Blockchain 101: ¿Qué es una blockchain modular?

En este artículo, te explicamos qué es una blockchain modular de tres modos diferentes, según el nivel de experiencia y conocimiento que tengas.

Modo principiante: La base de las blockchains modulares

El enfoque inicial para construir blockchains era monolítico, en el que una única blockchain realizaba todas las funciones necesarias (ejemplo: Bitcoin, Ethereum y muchas otras L1). Sin embargo, este diseño se enfrenta a importantes problemas de escalabilidad. Las blockchains modulares ofrecen una solución al separar varias funciones, y permite que layers especializadas se encarguen de tareas específicas. Este enfoque modular ofrece varios aspectos clave:

● Escalabilidad: Al permitir el procesamiento en paralelo, las blockchains modulares pueden gestionar un mayor volumen de transacciones, lo que permite reducir las comisiones y mejorar la eficiencia.

● Flexibilidad: Las actualizaciones independientes y las layers personalizables permiten a los desarrolladores optimizar la velocidad, la seguridad y otros factores.

● Seguridad: Las medidas de seguridad especializadas adaptadas a cada layer mejoran la seguridad general del sistema.

● Interoperabilidad: Diseñadas para soportar la comunicación entre cadenas, las blockchains modulares facilitan la transferencia fluida de datos y activos entre redes.

Modo intermedio: Blockchains monolíticas y el auge de las soluciones modulares

Los investigadores blockchain llevan mucho tiempo tratando de crear un sistema óptimo capaz de dar respuesta a todos los usuarios en una sola cadena o en una red de cadenas estrechamente acopladas. Este enfoque monolítico, en el que una única blockchain se encarga de todas las funciones (procesar transacciones, verificar que sean correctas y lograr el consenso), se enfrenta a problemas de escalabilidad inherentes. Los elevados requisitos de hardware implican que el aumento del procesamiento de transacciones requiere un hardware más potente para los nodos, y el establecimiento de un conjunto de validadores seguros junto con el mantenimiento de una red de consenso requieren una sobrecarga significativa. Además, las aplicaciones deben ajustarse a las reglas predeterminadas de la blockchain, lo que limita su flexibilidad y adaptabilidad.

Estos desafíos impulsaron el desarrollo de blockchains modulares. Al dividir las blockchains en layers especializadas, cada una optimizada para tareas específicas, las blockchains modulares ofrecen una solución más escalable y eficiente. Este enfoque permite la distribución de funciones a través de múltiples cadenas, aborda las limitaciones de los diseños monolíticos y permite la creación de un sistema blockchain más óptimo, soberano, escalable y seguro.

Modo avanzado: Conoce a fondo las blockchains modulares

A medida que evoluciona el ecosistema blockchain, las blockchains modulares surgen como una solución de vanguardia que abordan las limitaciones de los diseños monolíticos. Ofrecen mejoras significativas en escalabilidad, flexibilidad, seguridad e interoperabilidad. Sin embargo, también presentan nuevos desafíos que deben gestionarse de forma eficaz para poder aprovechar todo su potencial. A continuación, analizamos las principales ventajas de las blockchains modulares y los problemas que quedan por resolver.

Ventajas de las blockchains modulares

En esta sección, exploraremos cómo las blockchains modulares son de un calibre superior al diseño monolítico original. Este es un resumen las principales ventajas de las blockchains modulares:

Aspecto	Blockchains monolíticas	Blockchains modulares
Escalabilidad	Limitado por el procesamiento de una sola layer	Mejorado mediante procesamiento paralelo en layers especializadas
Flexibilidad	Actualizaciones complejas y lentas, flexibilidad limitada de la aplicación	Actualizaciones independientes y más rápidas, layers personalizables
Seguridad	Punto único de fallo, amplias medidas de seguridad	Seguridad adaptada por layer, superficie de ataque reducida
Interoperabilidad	Interacciones cross-chain limitadas y complejas	Diseñado para una comunicación fluida entre cadenas
Eficiencia de costo	Costos operativos y de hardware más elevados	Uso optimizado de los recursos, menores costos operativos

Escalabilidad y rendimiento

En las blockchains monolíticas, todas las tareas se gestionan en una sola layer, lo que limita el rendimiento de las transacciones y dificulta cada vez más la gestión del ledger. Por otro lado, las blockchains modulares separan las tareas en distintas layers, lo que permite el procesamiento paralelo y aumenta de forma significativa la tasa de transferencia de las transacciones por segundo (TPS). Las layers de disponibilidad de datos gestionan el almacenamiento y la accesibilidad, reducen la carga de los nodos individuales y permiten una escalabilidad eficiente.

Flexibilidad y adaptabilidad

La actualización de una blockchain monolítica es compleja y lleva mucho tiempo, requiere pruebas exhaustivas y presenta muchos riesgos. Las aplicaciones deben ajustarse a las reglas predeterminadas de la blockchain, lo que limita su flexibilidad. En cambio, las blockchains modulares permiten actualizar layers individuales de forma independiente sin alterar todo el sistema, lo que facilita la aplicación de mejoras. Los desarrolladores pueden elegir y combinar las layers que mejor se adapten a sus necesidades, y optimizarlas para casos de uso específicos.

Seguridad

Las blockchains monolíticas deben aplicar medidas de seguridad que abarquen todas las funciones, lo que supone un desafío para la optimización. Una sola layer que gestione todas las funciones puede convertirse en un único punto de fallo. Sin embargo, las blockchains modulares permiten que cada layer emplee medidas de seguridad personalizadas, mejorando la seguridad general. Distribuir las funciones en varias layers reduce la superficie de ataque, ya que las layers comprometidas no afectan necesariamente a todo el sistema.

Interoperabilidad y componibilidad

Las blockchains monolíticas ofrecen una interoperabilidad limitada y compleja, aspecto que dificulta la creación de aplicaciones entre blockchains. Las blockchains modulares son compatibles, por diseño, con la interoperabilidad, lo que permite la transferencia fluida de datos y activos a través de las redes. Esto facilita la creación de ecosistemas componibles en los que diferentes layers y aplicaciones interactúan con fluidez.

Eficiencia de costo

Los mayores requisitos de hardware de las blockchains monolíticas conllevan mayores costos operativos. La capacidad de procesamiento limitada y la competencia por el espacio de bloque pueden disparar las comisiones por transacción. Las blockchains modulares optimizan el uso de los recursos al distribuir las tareas, reducen los costos generales y aumentan la tasa de transferencia, lo que contribuye a reducir las comisiones por transacción.

Desafíos que se plantean

A pesar de sus numerosas ventajas, las blockchains modulares también se enfrentan a varios desafíos que deben abordarse para su adopción generalizada y su éxito, incluidos problemas de seguridad y complejidad.

1. Seguridad:

● Puntos de vulnerabilidad: Aunque las blockchains modulares distribuyen funciones a través de múltiples layers, presentan nuevos puntos de vulnerabilidad, particularmente en las interfaces y puentes que conectan las diferentes layers. Cada punto en el que se transfieren datos o activos entre layers o sistemas puede ser potencialmente aprovechado por los atacantes.

● Ataques de puente: Los puentes, que permiten la interoperabilidad entre diferentes redes blockchain, han sido objetivos frecuentes de los hackers. Incidentes de gran repercusión, como los ataques Solana-Ethereum Wormhole y Axie Infinity Ronin bridge, provocaron pérdidas significativas. Estos ataques aprovechaban los exploits de los protocolos de los puentes, lo que pone de manifiesto la necesidad de medidas de seguridad más sólidas.

● Coordinación de la seguridad entre layers: Garantizar que los protocolos de seguridad se aplican de forma coherente y eficaz en todas las layers de una blockchain modular es todo un desafío. Cada layer puede tener sus propios mecanismos de seguridad, y coordinarlos para proporcionar una defensa unificada contra los ataques requiere un diseño cuidadoso y un mantenimiento continuo.

2. Complejidad:

● Complejidad del backend: Establecer la confianza y garantizar la disponibilidad de los datos en los sistemas modulares implica mecanismos complejos que no son necesarios en las estructuras monolíticas. Por ejemplo, garantizar que los datos estén disponibles de forma coherente en múltiples shards o layers exige procesos de coordinación y validación sofisticados, como el muestreo aleatorio y las pruebas criptográficas. Esta complejidad puede aumentar el riesgo de errores y vulnerabilidades.

● Complejidad del frontend: Para los usuarios finales, interactuar con sistemas blockchain modulares puede ser más complicado en comparación con los monolíticos. Los usuarios pueden tener que navegar por múltiples interfaces y firmar múltiples transacciones, cada una de las cuales corresponde a diferentes layers o funciones del sistema modular. Esta complejidad adicional puede crear problemas de usabilidad y aumentar el riesgo de errores por parte del usuario.

● Integración e interoperabilidad: Aunque las blockchains modulares están diseñadas para la interoperabilidad, lograr una integración fluida entre diferentes layers y sistemas externos sigue siendo un desafío técnico. Garantizar que los distintos módulos funcionen juntos de forma eficiente sin que haya latencia o vulnerabilidades de seguridad requiere ingeniería avanzada y pruebas rigurosas.

Resumen

Las blockchains modulares representan un avance significativo con respecto a los diseños monolíticos, ya que ofrecen mayor escalabilidad, flexibilidad, seguridad, interoperabilidad y rentabilidad. Sin embargo, abordar los desafíos de la seguridad y la complejidad sigue siendo crucial para la adopción generalizada y el éxito de las arquitecturas de blockchain modulares. Garantizar una seguridad sólida en todas las interfaces y puentes, simplificar las interacciones de los usuarios y lograr una integración fluida entre las distintas layers son pasos esenciales para el futuro desarrollo de blockchains modulares. A medida que el ecosistema blockchain sigue evolucionando, las blockchains modulares prometen un futuro más escalable, seguro y adaptable para las aplicaciones y sistemas descentralizados.