¿Qué son las capas de blockchain?

A medida que exploramos la tecnología blockchain en más detalle, las referencias a los protocolos de Capa 0, 1 y 2 aparecen con frecuencia. Para entender cómo funciona la tecnología blockchain, o también conocida como Distributed Ledger Technology (DLT), podemos desglosar esto aún más para revisar la arquitectura de capas de blockchain. 

Ante todo, debemos recordar que los principales objetivos de la tecnología blockchain son eliminar la dependencia de terceros o intermediarios, reducir los costos y mejorar la eficiencia, la transparencia y la seguridad de las transferencias de datos o valores. Si tenemos en cuenta que esto ocurre sin la supervisión de terceros, en particular de una autoridad centralizada, la DLT debe garantizar en todo momento que la información es verificada y cifrada por la red de acuerdo con el protocolo de red asociado. Por ejemplo, dentro de la red Bitcoin todas las transacciones de bitcoin se verifican de acuerdo con el protocolo Bitcoin.

La ausencia de una autoridad centralizada que supervise la actividad exige que las blockchains sean extremadamente seguras. Cuando hacemos referencia a la seguridad en este contexto, nos referimos a la capacidad de la blockchain para proteger los datos de la misma frente a cualquier tipo de ataque y garantizar que se impida cualquier intento de doble gasto.

Del mismo modo, la necesidad de que las blockchains sean escalables y gestionen el rápido crecimiento de usuarios, transacciones y cualquier otro tipo de datos es cada vez mayor. Como resultado, se establecieron capas para satisfacer los crecientes requisitos de las blockchains para escalar y cumplir con el nivel de seguridad deseado. 

En pocas palabras, la escalabilidad de blockchain se refiere a la capacidad de una red de blockchain, como Bitcoin o Ethereum, para hacer frente al creciente número de transacciones o usuarios sin comprometer la seguridad, el rendimiento o la velocidad. En este sentido, a medida que la red blockchain se expande, su capacidad para hacer frente al aumento de la demanda es su escalabilidad. Una blockchain que puede escalar eficazmente es aquella que puede acomodar el aumento de la demanda, manteniendo al mismo tiempo el nivel de eficiencia y eficacia. 

Si situamos la necesidad de escalabilidad en su contexto, es crucial tener en cuenta que si las blockchains van a ser adoptadas masivamente, tendrán que gestionar volúmenes significativos de transacciones y datos. Todo ello debe gestionarse con el mayor grado de seguridad y eficacia posible.

Para resumir, con una definición clara, la escalabilidad de una blockchain es su capacidad para gestionar un mayor volumen de transacciones.

Ejemplos clave incluyen Cosmos (ATOM) y Polkadot (DOT).

Capa 0:

Los protocolos de Capa 0 constituyen la capa fundamental de la estructura tecnológica de la blockchain. Proporcionan la infraestructura esencial que permite la interoperabilidad y la comunicación entre diferentes redes de blockchain. A diferencia de los protocolos de capa superior, que se centran en aplicaciones o contratos inteligentes específicos, los protocolos de capa 0 sientan las bases para crear y conectar múltiples ecosistemas de blockchain. Esta capa es responsable del transporte de datos entre varias blockchains, garantizando una interoperabilidad, escalabilidad y seguridad sin interrupciones.

Los protocolos de la capa 0 abordan cuestiones fundamentales como la comunicación entre cadenas, la transferencia de datos y los mecanismos de consenso entre distintas redes de blockchain. Al establecer un entorno común, estos protocolos facilitan el desarrollo y la integración de las blockchains de capa 1, facilitando a los desarrolladores la creación de aplicaciones de blockchain versátiles e interconectadas.

Algunos ejemplos destacados son Cosmos (ATOM y Polkadot (DOT).

Capa 1:

La Capa 1, también denominada capa de implementación, son los protocolos fundacionales de blockchain que funcionan de forma independiente y tienen sus propios tokens nativos. Por ejemplo; 

• Ethereum con su token nativo ETH
• Bitcoin y su token nativo BTC
• Cardano y su token nativo ADA
• Solana y su token nativo SOL

Se puede pensar en la Capa 1 como responsable del mecanismo de consenso y los procesos asociados, el lenguaje de programación, el tiempo de bloque, los métodos de resolución de disputas y los parámetros en los que se mantiene la red blockchain. 

Capa 2:

Las blockchains de Capa 2 se basan en la Capa 1 existente, se colocan esencialmente encima de la capa base (Capa 1) y sirven como protocolo secundario. El objetivo principal de la Capa 2 es proporcionar una solución que mejore la escalabilidad, eficiencia y funcionalidad de la blockchain. Funcionalmente, los protocolos originales aprovechan la Capa 2 para realizar mejoras de escalabilidad eliminando ciertas interacciones de la Capa 1. Es decir, los contratos inteligentes que existen en el protocolo de Capa 1 se concentran en los depósitos y retiros garantizando que las transacciones off-chain cumplan con los requisitos regulatorios. 

Para comparar más claramente las Capas 1 y 2, considera la Capa 1 como el ecosistema descentralizado y la Capa 2 como una integración de terceros que puede utilizarse junto con la Capa 1 para mejorar el rendimiento del sistema. La Capa 2 pretende mejorar las capacidades existentes de la Capa 1, permitiendo la escalabilidad sin sacrificar la seguridad.

Algunos ejemplos de blockchains de Capa 2 son;

• Lightning Network: Capa 2 de Bitcoin, diseñada para permitir transacciones instantáneas y de menor coste mediante la creación de un canal de pago off-chain para los usuarios.
• Raiden Network: Capa 2 de Ethereum, diseñada para soportar pagos instantáneos y escalables off-chain mediante la creación de canales de pago que soportan transferencias de tokens entre pares. 
• Optimism Rollup: Solución de Capa 2 de Ethereum que reúne múltiples transacciones en un único grupo, enviándolas como una sola a la red principal de Ethereum. 
• Polygon: Polygon, anteriormente conocida como Matic Network, es una Capa 2 para Ethereum que ofrece side chains, plasma chains y otras soluciones de escalado para permitir la escalabilidad y usabilidad de Ethereum.

Capa 3:

Las soluciones de Capa 3, también conocidas como capa de aplicación, sirven como interfaz de usuario que oculta los aspectos técnicos de back-end del canal de comunicación. Es la Capa 3 la que proporciona a las blockchains su aplicabilidad en el mundo real y permite a los usuarios finales comunicarse con la red blockchain. Ejemplos de Capa 3 son las interfaces de programación de aplicaciones (API), la interfaz de usuario y entornos de trabajo.

Tradicionalmente, la Capa 3 ha estado estrechamente vinculada a la capa de aplicación de la blockchain, proporcionando mejoras y funciones especializadas. Sin embargo, los últimos avances están redefiniendo el papel de las L3, ofreciendo soluciones innovadoras que aprovechan las soluciones de escalado de la Capa 2 como base.

Un ejemplo notable es Arbitrum Orbit, un proyecto centrado en un nuevo paradigma en la arquitectura de blockchain. Arbitrum Orbit introduce un novedoso marco que permite a los desarrolladores construir cadenas de Capa 3 utilizando Arbitrum como capa fundacional. Este enfoque supone un cambio de paradigma, desvinculando la funcionalidad de la Capa 3 de la capa de aplicación nativa de la blockchain e integrándola en cambio en la infraestructura de la Capa 2.

Al aprovechar Arbitrum como base, las cadenas de Capa 3 construidas sobre Arbitrum Orbit heredan sus ventajas de escalabilidad y rendimiento, incluidos la reducción de los costos de transacción y el aumento del rendimiento. Esta separación de intereses entre la Capa 2 y la Capa 3 permite a los desarrolladores centrarse en la creación de funcionalidades y aplicaciones especializadas sin verse limitados por las restricciones de la capa de aplicación de la blockchain subyacente.

Esencialmente, proyectos como Arbitrum Orbit ejemplifican la evolución de las soluciones de Capa 3, ofreciendo un entorno flexible y escalable que amplía las capacidades de las redes blockchain al tiempo que mantiene la interoperabilidad con las soluciones de escalado existentes.