El mundo de las criptomonedas cada día se desarrolla un poco más. Esto hace que, además de nuevas soluciones, también surjan nuevos problemas. Uno de estos problemas es el trilema blockchain. El trilema blockchain se trata de un concepto clave en el ámbito de las criptomonedas y la tecnología de cadena de bloques, puesto que plantea un desafío que preocupa tanto a desarrolladores y usuarios por igual. La pregunta que plantea es si es posible alcanzar simultáneamente la seguridad, descentralización y escalabilidad en una cadena de bloques. Estas tres características, aunque son de vital importancia, a menudo entran en conflicto entre sí. 

La seguridad garantiza que las transacciones y los datos estén protegidos de amenazas y vulnerabilidades, mientras que la descentralización se asegura de que el poder y el control estén distribuidos de forma equitativa, evitando así puntos únicos de fallo. Por otro lado, la escalabilidad busca que la red tenga la capacidad de manejar un gran número de transacciones de manera eficiente, un requisito indispensable para la adopción masiva. Sin embargo, la consecución de una de estas características puede, en muchos casos, comprometer las otras o incluso hacer que fallen. En este artículo veremos detalladamente cada uno de estos tres pilares y analizaremos los desafíos y los diferentes intentos de resolver este enigma. 

¿Qué es el Trilema Blockchain?

El “Trilema de la Blockchain” se trata de un concepto explicado por Vitalik Buterin que destaca los desafíos que los programadores enfrentan al trabajar en tecnología de cadena de bloques. Este trilema se refiere a tres pilares fundamentales: descentralización, escalabilidad y seguridad.

Como hemos mencionado anteriormente, la descentralización implica que la red esté distribuida en múltiples nodos, lo que garantiza que no esté bajo el control de una sola entidad central. La escalabilidad se refiere a la capacidad de la red para manejar un aumento continuo en el número de transacciones sin afectar a su funcionamiento. La seguridad se relaciona con la protección de los datos y la resistencia a ataques maliciosos en la red.

El dilema surge porque, en la mayoría de los casos, mejorar un aspecto de estos pilares conlleva comprometer otro. Por ejemplo, centrarse en la seguridad y descentralización a menudo puede afectar la escalabilidad. Por lo tanto, los desarrolladores se ven obligados a tomar decisiones estratégicas y compromisos al diseñar sistemas de blockchain.

Proyectos como Bitcoin y Ethereum han optado por enfocarse en la seguridad y la descentralización, lo que a veces ha llevado a problemas de escalabilidad. El Trilema de la Blockchain es un recordatorio constante de que encontrar un equilibrio entre estos tres aspectos es un desafío fundamental en el desarrollo de tecnologías de registro distribuido.

¿Cuáles son los tres pilares del trilema blockchain?

Hasta ahora sabemos que el trilema blockchain está compuesto por tres aspectos distintos, que son la escalabilidad, la descentralización y la seguridad. En este apartado veremos cada pilar por separado y entenderemos su gran relevancia en el correcto funcionamiento de las cadenas de bloques. Las criptomonedas presentan características principales que las han llevado al nivel de popularidad de hoy en día. Sin esas características, su funcionamiento no sería el mismo e incluso podría situarse al nivel de las monedas tradicionales como el euro o el dólar. Por eso es de vital importancia mantener esas características a flote, aunque sea un gran desafío encontrar el equilibrio para ello.

La seguridad

La seguridad es una característica de la que no puede carecer absolutamente ninguna cadena de bloques. En las redes descentralizadas y de código abierto, la seguridad es indispensable para que los usuarios puedan mantener sus activos seguros. La mayoría de los hackers se centran en plataformas de código abierto para buscar puntos de inflexión donde la seguridad sea más baja y así poder infiltrarse y adueñarse de los activos o los datos de los usuarios.

Por esta razón, muchas cadenas de bloques se han centrado principalmente en enfocarse a la privacidad y garantizar una estructura que proteja a los usuarios. Algunos ejemplos son la red de Bitcoin o Ethereum, donde es muy difícil violar sus barreras de seguridad. Sin embargo, esta característica interfiere con la descentralización y la escalabilidad. Para que una red sea altamente escalable, es necesario que esta interactúe con numerosas blockchains a la vez y sea multiplataforma. Esto impide un sistema sin interferencias, lo cual es necesario para garantizar una total seguridad.

Por otro lado, si buscamos una red descentralizada, significa que en esta, el control estará en manos de los nodos, quienes podrán tomar decisiones sobre transacciones y diversos aspectos de la red. En caso de que haya nodos maliciosos, estos pueden aprovechar esa descentralización para disminuir la seguridad en la red.

La descentralización

Como bien sabes, nos encontramos en el tránsito de Web 2.0 a Web 3.0. La Web 3.0 está formada en su mayoría por redes descentralizadas, las cuales no pueden estar controladas por ninguna entidad central. Esto lleva a que la autoridad y el control se comparta entre todos los usuarios. 

En estas redes, son los mineros los que juegan el papel principal a través de la resolución de ecuaciones complejas. Por esta actividad los mineros reciben una recompensa en forma de tokens. Por esta razón, las decisiones en la red son tomadas solo por aquellos que poseen tokens. Las decisiones no se toman de forma independiente, sino que todos deben estar de acuerdo para llegar a un consenso.

No obstante, esta característica es un problema si queremos una mayor escalabilidad, puesto que se tarda más en recolectar los votos de todos los usuarios y el tiempo de procesamiento y la congestión en la red aumentan de forma considerable.

Por otro lado, esta característica también pone en riesgo la seguridad, puesto que los usuarios y entidades maliciosas pueden infiltrarse en la red mediante la obtención de tokens e impulsar o fomentar malas decisiones para aprovecharse de ello.

Escalabilidad

Una cadena de bloques que puede escalar opera eficazmente en los momentos de mayor tráfico de la red y es compatible con diferentes protocolos de blockchain. Las blockchains que cuentan con una gran capacidad de escalado, posibilitan que los programadores desplieguen sus aplicaciones descentralizadas en diversas plataformas sin sacrificar su funcionalidad o facilidad de uso.

Actualmente, la característica de la escalabilidad es esencial en el ecosistema blockchain, especialmente en el cálculo de las transacciones, debido al número de nodos validadores y usuarios activos.

Existen blockchains que logran gestionar entre 4,000 y 6,000 operaciones por segundo. Sin embargo, estas cifras suelen ser alcanzables cuando hay múltiples nodos para aproximadamente 50,000 usuarios conectados. Esto nos lleva a la cuestión de si se podrá sostener tasas similares de operaciones por segundo al atender a millones de usuarios.

Como hemos visto en los apartados anteriores, esta característica también interfiere a su vez con la seguridad y con la descentralización. Mientras más escalable sea una red, más interacciones hay y disminuye la seguridad. Por otro lado, la descentralización disminuye con el aumento de escalabilidad.

¿Cómo se resuelve el trilema blockchain?

A pesar de llevar años estudiando este ecosistema, aún no existe una solución tajante para el trilema blockchain. No obstante, se han propuesto enfoques para abordar estos desafíos. A continuación veremos los más conocidos:

Uno de estos enfoques es la fragmentación, que implica dividir la cadena de bloques en fragmentos más pequeños, cada uno de los cuales administra transacciones e información de manera independiente. Estos fragmentos se conectan a través de la red principal, lo que disminuye la presión en toda la cadena y permite una mayor escalabilidad. Además, al funcionar de manera independiente, la seguridad no se ve comprometida, y las transacciones pueden procesarse más rápidamente al realizarse simultáneamente en varios fragmentos en lugar de esperar en una cola en la blockchain principal.

Otro enfoque para resolver el trilema es la implementación de Layer 2, que añade una segunda capa a la red principal de la blockchain. Esta capa adicional facilita un procesamiento más rápido y eficiente de la información, permitiendo que las transacciones se finalicen sin necesidad de mostrarlas en la red principal. La interacción entre los usuarios se logra a través de contratos inteligentes. Layer 2 se enfoca en agregar una capa adicional a la red, mientras que la fragmentación implica la división del blockchain principal en fragmentos más pequeños y cambios en su estructura.

Por último, el cambio del protocolo de consenso de Proof of Work (PoW) a Proof of Stake (PoS) es un enfoque significativo. En PoS se necesitan nodos de validación que bloqueen una cantidad de sus tokens como garantía antes de participar en el proceso de consenso. Esto garantiza que los nodos actúen de buena fe, ya que están arriesgando sus propios fondos. La transición a PoS ofrece ventajas en términos de eficiencia energética y escalabilidad al permitir más nodos y transacciones sin la misma congestión que vemos en PoW.

Estos enfoques representan intentos significativos para resolver el trilema del blockchain, y la elección de la solución dependerá de los objetivos específicos y los requisitos de la red blockchain en la que nos encontremos. Cada enfoque tiene sus propias ventajas y desventajas, y su implementación efectiva variará dependiendo de las necesidades particulares de la plataforma blockchain.