validadores, consulta la sección sobre concentración de validadores.
Cadena | Se inclina hacia | Rendimiento aproximado | Accesibilidad de los nodos |
|---|---|---|---|
Bitcoin | Descentralización y seguridad | Acerca de 7 TPS | Funciona con un equipo de especificaciones modestas |
Ethereum L1 | Descentralización y seguridad | Unos 30 TPS | Hardware de consumo, escalabilidad mediante rollups |
¿Es posible combinar la descentralización y el rendimiento?
Con la tecnología actual, no en la capa base. Ese es el quid de la cuestión del trilema. La solución práctica consiste en separar las capas. Mantener una Capa 1 altamente descentralizada y segura para la liquidación. Trasladar la ejecución a los rollups y otros sistemas de Capa 2 que hereden la seguridad de la Capa 1 y, al mismo tiempo, ofrezcan un alto rendimiento. Por eso Ethereum optó por una hoja de ruta centrada en los rollups en lugar de limitarse a aumentar el rendimiento de la Capa 1.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el trilema de la cadena de bloques?
El trilema de la cadena de bloques se refiere a la idea de que una cadena de bloques solo puede optimizar plenamente, como máximo, dos de estas tres propiedades a la vez: descentralización, seguridad y escalabilidad. Mejorar una de ellas suele ir en detrimento de otra.
¿Por qué una mayor descentralización reduce el rendimiento?
Un mayor número de validadores implica que hay que intercambiar más mensajes para alcanzar el consenso, y la distribución global aumenta la latencia de la red. Ambos factores incrementan el tiempo y la sobrecarga por bloque, lo que reduce el rendimiento en comparación con un conjunto de validadores pequeño y estrechamente interconectado.
¿Qué es más importante, la descentralización o el rendimiento?
Depende del caso de uso. La liquidación de activos de gran valor favorece la descentralización y la seguridad, mientras que las aplicaciones para consumidores y la negociación de alta frecuencia favorecen el rendimiento. Muchos equipos consiguen ambas cosas al realizar la liquidación en una L1 descentralizada y la ejecución en una L2 rápida.
¿Cómo ayudan las redes de capa 2 a resolver el trilema?
Los rollups de Capa 2 ejecutan las transacciones fuera de la cadena y envían los datos comprimidos a una Capa 1 descentralizada. Los usuarios disfrutan de un alto rendimiento y comisiones bajas, al tiempo que se benefician de la seguridad y la descentralización de la cadena base, lo que permite evitar la disyuntiva de la capa base.
¿Es el trilema una ley inquebrantable?
Se trata más bien de una limitación práctica que de un teorema demostrado. Técnicas como la ejecución paralela, el sharding, el muestreo de disponibilidad de datos y los rollups siguen ampliando los límites, mejorando el rendimiento y la latencia sin renunciar a la descentralización.
Lecturas recomendadas
Introducción a los resúmenes de « Ethereum » - Guía de « Quicknode »
¿Qué marco de trabajo de Rollup deberías utilizar? - Guía de « Quicknode »
Conceptos básicos esenciales sobre los rollups: guía de « Quicknode »
