Soluciones de segunda capa de Blockchain: Canales de estado frente a cadenas laterales

Blockchain es una tecnología disruptiva de rápido crecimiento que está diseñada para mejorar la credibilidad en el mantenimiento de registros y transacciones. Su papel en la construcción de la confianza y la responsabilidad verificada es un servicio esencial para las transacciones dinámicas modernas.

La cadena de bloques proporciona una forma de almacenar datos verificados a prueba de manipulaciones que son accesibles en cualquier parte del mundo y en cualquier momento. La cadena de bloques es esencialmente una base de datos de confianza inmutable que puede utilizarse como referencia para gestionar disputas, autenticar transacciones, demostrar la propiedad y mucho más.

La cadena de bloques y su funcionamiento

Considerar la tecnología blockchain solo en términos de su conexión con Bitcoin es una visión algo limitada. Esta noción fue enfatizada por Jaspreet Bindra, el antiguo Vicepresidente Senior de Transformación Digital del Grupo Mahindra en la India. En sus palabras, definir blockchain como la tecnología que hay detrás de Bitcoin o Criptodivisa, o Ether es como explicar Internet (únicamente) como la tecnología que hay detrás de los correos electrónicos.

En términos sencillos, la cadena de bloques es un libro de contabilidad digital descentralizado a prueba de manipulaciones que mantiene un registro permanente de una amplia variedad de transacciones y datos verificados. Entre ellos se encuentra la información sobre la propiedad, las fusiones empresariales, los documentos federales, las acciones, los títulos y muchos más.

Las transacciones convencionales necesitan que terceros de confianza verifiquen la información presentada por los comerciantes. Entre estos terceros se encuentran los bancos, las instituciones financieras, las juntas de revisión del crédito y los organismos gubernamentales. Es necesario verificar la autenticidad de los documentos, la propiedad, la identidad y la situación monetaria de los comerciantes antes de realizar una transacción. Estos procesos de verificación pueden ser costosos y requerir mucho tiempo.

En la cadena de bloques, cada transacción o dato relacionado se verifica y registra en un bloque individual. A continuación, el bloque se vincula permanentemente a cualquier transacción similar anterior y a los libros de contabilidad correspondientes. Los enlaces se caracterizan por una criptografía compleja que es única para los usuarios implicados y la transacción específica. Cada bloque está vinculado y validado por el anterior, lo que permite ahorrar tiempo y dinero en las diligencias convencionales.

Además, los datos de la cadena de bloques están descentralizados. Los libros de contabilidad generales sólo pueden almacenarse en un lugar a la vez; probablemente en una cámara acorazada o caja de seguridad. Sin embargo, los datos de la cadena de bloques se almacenan en múltiples libros de contabilidad que se actualizan simultáneamente, lo que añade otra capa de seguridad contra los hackers.

Para manipular con éxito cualquier entrada de la cadena de bloques, un hacker tendría que alterar toda la cadena. También tendría que editar los libros de contabilidad de todos los demás miembros de la red en cuestión.

Definición de las soluciones de segunda capa de la cadena de bloques

La tecnología blockchain aún no ha escalado y dominado los mercados mundiales. Aunque se reconoce su potencial en todo el mundo, la tecnología blockchain se ha visto frenada por sus limitaciones inherentes. El reto fundamental que limita la escalabilidad de blockchain hoy en día es la velocidad de sus transacciones.

La verificación de las transacciones de la cadena de bloques requiere tiempo y mucha potencia de cálculo. Sin embargo, estos procesos son parte de lo que diferencia a la cadena de bloques de las transacciones convencionales.

Estas limitaciones de velocidad han obstaculizado la integración de la tecnología de la cadena de bloques con las transacciones principales más rápidas. En su esencia, la cadena de bloques de Bitcoin solo puede manejar cinco transacciones por segundo (TPS), mientras que Ethereum maneja entre 10 y 15. Esto contrasta fuertemente con Visa, que puede manejar hasta 24.000 TPS3.

Las soluciones de blockchain de segunda capa se desarrollaron para acelerar la realización de transacciones de blockchain. Son un tipo de marco secundario construido sobre sistemas blockchain preexistentes. Los sistemas de segunda capa toman conjuntos de transacciones y los computan fuera de la cadena de bloques principal (fuera de la cadena). Esto reduce la carga de la cadena principal, liberando potencia de cálculo y recursos para otras funciones.

Al aislar conjuntos de transacciones fuera de la cadena, las soluciones de segunda capa pueden aumentar el número de transacciones que la cadena de bloques puede manejar en un día. Este sistema es un componente esencial para escalar la blockchain y competir con sistemas convencionales como Visa.

Tipos de soluciones de cadena de bloques de segunda capa

Las soluciones de blockchain de segunda capa son una serie de intrincados protocolos diseñados para mejorar el funcionamiento de la blockchain. Están diseñadas con elaborados algoritmos y sistemas para aumentar la velocidad de las transacciones, la verificación y la seguridad. Este artículo destaca la idea general y el funcionamiento de las dos principales soluciones de blockchain de segunda capa, State Channels y Side Chains, en términos sencillos.

1. ¿Qué es un canal estatal?

Un canal de estado es una solución de segunda capa de blockchain que permite a un grupo de participantes realizar un número ilimitado de transacciones privadas fuera de la cadena. A diferencia de las transacciones convencionales en la cadena, las transacciones del canal de estado no se hacen públicas. Sólo son visibles para los participantes en el canal. Sólo el estado inicial y final de las transacciones se registra en la cadena de bloques principal.

Los canales estatales permiten a las personas que necesitan realizar varios intercambios entre sí mantener un libro de contabilidad de la cadena de bloques. El registro de múltiples transferencias pequeñas es engorroso en la cadena de bloques porque cada transacción debe ser verificada y confirmada por los mineros. Esto puede ralentizar el tipo de intercambios rápidos que necesitan los participantes del canal estatal.

Los canales de estado permiten a los grupos realizar transacciones seguras, rápidas y de bajo coste utilizando la tecnología blockchain. Las soluciones de canales estatales que se utilizan actualmente prometen una gran escalabilidad, ya que algunas son capaces de realizar miles de transacciones por segundo.

Cómo funcionan los canales estatales

Con los canales de estado, los participantes se basan en acuerdos mutuos que se firman con sus firmas de encriptación de la cadena de bloques para su verificación. Los participantes crean un contrato inteligente que elabora el estado de sus transacciones antes de salir de la cadena.

Al estar fuera de la cadena, los participantes pueden realizar tantas transacciones como deseen sin depender de las verificaciones de los mineros. Tampoco requieren la formación de nuevos bloques por transacción.

Una vez completadas las transacciones, los participantes firman mutuamente una transacción de cierre. Las transacciones de cierre son únicas, ya que se registran en un nuevo bloque en la cadena. Para continuar con las transacciones después de una transacción de cierre, los participantes del canal de estado necesitan reabrir el canal de estado con una firma de cifrado única.

Seguridad del canal estatal

Un canal de estado es verificado por sus participantes y su contrato inteligente mutuo. Sin embargo, una vez que las partes han terminado sus transacciones fuera de la cadena, el estado final se registra en un nuevo bloque en la cadena. De este modo, las transacciones pueden realizarse más rápidamente fuera de la cadena y asegurarse permanentemente en la cadena.

El diseño del contrato inteligente asegura las transacciones dentro del canal estatal. También actúa como "juez" entre los participantes. Los diseños de los contratos inteligentes varían.

El mecanismo de seguridad del canal de estado subyacente requiere que todos los participantes firmen cada transacción. Cada transacción que lleva las firmas digitales de los participantes sobrescribe la anterior, lo que impide que un participante altere el estado final de las transacciones en ausencia de su contraparte.

Algunos canales utilizan un temporizador que actualiza o bloquea el estado de las transacciones en la cadena de forma automática. Una vez que el temporizador se agota, emite automáticamente una transacción de cierre y actualiza la cadena principal, cerrando el canal de estado basado en la última transacción verificada. Cualquier nuevo intento de desbloquear el canal de estado crea una nueva codificación y reinicia el temporizador.

Ejemplos de proyectos de canales estatales populares

1. Red Celer

2. La red de alumbrado

3. Trinity

4. Red Raiden

5. Liquidez

2. ¿Qué es una cadena lateral?

Las sidechains son cadenas de bloques más pequeñas que funcionan en paralelo a la cadena de bloques principal. Actúan como ramas de la cadena principal. Durante su funcionamiento, transfieren activos hacia y desde la cadena principal para reducir la congestión y facilitar la escalabilidad. Llevar a cabo sus transacciones en una cadena lateral puede aumentar significativamente el TPS de la blockchain. 

Cómo funcionan las cadenas laterales

Las cadenas laterales tienen una estructura y un mecanismo de funcionamiento similares a los de la cadena de bloques (cadena principal). A diferencia de las cadenas estatales, cada transacción en una cadena lateral se registra y forma un nuevo bloque. Sin embargo, los bloques de las sidechains pueden verificarse más rápidamente porque necesitan menos verificaciones y consentimiento distribuido que la cadena principal.

La cadena lateral está vinculada a la cadena principal a través de una conexión bidireccional que permite la transferencia de activos entre las dos cadenas. Los activos se transfieren a un ritmo predeterminado, de manera que la cadena de bloques se actualiza constantemente con el estado de las transacciones en la cadena lateral.

La realización de transacciones en las sidechains alivia la carga computacional y la congestión de la cadena principal, permitiendo a los participantes realizar transacciones más rápidas. Las sidechains son permanentes y no están limitadas a un grupo determinado de usuarios. También facilitan el intercambio de criptomonedas.

Seguridad de la cadena lateral

El principal argumento de venta de la cadena de bloques es la seguridad de sus datos. Sin embargo, los procesos de seguridad son largos y costosos. Aumentar la velocidad de las transacciones suele traducirse en una simplificación de los principales procesos de seguridad de la cadena.

Una cadena lateral segura garantiza a los usuarios transacciones más rápidas y seguras al asegurar o respaldar periódicamente sus transacciones en la cadena principal. Esta idea es la misma que subyace al uso de una clavija bidireccional para transferir activos de forma consistente entre la cadena principal y la lateral.

Cada cadena lateral es independiente de la cadena principal, lo que significa que tiene sus mineros y su propia capacidad de cálculo. Si la seguridad de una cadena lateral se ve comprometida, no afecta a la protección de la cadena principal y viceversa.

Algunas cadenas laterales recurren a grupos de la federación para que actúen como intermediarios en la transferencia de activos desde y hacia la cadena principal. Aunque esto añade una capa de seguridad, también aumenta el periodo de espera antes de que un participante pueda realizar activamente transacciones en la cadena lateral.

Ejemplos de soluciones populares de cadena lateral

1. Plasma

2. Portainjertos (RSK)

3. Matic

4. Líquido

5. Alpha

Round-Up

La industria energética está adoptando la tecnología blockchain como una forma única de registrar, rastrear y gestionar las transacciones en el mercado de la electricidad. La descentralización de la generación de electricidad en Europa abrió las puertas a una serie de retos. La red está ahora conectada a múltiples y variados productores de electricidad, minirredes y recursos de energía renovable. 

Muchos de los retos técnicos de la generación y distribución de electricidad están siendo abordados por la red inteligente y otras soluciones innovadoras. Sin embargo, la dinámica financiera y los retos de responsabilidad son más intrincados.

La cadena de bloques proporciona una forma más rápida, eficiente y a prueba de manipulaciones de rastrear la generación y el consumo de electricidad. Esto aumenta efectivamente la seguridad, la velocidad y la precisión de los pagos emitidos al productor de energía. Esto es especialmente valioso en los mercados en los que el precio de la electricidad varía con la demanda.

El uso de soluciones de segunda capa de blockchain para gestionar la parte financiera de las transacciones de energía alternativa puede mejorar la dinámica de las redes inteligentes. Puede permitir que los clientes, las minirredes y los proyectos de energía renovable a escala de servicios públicos interactúen libremente y en tiempo real. También puede acelerar el proceso de generación de certificados verdes.

El registro de los datos de producción en la cadena de bloques puede simplificar el proceso de verificación de los niveles de generación de electricidad. Esto significa que los productores de electricidad independientes conectados a la red, como los proyectos de energía solar en tejados, los de energía solar comunitaria y otros, pueden recibir el pago con mayor rapidez y precisión.