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Escalado

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Resumen del escalado

A medida que la cantidad de usuarios de Ethereum ha ido creciendo, la cadena de bloques alcanzó ciertos límites en su capacidad. Esto ha hecho que se incrementen los costos para utilizar la red, haciendo necesarias "soluciones de escalado". Actualmente se están investigando, testeando e implementando múltiples soluciones desde distintos enfoques para lograr objetivos similares.

La meta principal del escalado es incrementar la velocidad de las transacciones (transacciones más rápidas) y la capacidad de procesamiento de estas (más transacciones por segundo), sin sacrificar la descentralización o seguridad de la red (más información sobre la visión de Ethereum). En la capa 1 de la cadena de bloques de Ethereum, una demanda alta lleva a transacciones más lentas y a precios de gas inviables. El incremento de la capacidad de la red en términos de velocidad y capacidad de procesamiento es fundamental para la adopción masiva y significativa de Ethereum.

A pesar de que la velocidad y la capacidad de procesamiento son importantes, es esencial que las soluciones de escalado que permitan alcanzar estos objetivos sigan siendo descentralizadas y seguras. Para evitar una progresión hacia un poder de cómputo centralizado e inseguro, es crítico mantener baja la barrera de entrada a los operadores de nodos.

Conceptualmente, la primera categorización que hacemos en cuanto a escalado es entre escalado en cadena ("on-chain") y escalado fuera de cadena ("off-chain").

Prerrequisitos

Es necesario que comprenda todos los temas fundamentales. La implementación de soluciones de escalado es compleja, ya que la tecnología no está demasiado probada y aún continúa en investigación y desarrollo.

Escalado en cadena

El método de escalado en cadena ("on-chain") requiere cambios en el protocolo de Ethereum (red principal de capa 1). El enfoque principal para este método de escalado es actualmente la fragmentación.

Fragmentación

La fragmentación es el proceso de dividir horizontalmente una base de datos para repartir la carga. En el contexto de Ethereum, la fragmentación reducirá la congestión en la red e incrementará las transacciones por segundo creando nuevas cadenas conocidas como "fragmentos". Esto, a su vez, reducirá la carga de cada validador, ya que estos no tendrán que procesar la totalidad de las transacciones en la red.

Obtenga más información sobre la fragmentación.

Escalado fuera de cadena

Las soluciones fuera de cadena ("off-chain") se implementan de manera separada a la red principal de capa 1 y no requieren cambios en el protocolo existente de Ethereum. Algunas soluciones, llamadas soluciones de "capa 2", adquieren su seguridad directamente del consenso de Ethereum de capa 1, por ejemplo, los rollups optimistas, los rollups de conocimiento cero o los canales de estado. Otras soluciones implican la creación de nuevas cadenas en diversas formas que derivan su seguridad por separado de la red principal, por ejemplo, cadenas laterales o cadenas de plasma. Estas soluciones se comunican con la red principal, pero obtienen su seguridad de manera diferente para perseguir una variedad de objetivos.

Escalado de capa 2

Esta categoría de soluciones fuera de cadena obtiene su seguridad de la red principal de Ethereum.

Capa 2 es un término colectivo que hace referencia a soluciones diseñadas para ayudar a escalar su aplicación gestionando las transacciones fuera de la red principal de Ethereum (capa 1), al tiempo que se usa el modelo de seguridad robusto y descentralizado de la red principal. La velocidad de transacción se ve afectada cuando la red está ocupada, lo que hace que la experiencia del usuario sea pobre para ciertos tipos de dapps (aplicaciones descentralizadas). Además, a medida que la red se ve más ocupada, los precios del gas aumentan, ya que los remitentes de las transacciones intentan mejorar las ofertas entre sí. Esto puede encarecer mucho el uso de Ethereum.

La mayoría de las soluciones de capa 2 se centran en un servidor o un clúster de servidores, a cada uno de los cuales podemos referirnos como nodo, validador, operador, secuenciador, creador de bloques o un término similar. Dependiendo de su implementación, estos nodos de capa 2 pueden ser operados por individuos, negocios o entidades que los utilicen, por un tercero o por un gran grupo de individuos (similar a la red principal). Generalmente, las transacciones se envían a estos nodos de capa 2, en lugar de enviarse directamente a la capa 1 (red principal). Para algunas soluciones, la instancia de capa 2 agrupa las transacciones antes de anclarlas a la capa1, luego de lo cual son aseguradas por la capa 1 y ya no pueden alterarse. Los detalles de cómo se realiza esto varían significativamente entre las diferentes tecnologías e implementaciones de capa 2.

Una instancia específica de capa 2 puede ser abierta y compartida por muchas aplicaciones o puede ser implementada por un proyecto y estar dedicada a brindar soporte exclusivamente a dicha aplicación.

¿Por qué es necesaria la capa 2?

  • La mayor cantidad de transacciones por segundo mejora ampliamente la experiencia del usuario y reduce la congestión de la red principal de Ethereum.
  • Las transacciones se agrupan en una sola transacción hacia la red principal de Ethereum, lo que reduce el gasto de gas para los usuarios y hace que Ethereum sea más inclusivo y más accesible para personas de todo el mundo.
  • Las actualizaciones de escalabilidad no deben hacerse a costa de la descentralización o la seguridad; las soluciones de capa 2 reposan sobre Ethereum.
  • Hay redes de capa 2 específicas a ciertas aplicaciones que brindan su propio conjunto de eficiencias al trabajar con activos a gran escala.

Rollups

Los rollups ejecutan transacciones fuera de la capa 1 y luego los datos se publican en la capa 1, donde se alcanza el consenso. Como los datos de las transacciones se incluyen en los bloques de capa 1, esto permite que los rollups estén protegidos por la seguridad nativa de Ethereum.

Hay dos tipos de rollups con diferentes modelos de seguridad:

Canales de estado

Los canales de estado utilizan contratos multifirma para permitir a los participantes realizar transacciones de forma rápida y libre fuera de la cadena y luego establecer la finalidad con la red principal. Esto minimiza la congestión de la red, las tasas y los retrasos. Actualmente, hay dos tipos de canales: de estado y de pago.

Obtenga más información acerca de los canales de estado.

Cadenas laterales

Una cadena lateral es una cadena de bloques independiente compatible con EVM que funciona en paralelo a la red principal. Son compatibles con Ethereum a través de puentes bidireccionales y funcionan bajo sus propias reglas de consenso y parámetros de bloque.

Obtenga más información acerca de las cadenas laterales.

Plasma

Una cadena de plasma es una cadena de bloques separada que está anclada a la cadena principal de Ethereum, y usa métodos antifraude (como los rollups optimistas) para arbitrar disputas.

Obtenga más información acerca de Plasma.

Validium

Una cadena Validium utiliza pruebas de validez como rollups de conocimiento cero, pero los datos no se almacenan en la cadena de capa 1 de Ethereum. Esto puede conducir a 10.000 transacciones por segundo por cadena Validium y múltiples cadenas pueden ejecutarse en paralelo.

Obtenga más información sobre Validium.

¿Por qué se necesitan tantas soluciones de escalado?

  • Las soluciones múltiples pueden ayudar a reducir la congestión general en cualquier parte de la red, y también evita los puntos únicos de fallo.
  • El conjunto es mayor que la suma de sus partes. Pueden existir diferentes soluciones y funcionar en armonía, permitiendo un efecto exponencial en la velocidad y la capacidad de procesamiento de transacciones futuras.
  • No todas las soluciones requieren utilizar el algoritmo de consenso de Ethereum directamente, y las alternativas pueden ofrecer beneficios que de otro modo serían difíciles de obtener.
  • Ninguna solución de escalado es suficiente para llevar a cabo la visión de Ethereum.

¿Es más bien de los que aprende viendo?

Obsérvese que la explicación del video utiliza el término "Capa 2" para referirse a todas las soluciones de escalado fuera de cadena, mientras que nosotros diferenciamos "Capa 2" como una solución fuera de cadena que obtiene su seguridad a través del consenso de la red principal de capa 1.

Más información

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