¿Qué es la trilema de la blockchain?

Ideas clave

La trilema de la blockchain describe el desafío de lograr descentralización, seguridad y escalabilidad de forma simultánea en redes distribuidas, donde mejorar un aspecto suele comprometer otro. Se han desarrollado diversas soluciones, como las capas 1 y 2, para abordar estas limitaciones, pero aún no existe una solución definitiva. Aunque algunos proyectos afirman haber superado el problema, la búsqueda para resolver completamente la trilema continúa.

La trilema de la blockchain, también conocida como la trilema de escalabilidad, es un teorema que expone el problema fundamental de escalar sistemas distribuidos. Sostiene que las tres características principales de la blockchain (descentralización, seguridad y rendimiento) no pueden alcanzarse al mismo nivel al mismo tiempo. Las redes descentralizadas solo pueden optimizar dos de estas cualidades, por lo que al mejorar una, inevitablemente otra se ve afectada.

Esto puede explicarse con el ejemplo de Bitcoin. Esta blockchain procesa un número bastante bajo de transacciones por segundo —alrededor de siete— y los bloques se minan cada diez minutos. Como resultado, cuando la red se sobrecarga, las transacciones con comisiones bajas pueden tardar mucho en confirmarse. En otras palabras, la seguridad y la descentralización se mantienen a un alto nivel, pero el rendimiento se ve limitado.

Una forma de mejorar el rendimiento es aumentar el tamaño de los bloques, pero esto incrementa considerablemente la complejidad. Así, solo los grandes pools de minería permanecerían en la red y el sistema se volvería más centralizado. Si se intenta mejorar el rendimiento reduciendo el tiempo de minado, la seguridad se verá afectada, ya que los nodos podrían no tener tiempo suficiente para alcanzar consenso antes de que se minen nuevos bloques.

La historia de la trilema de la blockchain

El científico estadounidense y profesor de informática Eric Brewer formuló el teorema CAP en la década de 1990 (fue demostrado formalmente en 2002). En esencia, sostiene que cualquier sistema de datos distribuido solo puede ofrecer dos de tres características clave: consistencia, disponibilidad y tolerancia a particiones. Esto significa que los desarrolladores de sistemas descentralizados deben sacrificar una de estas propiedades para optimizar las otras dos.

Este teorema fue adaptado posteriormente para la blockchain y popularizado por Vitalik Buterin. Su proyecto Ethereum fue la primera plataforma en admitir el despliegue de DApps. Dado que las aplicaciones descentralizadas pueden crecer de forma ilimitada en número de usuarios, el principal reto para los desarrolladores de Ethereum era aumentar el rendimiento de la red sin comprometer la descentralización o la seguridad.

Cómo experimentan las diferentes redes la trilema de la blockchain

Se ha establecido que toda base de datos distribuida cuenta con tres características principales:

• escalabilidad (la capacidad de la blockchain para aumentar el rendimiento, es decir, procesar cada vez más transacciones por segundo);
• seguridad (resistencia ante ataques de hackers);
• descentralización (ausencia de una autoridad central, con el control de la red distribuido entre los participantes).

Ahora veamos algunos ejemplos para entender cómo afecta la trilema de la blockchain a diferentes redes descentralizadas.

• Traditional blockchains (como Bitcoin y Litecoin). Los participantes de estas redes deben confirmar cada transacción, lo que incrementa notablemente la seguridad y la descentralización, pero limita la productividad.
• High-speed networks. Estas redes cuentan con pocos nodos en funcionamiento, pero cada uno debe cumplir requisitos estrictos. Este enfoque proporciona buen rendimiento y alto nivel de seguridad, pero reduce considerablemente la descentralización.
• Multichains. Este enfoque conecta aplicaciones a varias redes que interactúan entre sí mediante protocolos de interoperabilidad cross-chain (CCIP). Las blockchains de este tipo logran alta descentralización y escalabilidad, aunque la seguridad se ve afectada. Esto se debe a que un atacante solo necesitaría controlar la mayoría de los nodos de una sola red para comprometer todo el sistema, lo que pondría en riesgo la estructura del ecosistema y podría tener consecuencias graves para todos los participantes.

¿Existe una solución para la trilema de la blockchain?

Los desarrolladores de registros descentralizados han intentado resolver la trilema de la blockchain durante años.

Actualmente, existen dos grandes áreas en las que los desarrolladores trabajan para encontrar soluciones: capas de red 1 y 2.

• Layer 2. Algunas blockchains que buscan resolver el problema de escalabilidad optan por migrar parte de la carga a una “layer 2”, que en realidad es una blockchain separada. Ejemplos de soluciones de layer 2 sobre Ethereum son las redes Optimism, Arbitrum y Polygon.
• Layer 1. Las soluciones de layer 1 requieren cambios en la arquitectura de la blockchain principal. Los desarrolladores proponen alternativas como pasar de PoW (proof-of-work), que es lento, a otros algoritmos de consenso, implementar sharding, aumentar el tamaño de los bloques o reducir los tiempos de minado, entre otros. Cabe destacar que diseñar e implementar estos cambios es mucho más complejo y lleva más tiempo que las soluciones de layer 2.

Algunos proyectos afirman haber superado los “compromisos casi perfectos” y resuelto la trilema. Por ejemplo, el año pasado los desarrolladores de Kaspa anunciaron que, gracias a BlockDAG, la trilema ya no es un problema en su red. Consulta nuestro artículo para saber más sobre qué es BlockDAG y cómo funciona Kaspa.

Cada vez surgen más ideas para mejorar la blockchain y potenciar una de las tres características principales sin perjudicar a las otras dos. Si algún día se logrará resolver por completo la trilema de la blockchain, solo el tiempo lo dirá.