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Blockchain Trilemma

EdwardFreecs

June 19, 2021, 12:58 p.m.

¿Qué es escalabilidad, seguridad y descentralización en el contexto blockchain?

 

Escalabilidad es la habilidad de procesar un volumen alto de transacciones en la red; por ejemplo Ethreum es capaz de procesar 16 transacciones por segundo, mientras que Visa puede procesar 2000 transacciones por segundo.

Seguridad es la habilidad de proteger los datos almacenados en la blockchain de diferentes ataques, o la habilidad de defenderse de ataques de doble-gasto.

Descentralización es una redundancia en la red para asegurar que la red no sea controlada por unas cuantas entidades.

 

El trilemma consiste que las blockchains solo pueden alcanzar 2 de estas 3 propiedades, siendo la combinación de seguridad y descentralización la que blockchains como Bitcoin y Ethereum han adoptado. Pero constantemente el trilemma se ha tomado como regla, lo cual no debe ser así; No necesariamente las blockchains nunca van a alcanzar un nivel alto en las 3 propiedades. 

 

¿Pero como es la dinámica entre estas 3 propiedades?

 

Primero la red necesita estar de acuerdo con la validez de las transacciones para procesarlas. Si el sistema tiene un largo número de participantes (descentralizacion), el acuerdo podría tomar tiempo. Así que suponiendo parámetros de seguridad similar, vemos que la escalabilidad es inversamente proporcional a la descentralización.

 

Ahora si asumimos un mismo nivel de descentralización en blockchains de proof of work como Bitcoin y Ethereum, podríamos pensar en la seguridad como el hashrate que tiene la blockchain, el hashrate de minería es una métrica de seguridad clave. Cuanto mayor sea la potencia de hash en la red, mayor será su seguridad y su resistencia general a los ataques. Si la potencia de hash es alta, el tiempo de confirmación disminuye; por lo tanto la escalabilidad crece con la seguridad.

 

Con lo visto, la descentralización es inversamente proporcional a la escalabilidad y a la seguridad, por lo que no podemos optimizar las 3 cualidades simultáneamente y debemos hacer consenciones.

 

 

El caso más reciente ha sido la red Ethereum que vio un boom en el verano de 2020 con una de sus aplicaciones más importantes: DeFi; causando una subida en el número de transacciones que la red tenía que procesar, haciendo así que los usuarios cada vez tenían que pagar más para que sus transacciones sean procesadas a tal punto que para algunos usuarios era imposible usar la red.

 

Importancia de cada componente en el trilemma.

 

Descentralización

La descentralización no es algo binario, no es lo tienes o no, es un espectro de varios niveles, dependiendo del número de mineros, el número de nodos completos, la distribución geográfica, el número de desarrolladores activos, etc.

Ventajas:

  • Mantener un consenso sin la necesidad de confiar en una sola entidad.
  • La descentralización es deseable porque aumenta la robustez del sistema. Hace que la red sea resistente a la censura y, por lo tanto, permite que cualquiera use la red.

Desventajas:

  • La descentralización como vimos es inversamente proporcional a la escalabilidad
  • Es costoso

 

Escalabilidad

La escalabilidad hace referencia a la capacidad de la red de soportar un crecimiento en las transacciones que puede procesar por unidad de tiempo, y esto es fundamental para conseguir adopción en masa.

¿Como puede aumentar la escalabilidad?

Como vimos, podemos disminuir la descentralización, o reducir el tiempo entre bloques, lo que comprometería la seguridad de la red.

Ventajas:

  • Permite a la red soportar volúmenes más altos de transacciones
  • Puede ser útil en aplicaciones donde la seguridad no es lo más importante.

Desventajas:

  • La escalabilidad podría suponer un costo en seguridad
  • Sacrifica descentralización

 

Seguridad

La seguridad es la habilidad de la red de mantener la irrevocabilidad de las transacciones. Cuantos más recursos gasten los participantes de la red, más segura será.

La red de Etherum Classic, que es diferente de cuando hablamos de Ethereum, ha sufrido ataques, esto fue debido a que la red no cuenta con tanta potencia de hash, porque lo que no fue tan costoso adquirir 51% de toda la potencia hash de la red.

Ventajas:

  • Permite transferencias de valor grandes que son más rápidas y económicas que las transferencias de valor tradicionales
  • La seguridad de las cadenas de bloques públicas proviene de los participantes de la red. Una mayor seguridad implica mayores efectos de red que no son fáciles de replicar.

Desventajas:

  • Requiere la inversión de mucha potencia de hash (proof of work), o mucha inversión en staking (proof of stake).

 

Soluciones a futuro

Ethereum que actualmente es una red altamente descentralizada y segura, enfrente problemas de escalabilidad, las soluciones que se estan explorando son:

Ethereum2.0, que mediante la fragmentación (sharding) escalara la capa base de ethereum.

Otra solución son las capa 2 (Layer 2) que buscan construir una capa encima de la capa base que tiene como objetivo reducir el trabajo computacional que se hace en la capa base y hacerla fuera de la red, y al final enviar las transacciones para que sean validad en la capa 1.



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