¿Qué es la trilema de la blockchain?

Ideas clave

La trilema de la blockchain describe el desafío de alcanzar simultáneamente descentralización, seguridad y escalabilidad en redes distribuidas, donde mejorar un aspecto suele comprometer otro. Existen diferentes enfoques, como soluciones de layer 1 y layer 2, para abordar estas limitaciones, pero aún no hay una solución definitiva. Aunque algunos proyectos afirman haber superado el problema, la búsqueda de una respuesta completa continúa.

La trilema de la blockchain, también conocida como la trilema de escalabilidad, es un teorema que describe el problema fundamental de escalar sistemas distribuidos. Plantea 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 garantizar dos de estas características a un alto nivel, lo que significa que al mejorar una, otra se ve inevitablemente afectada.

Esto se puede ilustrar 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 está saturada, las transacciones con bajas comisiones pueden tardar mucho tiempo en confirmarse. En resumen, la seguridad y la descentralización se mantienen en un nivel alto, pero el rendimiento no.

Una forma de mejorar el rendimiento es aumentando el tamaño de los bloques, pero esto incrementa significativamente la complejidad. Como consecuencia, 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 vería comprometida, ya que los nodos podrían no tener tiempo suficiente para alcanzar consenso antes de que se mine un nuevo bloque.

Historia de la trilema de la blockchain

El científico estadounidense y profesor de informática Eric Brewer formuló el teorema CAP en los años noventa (fue demostrado formalmente en 2002). Este teorema 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 mantener las otras dos a un alto nivel de eficacia.

Posteriormente, este teorema se adaptó al contexto de la blockchain y fue popularizado por Vitalik Buterin. Su proyecto Ethereum se convirtió en la primera plataforma en admitir el despliegue de DApps. Dado que las aplicaciones descentralizadas pueden experimentar un crecimiento ilimitado de usuarios, la principal tarea para los desarrolladores de Ethereum era aumentar el rendimiento de la red sin sacrificar descentralización ni seguridad.

Cómo experimentan la trilema distintas redes

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

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

Veamos algunos ejemplos para explicar el impacto de la trilema en diferentes redes descentralizadas.

• Traditional blockchains (como Bitcoin y Litecoin). Los participantes deben confirmar cada transacción, lo que refuerza la seguridad y la descentralización, pero limita la productividad.
• High-speed networks. Estas redes cuentan con pocos nodos operativos, pero cada uno debe cumplir requisitos estrictos. Así se logra buen rendimiento y alto nivel de seguridad, pero la descentralización se reduce considerablemente.
• 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, poniendo en riesgo la estructura del ecosistema y generando 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 abordar la trilema: network layers 1 y 2.

• Layer 2. Algunas blockchains que buscan resolver el problema de escalabilidad optan por migrar parte de la carga a “layer 2”, que en realidad es una blockchain separada. Ejemplos de soluciones layer 2 sobre Ethereum son Optimism, Arbitrum y Polygon.
• Layer 1. Las soluciones de layer 1 implican cambios en la arquitectura de la blockchain principal. Los desarrolladores proponen distintas alternativas: pasar de PoW (proof-of-work), que es lento, a otros algoritmos de consenso, usar 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 propuestas para mejorar la blockchain y potenciar una de sus tres características principales sin sacrificar las otras dos. Si la trilema de la blockchain llegará a resolverse por completo, solo el tiempo lo dirá.