¿Qué son las ‘blockchain’ de segunda capa y para qué se utilizan?

Tanto Bitcoin como Ethereum están limitadas por su capacidad para procesar transacciones por segundo, lo que dificulta su escalabilidad y la adopción de la tecnología. La migración de Ethereum al mecanismo de consenso ‘Proof-of-Stake’ (PoS), más eficiente que el original ‘Proof-of-Work’ (PoW), tenía entre sus objetivos potenciar su escalabilidad, pero es un proceso que lleva tiempo. Para solucionar el que se conoce como ‘trilema’ de ‘blockchain’ —es decir, que para una cadena de bloques es difícil encontrar el equilibrio entre la escalabilidad, la descentralización y la seguridad— surgen las cadenas de bloques Layer 2, o de capa secundaria (L2).

Una ‘blockchain’ L2 es una solución construida sobre otra cadena de bloques como por ejemplo Ethereum —considerada ‘blockchain’ de Layer o Capa 1—, pero sin reemplazarla. La 'blockchain' de Layer 1 canaliza algunos de los procesos de almacenamiento y verificación de transacciones hacia esta red de capa secundaria. Algunos de los beneficios que se logran con esta canalización son aumentar la capacidad y velocidad de procesamiento de transacciones en la ‘blockchain’ principal y reducir los costes asociados a estas operaciones. Posteriormente, se publican los datos de las transacciones en la Capa 1 para garantizar su acceso por parte de los usuarios.

Además de esta liquidación en la capa principal y su menor congestión, lo que reduce las tarifas de transacción y aumenta la rapidez de la cadena de bloques en su conjunto, el profesor de Web 3.0 de IEBS Digital School, Carles García, subraya otros valores añadidos a las ‘blockchain’ por las L2: “Su escalabilidad está significativamente mejorada, porque no están sujetas a las mismas limitaciones de velocidad y coste al que obliga el proceso de confirmación completo en la cadena de bloques principal en cada paso. Lo que también permite usar la cadena de bloques de capa base como una capa de seguridad adicional”.

Estas soluciones son especialmente útiles para las ‘blockchain’ con un gran volumen de microtransacciones, como las que por ejemplo se producen en juegos ‘online’ o redes sociales descentralizadas.

Tipos de ‘blockchain’ L2

Hay diferentes tipos de bloques de Capa 2 dependiendo del procedimiento que utilicen.

Las ‘blockchain’ de ‘rollups’ o agrupaciones permiten recopilar lotes de transacciones fuera de la cadena de bloques, y luego agrupar, enviar y publicar los resultados en la Capa 1. Para validar las transacciones, pueden utilizar el mismo mecanismo de consenso que su cadena principal u otros más eficientes.

Hay dos tipos. Por un lado, las ‘optimistic rollups’, que se basan en el supuesto de que la mayoría de las transacciones serán válidas. Son sencillas, pero tienen “el inconveniente de que, una vez registrada la información en la L1, ha de pasar un tiempo hasta que sea definitiva. Durante este periodo se pueden identificar errores en alguna transacción y revertir el proceso”, detalla Jorge Ordovás Oromendía, director del Máster en Blockchain y Web3 de la Universidad Europea.

Por otro lado están las ‘zk-rollups’ (‘zero-knowledge’) que validan un grupo de transacciones usando pruebas de conocimiento cero, un protocolo criptográfico que permite verificar la autenticidad de estas transacciones sin revelar sus detalles. Aunque son más complejos de calcular que los ‘optimistic’, “una vez la información se registra en la L1 es definitiva, por tanto, ofrece más rapidez en su conjunto, mayor privacidad y seguridad”, afirma Jorge Ordovás.

Las ‘sidechains’ o cadenas laterales, como Polygon, están conectadas a la ‘blockchain’ de Layer 1 pero son independientes de ella, lo que facilita que las transacciones sean más rápidas y económicas. El hecho de que las ‘sidechains’ estén conectadas a la capa principal mediante ‘puentes’ (‘bridges’), permite movilizar activos de forma segura de la cadena principal a la cadena lateral, y viceversa.

Las ‘sidechains’ mejoran la escalabilidad, ya que “cualquiera puede desplegar su dApp o aplicación descentralizada en una cadena lateral sin necesitar ninguna adaptación”,  explica el profesor Ordovás. “De este modo, se facilita la disponibilidad de servicios en múltiples ‘sidechains’, ofreciendo a sus clientes distintos entornos para que elijan el que les resulta más interesante”. Esta particularidad hace posible que cada cadena lateral utilice el mecanismo de consenso que le convenga.

Los ‘state channels’ o canales de estado, como Liquid Network, facilitan transacciones bidireccionales permitiendo transferencias fuera de la cadena por medio de ‘canales de pago’ efímeros. Generalmente, no requieren minería o validación en la cadena principal hasta que no se cierre el canal.

“Para utilizar una ‘statechain’, los usuarios primero crean un canal de estado entre ellos que actúa como una ‘cadena lateral temporal’ donde realizar transacciones sin tener que escribirlas en la capa principal”, describe Carles García. Los usuarios pueden transferir cualquier activo y estado dentro del canal de estado, lo que incluye ‘tokens o datos de contratos inteligentes. “Estas transacciones dentro de los canales de estado se basan en la confianza y la firma criptográfica, y se registran en la cadena de bloques principal solo cuando se cierra el canal’, añade García, que además de profesor de IEBS Digital School también es técnico de ventas para Polygon ID en EMEA.

Por otro lado, existen las cadenas de bloque anidadas o ‘nested  blockchains’, que se basan en varias series de cadenas secundarias que se anclan a la principal, como ocurre en el proyecto OMG Plasma.

La arquitectura de cadena de bloques anidada permite que en una cadena principal se establezcan varios niveles de ‘blockchain’, cada uno con su propio vínculo padre-hijo. La cadena principal delega trabajo a las secundarias, que devuelven el resultado a la principal una vez completado. A menos que se requiera una resolución de disputas, la cadena de bloques base subyacente no participa en las funciones de la red. “Tal distribución del trabajo reduce la carga de procesamiento en la cadena principal y mejora la escalabilidad”, resume Ordovás.