Puntos Clave

  • El trilema de blockchain explica el desafío de equilibrar la seguridad, la descentralización y la escalabilidad en las redes de blockchain.

  • Mejorar una propiedad a menudo viene a expensas de una o ambas de las otras.

  • Diferentes blockchains adoptan varios enfoques técnicos, como mecanismos de consenso alternativos, soluciones de Capa 2 y fragmentación, para abordar el trilema.

  • Si bien ninguna blockchain ha "resuelto" completamente el trilema, la industria continúa innovando hacia diseños más equilibrados.

Introducción

Dado que las blockchains solo pueden manejar un número limitado de transacciones por segundo, muchos argumentan que para que la tecnología sea adoptada globalmente, debería poder manejar muchos más datos y a velocidades más rápidas. Esto permitiría que más personas usen la red sin que se vuelva lenta o costosa.

Sin embargo, el diseño fundamental de muchas redes descentralizadas significa que aumentar la escalabilidad tiende a debilitar la descentralización o la seguridad. Esto es lo que se conoce como el trilema de blockchain. Los desarrolladores están explorando varias soluciones, como nuevos mecanismos de consenso, fragmentación y redes de Capa 2.

El Trilema de Blockchain

En resumen, una blockchain es una base de datos digital distribuida. Los bloques de datos se organizan en orden cronológico. Los bloques están vinculados y asegurados por pruebas criptográficas. La implementación de esta tecnología en diferentes industrias ya está cambiando la forma en que trabajamos y vivimos.

La idea es que las blockchains descentralizadas y seguras permiten un mundo donde no necesitamos depender de terceros para que las redes o los mercados funcionen. Sin embargo, los expertos generalmente coinciden en que si esta tecnología se va a adoptar más ampliamente, debe abordarse el trilema de blockchain.

Popularizado por el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, el trilema de blockchain se refiere a la idea de que es difícil para las blockchains alcanzar niveles óptimos de las tres propiedades simultáneamente. Fortalecer una de estas propiedades a menudo significa comprometerse con una o ambas de las otras.

Descentralización

Las redes de blockchain son descentralizadas por diseño, lo que significa que ninguna persona, empresa u organización las controla. La red está abierta a cualquiera que quiera participar, y el control se distribuye entre todos los participantes. Todos tienen acceso al mismo libro mayor, y si un participante intenta engañar al sistema cambiando los registros a su favor, el resto de la red puede verificar y rechazar los datos fraudulentos.

Considere la diferencia entre Bitcoin y el sistema bancario tradicional. Los bancos imponen confianza entre las personas que transaccionan y aseguran que todos los registros se mantengan correctamente. La blockchain de Bitcoin, sin embargo, comparte todos esos datos con todos en la red, para que puedan ser verificados y confirmados antes de ser añadidos a la base de datos. El resultado es un sistema que puede existir sin la necesidad de terceros.

La descentralización ofrece la posibilidad de lo que se conoce como Web3. Mientras que Web2 constituye la mayor parte del internet de hoy, con sitios y aplicaciones controlados por empresas, Web3 otorga a los usuarios control sobre sus datos e identidad.

Sin embargo, la descentralización viene con compensaciones. A medida que múltiples usuarios deben llegar a un consenso sobre cada transacción, el procesamiento a menudo es más lento que en los sistemas centralizados. Esto hace que la escalabilidad (la capacidad de manejar más transacciones por segundo) sea un desafío clave para las redes descentralizadas.

Seguridad de Blockchain

La seguridad es esencial para cualquier blockchain porque, sin ella, los atacantes podrían comprometer la red y alterar el historial de transacciones. Ya sea que un sistema sea centralizado o descentralizado, la seguridad no está garantizada. Los sistemas centralizados pueden beneficiarse de un control más estricto y decisiones más rápidas, pero también presentan un único punto de falla y dependen en gran medida de la calidad de sus equipos de seguridad.

En sistemas descentralizados, la seguridad debe lograrse sin depender de una autoridad central. Bitcoin, por ejemplo, utiliza una combinación de criptografía y un mecanismo de consenso llamado Prueba de Trabajo (PoW). Cada bloque de datos está vinculado al anterior a través de una firma digital única (hash), lo que hace que cualquier manipulación sea inmediatamente detectable.

La PoW añade otra capa de protección al requerir que los participantes de la red, conocidos como mineros, resuelvan complejos acertijos matemáticos a través de extensos cálculos de hash antes de validar las transacciones. Esto hace que los ataques sean costosos y difíciles de llevar a cabo. Debido a que la minería de Bitcoin consume muchos recursos por diseño, es más lenta que algunos otros enfoques.

También tenga en cuenta que cuántos más participantes (nodos) haya en la red, más segura será. Cuanto más grande sea la red, más difícil se vuelve para un actor malicioso tomar el control del sistema.

En teoría, si una persona o grupo logra controlar más de la mitad del poder de la red, podría realizar lo que se conoce como un ataque del 51%, lo que podría permitir explotaciones como el doble gasto.

Escalabilidad de Blockchain

La escalabilidad se refiere a la capacidad de una blockchain para manejar un número creciente de transacciones por segundo (TPS). Para que la tecnología blockchain apoye la adopción masiva y potencialmente miles de millones de usuarios, debe procesar transacciones de manera rápida, económica y confiable. En la práctica, la escalabilidad a menudo pasa a un segundo plano frente a la descentralización y la seguridad, que son los dos principios fundamentales del diseño de blockchain.

Los sistemas de pago centralizados como Visa, por ejemplo, pueden manejar miles de transacciones por segundo porque operan en un entorno cerrado y con permiso. No requieren consenso global de miles de nodos independientes, lo que les permite procesar transacciones casi al instante.

En contraste, las blockchains públicas deben procesar cada transacción a través de múltiples validadores independientes. Esta verificación distribuida ralentiza el rendimiento: la capa base de Bitcoin promedia alrededor de 5 TPS, mientras que Ethereum procesa alrededor de 18 TPS.

Incluso con el consenso de Prueba de Participación (PoS) reemplazando la Prueba de Trabajo (PoW) en algunas redes, la necesidad de un acuerdo global aún impone restricciones. Sin soluciones de escalabilidad efectivas, un aumento en el uso puede llevar a la congestión de la red, tiempos de transacción más lentos y tarifas más altas.

Abordando el Trilema de Blockchain

La solución más obvia y básica al Trilema de Blockchain es reducir el número de validadores de la red (nodos) a cambio de mayor escala y velocidad. Pero hacerlo llevaría a un debilitamiento de la descentralización, con el control otorgado a un número menor de participantes. También podría conducir a un debilitamiento de la seguridad, ya que menos jugadores significa una mayor probabilidad de ataques.

Aquí radica el trilema: la descentralización y la seguridad están profundamente conectadas, y la forma en que se construyen las blockchains dificulta mejorar la escalabilidad sin debilitar una o ambas. La gran pregunta es cómo hacer que las blockchains sean más rápidas sin sacrificar las cualidades que las hacen dignas de confianza en primer lugar.

Desarrollos en Curso

No hay una solución única para el trilema. Sin embargo, los desarrolladores e investigadores han explorado una variedad de enfoques, muchos de los cuales han mostrado resultados prometedores. Algunos de los desarrollos más notables incluyen:

1. Fragmentación

La fragmentación divide una blockchain en particiones más pequeñas, o fragmentos, cada una con su propio libro mayor y capacidad para procesar transacciones de forma independiente. Una cadena principal coordina las interacciones entre fragmentos, reduciendo la carga en cualquier cadena única y mejorando la escalabilidad.

Por ejemplo, el protocolo NEAR utiliza un modelo de fragmentación conocido como Nightshade 2.0, que escala dinámicamente dividiendo la red en múltiples fragmentos paralelos. A partir de agosto de 2025, la red opera 8 fragmentos activos y puede lograr la finalización de transacciones en aproximadamente 600 milisegundos.

2. Diferentes mecanismos de consenso

Una de las razones por las que existe el trilema en la red de Bitcoin es debido a la forma en que funciona la PoW para garantizar la seguridad. Encontrar una forma diferente de asegurar el consenso es un enfoque para resolver el trilema.

En las blockchains de PoS, los participantes involucrados en la validación de transacciones deben apostar (bloquear) sus tokens. No hay necesidad de máquinas de minería altamente especializadas. Agregar más validadores a la red es más simple y accesible. PoS es solo uno de muchos enfoques diferentes para los mecanismos de consenso con escalabilidad en mente.

Otro enfoque es la Prueba de Autoridad (PoA), que asegura la red utilizando identidades de validadores en lugar de monedas apostadas. En los sistemas PoA, un número limitado de participantes de confianza están preaprobados para verificar transacciones y crear bloques. Esto puede ofrecer una mayor escalabilidad, pero reduce la descentralización.

Algunas redes de blockchain utilizan modelos híbridos para equilibrar compromisos. Por ejemplo, la BNB Smart Chain utiliza Prueba de Autoridad Apostada (PoSA), donde los validadores apuestan BNB para participar en la producción de bloques, logrando tiempos de bloque de alrededor de tres segundos. La red Conflux combina elementos de PoW con una estructura de Grafo Acíclico Dirigido (DAG) para mejorar el rendimiento al tiempo que conserva las características de seguridad de PoW.

3. Soluciones de Capa 2

Otro enfoque para abordar el trilema es construir sobre una blockchain existente en lugar de alterar su capa base. Las soluciones de Capa 2 procesan transacciones fuera de la cadena principal y luego liquidan los resultados de nuevo en ella. Esto reduce la congestión, baja las tarifas y mantiene la seguridad de la capa base.

Los rollups agrupan múltiples transacciones fuera de la cadena y envían una única prueba comprimida a la cadena principal para su verificación. Los rollups optimistas como Arbitrum asumen que las transacciones son válidas a menos que se impugnen, mientras que los rollups de conocimiento cero (ZK) como Scroll utilizan pruebas criptográficas para confirmar la validez sin revelar todos los detalles. Ethereum se ha vuelto cada vez más centrado en los rollups, con gran parte de su actividad de finanzas descentralizadas (DeFi), juegos y NFT ocurriendo en la Capa 2 para mejorar la velocidad y reducir costos.

Los canales de estado permiten a los participantes realizar transacciones fuera de la cadena, con solo los estados de apertura y cierre registrados en la blockchain. La red Lightning de Bitcoin es un ejemplo bien conocido que utiliza canales de estado para habilitar transacciones rápidas y de bajo costo manteniendo la mayor parte de la actividad fuera de la cadena mientras depende de la capa base de Bitcoin para la liquidación final.

Reflexiones Finales

El trilema de blockchain sigue siendo un desafío significativo para que la tecnología alcance su máximo potencial. Sin embargo, los esfuerzos en curso como la hoja de ruta centrada en rollups de Ethereum y el surgimiento de blockchains modulares de alto rendimiento muestran caminos prometedores hacia adelante. Estas innovaciones buscan aumentar la escalabilidad sin socavar la seguridad o la descentralización, acercando a la industria a un futuro donde las blockchains puedan soportar aplicaciones a escala global.

Lectura Adicional

  • ¿Qué Son las Appchains (Blockchains Específicas de Aplicación)?

  • ¿Qué Son las Redes de Bitcoin de Capa 2?

  • ¿Qué Es la Abstracción de Cadena?

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