Sidechains y Canales de Pago Explicados

Conceptos básicos

En informática, la escalabilidad se refiere a la capacidad de un sistema para atender una demanda creciente. Para mejorar el rendimiento de una máquina, se puede actualizar su hardware. Sin embargo, en las blockchains, la escalabilidad se refiere a la capacidad para procesar más transacciones. Bitcoin tiene muchas fortalezas, pero la escalabilidad no es una de ellas. Si Bitcoin se ejecutara en una base de datos centralizada, aumentar la velocidad y el rendimiento sería relativamente fácil. No obstante, debido a sus propuestas de valor, como la resistencia a la censura, muchos participantes deben sincronizar una copia de la blockchain.

El problema de escalabilidad de la blockchain

Ejecutar un nodo de Bitcoin es asequible, y hasta dispositivos básicos pueden hacerlo. Pero, con miles de nodos que necesitan mantenerse sincronizados, existen ciertas limitaciones de capacidad. Las transacciones on-chain tienen límites impuestos para evitar que la base de datos crezca demasiado rápido. Si crece demasiado, los nodos tendrán problemas para mantenerse al día. Además, los bloques demasiado grandes no se pueden retransmitir rápidamente por la red.

Esto crea un cuello de botella, donde una red inundada de transacciones pendientes obligará a los usuarios a pagar tarifas más altas para asegurar un procesamiento ágil. Una solución potencial sería aumentar el tamaño de los bloques o contenedores, lo que podría mejorar el rendimiento y reducir las tarifas. Sin embargo, no hay garantía de que la capacidad ampliada no se vuelva a llenar.

El creador de Ethereum, Vitalik Buterin, introdujo la Trilema de la Escalabilidad, que describe el reto de las blockchains. Sostiene que los protocolos deben equilibrar escalabilidad, seguridad y descentralización, que a veces entran en conflicto. Como resultado, muchos creen que la escalabilidad debe lograrse off-chain, mientras que la seguridad y la descentralización deben maximizarse en la cadena principal.

Soluciones de escalado off-chain

Existen soluciones de escalado que permiten procesar transacciones sin añadir carga a la blockchain. Estas soluciones, conocidas como métodos de escalado off-chain, son posibles gracias a protocolos que se conectan a la cadena, permitiendo a los usuarios enviar y recibir fondos sin que sus transacciones se registren en la cadena principal. Dos de estas soluciones destacadas son los canales de pago y las sidechains.

Sidechains

Las sidechains son blockchains alternativas vinculadas de alguna manera a la cadena principal. Estas blockchains son interoperables, lo que significa que los activos pueden transferirse libremente entre la cadena principal y la sidechain. Hay diferentes métodos para transferir fondos; uno implica depositar activos en una dirección especial en la cadena principal. Estos activos no se transfieren, sino que se bloquean en la dirección y se emite una cantidad equivalente en la sidechain. Otra opción, aunque más centralizada, es enviar fondos a un custodio que cambiará el depósito por fondos en la sidechain.

¿Cómo funciona?

Supongamos que nuestro conocido, Roman, tiene cinco bitcoins que desea cambiar por unidades equivalentes en una sidechain de Bitcoin llamada "sidecoins" usando un anclaje bidireccional. La sidechain es una blockchain separada con bloques, nodos y mecanismos de validación distintos. Para obtener sidecoins, Roman envía sus bitcoins a otra dirección, que acredita su dirección en la sidechain con cinco sidecoins una vez que se reciben los bitcoins, o bien los sidecoins se acreditan automáticamente cuando el software detecta el pago.

Roman ha convertido sus monedas a sidecoins, pero puede revertir el proceso para reclamar sus bitcoins. Al estar en la sidechain, puede operar en esta blockchain separada. Puede enviar o recibir sidecoins tal como lo haría en la cadena principal. Por ejemplo, puede pagarle a Angela un sidecoin por una camiseta y luego volver a Bitcoin enviando sus cuatro sidecoins restantes a una dirección designada. Tras confirmarse la transacción, cuatro bitcoins se desbloquean y se entregan a su dirección en la cadena principal.

¿Por qué usar una sidechain?

Angela puede querer usar una sidechain para cambiar sus bitcoins por sidecoins, que son unidades en una blockchain separada que usa un anclaje bidireccional. Esto significa que los activos pueden fluir libremente entre la cadena principal y la sidechain. Aunque Bitcoin es muy seguro y descentralizado, tiene compensaciones, como velocidades de transacción más lentas y tarifas más altas durante la congestión de la red.

Las sidechains, en cambio, pueden personalizarse con distintos mecanismos de consenso, parámetros y funciones, lo que las hace más flexibles y adaptables a casos de uso específicos. Además, las sidechains pueden usarse para experimentar sin afectar la cadena principal. Angela puede realizar cientos de transacciones en la sidechain y luego salir a la cadena principal con solo dos transacciones registradas. Las sidechains podrían desempeñar un papel crucial en el escalado y la mejora de la tecnología blockchain.

Canales de pago

Los canales de pago son una solución de escalado viable y tienen un propósito similar al de las sidechains. Sin embargo, difieren significativamente en su funcionamiento. Los canales de pago no requieren una blockchain separada y operan mediante un contrato inteligente. Mediante un acuerdo aplicado por software, dos participantes pueden transaccionar sin publicar sus operaciones en la blockchain. Esto evita que la blockchain se hinche, al igual que sucede con las sidechains.

¿Cómo funciona?

Roman y Angela podrían usar canales de pago para realizar transacciones sin publicarlas en la blockchain, como en el modelo popular de Lightning Network. Para ello, depositarían monedas en una dirección multifirma que poseen conjuntamente, la cual requiere las firmas de ambos para gastar los fondos. Podrían actualizar su balance con cada transacción, sin publicar en la blockchain, hasta que decidan reasignar los saldos. En ese punto, crearían una transacción enviando los saldos a sus direcciones, la firmarían y la transmitirían a la blockchain. Todas las demás transacciones son gratuitas y casi instantáneas porque ocurren off-chain. Aunque este método requiere cooperación, se pueden usar mecanismos especiales para castigar intentos de fraude, de modo que extraños puedan interactuar de forma segura sin confianza mutua.

Enrutamiento de pagos

Los canales de pago son útiles para partes que esperan un volumen significativo de transacciones, pero pueden ser aún más beneficiosos cuando se establece una red de canales. Esto significa que Angela puede pagar a partes con las que no está conectada directamente. Por ejemplo, si Roman tiene un canal con Sarah, Angela puede pagar a Sarah siempre que haya suficiente capacidad. Ella transferiría fondos al lado de Roman del canal, y él los transferiría al lado de Sarah. Si Sarah está conectada con otro usuario, John, se podría seguir el mismo proceso.

Este tipo de red crea una topología distribuida en la que todos están conectados a múltiples pares. Puede haber varias rutas para alcanzar un destino, y los usuarios pueden elegir la más eficiente.

Conclusión

Para evitar sobrecargar la blockchain subyacente, existen dos enfoques para la escalabilidad: sidechains y canales de pago. Aunque aún están en desarrollo, cada vez más usuarios los emplean para sortear las limitaciones de las transacciones en la capa base. La descentralización es clave para el crecimiento de la red, y el crecimiento de la blockchain debe estar limitado para que nuevos nodos se unan fácilmente. Los defensores de las soluciones de escalado off-chain creen que, en el futuro, la cadena principal se usará principalmente para transacciones de alto valor, para anclar/retirar fondos de sidechains y para abrir/cerrar canales.