Escalabilidad de Ethereum:cómo escalar Ethereum

Ethereum se encuentra entre las cadenas de bloques más ambiciosas cuando se trata de escalar. De hecho, ninguna otra cadena de bloques podría tener una hoja de ruta de escalado tan profunda como la de Ethereum. Sin embargo, la escalabilidad no es exclusiva de Ethereum, ya que cada cadena de bloques debe escalarse para volverse relevante en un futuro mercado habilitado por cadenas de bloques.

¿Qué es la escalabilidad de Blockchain?

La escalabilidad de blockchain es la capacidad de una red de blockchain para admitir un alto rendimiento de transacciones y procesar muchas transacciones. Por lo tanto, se dice que una red blockchain que puede procesar muchas transacciones por segundo (TPS) es escalable. Por el contrario, las cadenas de bloques con bajo rendimiento tienen poca escalabilidad.

Los sistemas descentralizados logran su descentralización distribuyendo el proceso de toma de decisiones a todos los participantes de la red. Eso los hace superiores a los sistemas centralizados que dependen de autoridades centrales para tomar decisiones. Sin embargo, requerir que muchas personas tomen decisiones tiene sus inconvenientes.

En los sistemas de cadena de bloques, la descentralización ralentiza la velocidad de procesamiento de las transacciones porque cada nodo de la red tiene que validar las transacciones. Lo que sucede esencialmente es que todos los nodos deben participar en el proceso de consenso. Cada cadena de bloques tiene un protocolo de consenso (un conjunto de reglas) para guiar la validación de transacciones. Los nodos también transmiten transacciones en bloque y validaciones a otros nodos para mantener actualizada toda la red. Debido a que este tipo de trabajo de validación lo realiza todos y cada uno de los nodos, las cadenas de bloques como Bitcoin y Ethereum tienen una tasa de TPS baja, lo que genera problemas de escalabilidad.

Sin embargo, la forma más fácil para que los desarrolladores resuelvan los problemas de escalabilidad es sacrificar la descentralización y la seguridad. El número de nodos contribuye a la descentralización de una cadena de bloques. Cuantos más nodos participen en el consenso de una cadena de bloques, más descentralizada será esta cadena de bloques. La compensación se conoce como el "trilema de escalabilidad de blockchain". Trent McConaghy y el cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, acuñaron este término para referirse al hecho de que los desarrolladores de cadenas de bloques no pueden lograr la descentralización, la escalabilidad y la seguridad al mismo tiempo. Eso hace que las cadenas de bloques sean limitadas a pesar de sus méritos.

¿Por qué escalar una cadena de bloques?

Visa procesa alrededor de 1700 transacciones por segundo, mientras que Ethereum solo procesa alrededor de 30 transacciones al mismo tiempo. Bitcoin es aún peor en ese sentido, ya que su red procesa de tres a siete transacciones por segundo. En consecuencia, las dos cadenas de bloques deben escalar para convertirse en la corriente principal y dar servicio a un mercado masivo. Para lograrlo, deben encontrar soluciones a los siguientes factores que afectan la escalabilidad de blockchain:

Tamaño de bloque

Los bloques contienen lotes de transacciones que forman la cadena de bloques. La cantidad de transacciones en un bloque y el tiempo de generación de un bloque determinan la tasa de TPS de la cadena de bloques. Por lo tanto, el tamaño del bloque es crucial para mejorar el TPS de una cadena de bloques. Un bloque grande albergará más transacciones, mejorando así el TPS. Sin embargo, aumentar el tamaño de los bloques infringe la descentralización de una cadena de bloques, ya que se vuelve más difícil ejecutar un nodo que está obligado a validar más transacciones y, por lo tanto, necesita poder procesar cargas de datos más grandes.

Limitaciones de memoria

Los nodos tienen que descargar cada bloque nuevo. Eso significa que necesitan espacio para sostener estos bloques. Sin embargo, a medida que la red se expande, los nodos necesitan más espacio en disco, lo que puede resultar costoso. Esto remite al problema anterior. Con un mayor tamaño de bloque, los nodos requerirán una mayor capacidad de almacenamiento.

Comisiones de transacción

La congestión de la red debido a una gran afluencia de transacciones significa que los usuarios tienen que pagar más tarifas. La alta demanda de espacio en un bloque obliga a los usuarios a pagar más para “saltar” la cola. Como resultado, las tarifas de transacción aumentan. Los usuarios de Ethereum a menudo pagan tarifas de gas altas debido a la congestión de la red.

Tiempo de respuesta

El tiempo de respuesta se refiere a la duración que los usuarios tienen que esperar para que los nodos validen sus transacciones. Por ejemplo, la red Bitcoin tarda unos 10 minutos en confirmar una transacción. En Ethereum, puede tomar entre 15 segundos y cinco minutos. Cuanto mayor sea el tiempo de respuesta, más tardará una transacción en liquidarse en una cadena de bloques.

Cómo escalar una cadena de bloques

Hay tres enfoques de escala:

Escalado interno

El escalado interno implica mejorar las estructuras de datos internas del nodo y el protocolo de consenso. El objetivo es optimizar recursos como el almacenamiento y los costos asociados.

División de nodos

La división de nodos implica dividir las responsabilidades de los nodos completos en subnodos. Cada subnodo tiene un rol más específico y es operado por partes especializadas. Esta opción de escala busca crear un nodo de verificación que sea más económico de ejecutar para el usuario.

Escalado externo

Este método, también conocido como escalado fuera de la cadena, implica agregar cadenas de capa 2 (L2) encima de la cadena principal y, en general, se puede denominar escalado modular. Lightning Network de Bitcoin o las diversas soluciones de Capa 2 de Ethereum son un ejemplo de esto.

Las dos primeras categorías de escala pueden resultar en la centralización de la cadena de bloques. Es por esta razón que las cadenas de bloques como Ethereum (y Bitcoin) están optando por el escalado externo en forma de soluciones de Capa 2 o cadenas laterales.

Etéreo escalable

El enfoque de escalado de Ethereum es parte de sus varias actualizaciones, que solía llamarse la actualización ETH 2.0. Como tal, los esfuerzos de escalamiento de Ethereum aún continúan mientras escribimos esto. A partir de ahora, ya se ha introducido Beacon Chain que se ejecuta en Proof-of-Stake (PoS). El siguiente paso es integrar esta nueva cadena de capas de consenso con la red principal actual de Ethereum. Esto también marcará el final de la minería de prueba de trabajo (PoW) para Ethereum. El tercer paso crucial es implementar la hoja de ruta de escalabilidad real de Ethereum. Al final, la escalabilidad futura de Ethereum depende del cumplimiento de estas soluciones.

Escalado en cadena

Los desarrolladores de Ethereum realizan cambios en la capa base mediante la implementación de un mecanismo conocido como fragmentación. La fragmentación implica la creación de nuevas cadenas (fragmentos) para aumentar la velocidad de las transacciones y aliviar la congestión de la red.

Escala fuera de la cadena

Ethereum está aplicando escalado fuera de la cadena fuera de su capa base. Las soluciones fuera de la cadena más populares (soluciones de capa 2) se describen a continuación:

• Resúmenes :Los rollups ejecutan transacciones fuera de la capa base. Más precisamente, las transacciones se agrupan y comprimen fuera de la cadena antes de ser verificadas en la capa base de consenso. Los dos tipos de resúmenes son optimistas y de conocimiento cero.
• Canales estatales: Utilizan contratos multigrado, lo que permite a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena más rápido.
• Cadenas laterales :Son cadenas de bloques independientes que funcionan en paralelo a la red principal. Idealmente, obtienen su propia seguridad de cadena de bloques de la cadena de capa base subyacente.
• Plasma: Esta es una cadena de bloques separada que resuelve disputas utilizando resúmenes optimistas.
• Validio: Utiliza pruebas de validez y los datos no se almacenan en la capa base.

¿Ethereum es más escalable que Bitcoin?

Bueno, esta es una pregunta difícil de responder de manera concluyente. A partir de ahora, se podría considerar que Ethereum es más escalable que Bitcoin porque procesa un poco más de transacciones por segundo. Al mismo tiempo, debido a que el hashrate de Ethereum es más bajo y su red podría no estar tan descentralizada como Bitcoin, algunos considerarían que Bitcoin es más seguro que Ethereum. Además, Ethereum se está expandiendo más rápido que Bitcoin, lo que hace que sea prohibitivo para el usuario promedio ejecutar un nodo completo. Con Ethereum en el proceso de pasar a la prueba de participación y adoptar un edificio de escalabilidad modular completo, aún tenemos que ver si la mayor escalabilidad que viene con este cambio también será lo suficientemente segura.

Al final del día, se puede decir:tanto Bitcoin como Ethereum están escalando en etapas a medida que trabajan hacia una adopción generalizada. Sin embargo, las dos cadenas de bloques tienen diferentes objetivos, lo que significa que podrían no ser comparables en el futuro a medida que aumenta la adopción. Para ilustrar, Bitcoin tiene una política monetaria clara y podría convertirse en una moneda global cuando logre una adopción masiva. Ethereum, por otro lado, tiene una política monetaria menos clara y es más probable que se incline hacia sus funciones como plataforma para aplicaciones descentralizadas (DApps).