Sidechains de Ethereum vs layer 2s: ¿cuál es la diferencia?

Con millones de usuarios uniéndose a la red de Ethereum y desarrolladores construyendo aplicaciones en Ethereum todos los días, Ethereum está limitado por la cantidad de sus transacciones. La capacidad de Ethereum para procesar transacciones, su rendimiento transaccional, está limitada a 15 transacciones/segundo, lo que hace que se vuelva cada vez más costosa y, a menudo, demasiado congestionada para que muchas personas puedan usarla.

La red de Ethereum es la cadena principal, y todas las transacciones que ocurren directamente en ella son "on-chain", mientras que cualquier otra cosa se considera "off-chain". Son algunas de estas soluciones off-chain, como las sidechains y los layer 2, las que pueden ayudar a Ethereum a escalar, aumentando la velocidad de las transacciones y la cantidad de datos de transacciones que la red puede manejar. En este artículo, te mostraremos qué son las sidechains y las soluciones layer 2, y cómo pueden ayudar con la escalabilidad.

¿Qué problemas resuelven las sidechains y los layer 2?

Las sidechains y las soluciones layer 2 de Ethereum abordan el problema de ayudar a Ethereum a escalar. Los intentos de escalar el rendimiento on-chain a menudo llevan a sacrificar la descentralización o la escalabilidad de Ethereum; esto se conoce como el Trilema de la Escalabilidad.

Aumentar la sofisticación de Ethereum layer 1 no es ideal, ya que elevaría el nivel de sobrecarga de gobernanza para que la plataforma debata, decida e implemente continuamente nuevas mejoras. Las sidechains y las soluciones layer 2 permiten una innovación constante e incremental que mejora Ethereum para todos, manteniendo al mismo tiempo la seguridad y la descentralización.

¿Cuál es la principal diferencia entre las sidechains y las soluciones layer 2?

La principal diferencia entre las sidechains y las soluciones layer 2 de Ethereum es que, mientras que layer 2 hereda la seguridad de la red principal de Ethereum, las sidechains dependen de su propia seguridad.

¿Qué es una sidechain de Ethereum?

Una sidechain de Ethereum es una red blockchain separada que funciona en paralelo a la cadena principal de Ethereum. Las sidechains se conectan a la cadena principal mediante un sistema de anclaje bidireccional (two-way peg) que permite intercambiar activos entre las cadenas.

Existen dos tipos básicos de sidechains: uno en el que una cadena depende de la otra, y otro en el que son independientes.

Cuando una cadena depende de otra cadena como Ethereum, puede considerarse la cadena hija (child chain) de esta cadena padre (parent chain). Por lo general, la cadena hija no crea sus propios activos y obtiene sus activos de las transferencias desde la cadena padre.

Las sidechains tienen sus propios protocolos de consenso, que suelen estar diseñados para tipos específicos de transacciones y les permiten ser más rápidas y económicas. Sin embargo, esto también significa que normalmente no heredan las propiedades de seguridad de Ethereum, y al usar una sidechain pierdes la custodia de tus fondos y dependes únicamente de la seguridad de la sidechain, incluyendo los nodos que participan en su propio protocolo de consenso.

Las sidechains reducen la congestión en la cadena principal, disminuyendo el costo para todos y aumentando la usabilidad y escalabilidad del ecosistema de Ethereum. Los desarrolladores también pueden usar sidechains para explorar y probar nuevas funciones y casos de uso que no están disponibles en la cadena principal.

Entre las sidechains populares se encuentran Polygon PoS, Skale y Rootstock. Ethereum 2.0 tiene su propia variación de sidechains llamadas shard chains, que están conectadas a la recientemente lanzada Beacon Chain, cuyo objetivo es convertirse eventualmente en la cadena principal de Ethereum basada en proof of stake (PoS).

¿Cómo funcionan las sidechains?

Las sidechains funcionan conectándose a la cadena principal mediante un sistema de anclaje bidireccional o puente (bridge). Desde la cadena principal, puedes enviar tu Ethereum a una dirección de salida que funciona como una caja de bloqueo, de modo que no puedas gastarlo en otro lugar.

Una vez completada esta transacción y transcurrido el "período de disputa" (contest period), por motivos de seguridad adicional, se emite un comprobante llamado "Simple Payment Verification" (SPV). Esto activa la liberación del mismo valor desde una caja de bloqueo en la sidechain mediante un contrato inteligente. Al "transferir" desde la sidechain de vuelta a la cadena principal, ocurre exactamente el mismo proceso, pero a la inversa.

¿Cómo desarrollar en sidechains?

Las sidechains se basan en la Ethereum Virtual Machine (EVM), que es el motor de cómputo de Ethereum, y esta compatibilidad con la Ethereum Virtual Machine significa que los desarrolladores no necesitan hacer ningún cambio cuando quieren usar su aplicación en una sidechain. Simplemente se trata de desplegar el mismo código, ya que todas comparten la misma capa de software de Solidity y se puede acceder a ellas mediante la misma Web3 API.

¿Qué es un protocolo layer 2?

Los protocolos layer 2 son cadenas que existen dentro de la cadena de Ethereum, pero que logran mayor escalabilidad mediante un marco secundario. Esto reduce la congestión en la capa principal al procesar la mayor parte de la actividad a través de la segunda capa. A diferencia de una sidechain, layer 2 generalmente hereda las propiedades de seguridad de la cadena principal.

Layer 1 es la blockchain base. Ethereum es una blockchain layer 1 porque es la base subyacente sobre la cual se construyen varias blockchains layer 2. En términos simples, layer 2 comprime lotes de transacciones y los envía a la red principal de Ethereum.

¿Cuáles son las soluciones de escalado layer 2?

Las soluciones de escalado layer 2 incluyen channels, rollups y plasma. A continuación, un desglose de cada una de estas soluciones.

1. State channels

Con los state channels, los usuarios transaccionan entre sí directamente off-chain y reducen las transacciones on-chain solo a la información más importante. En concreto, parte de la blockchain se bloquea mediante un contrato inteligente, de modo que los participantes involucrados en la transacción deben estar completamente de acuerdo antes de actualizarla.

Los participantes actualizan el estado entre ellos creando y firmando transacciones que podrían enviarse a la blockchain. Una vez que se desea dejar de usar el canal, se sale de él y se envía la última actualización de estado a la cadena principal, lo que desbloquea el estado nuevamente.

2. Rollups

Un rollup ejecuta las transacciones fuera de la cadena principal de Ethereum y luego agrupa varias transacciones antes de enviarlas de vuelta a la red principal de Ethereum. Los rollups se basan en pruebas que permiten a Ethereum verificar su correctitud sin procesar las transacciones.

¿Cuáles son los dos tipos de rollups?

En general, existen dos tipos de rollups: Zero-knowledge (ZK) Rollups y Optimistic Rollups.

1. Zero-knowledge rollups (ZK rollups)

Los Zero-Knowledge Rollups (ZK rollups) utilizan pruebas de validez. Cada lote de transacciones incluye una prueba criptográfica llamada Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge (SNARK), que es verificada por un contrato en la capa principal de Ethereum.

Dado que solo es necesario almacenar la prueba de validez en la cadena principal, y no los voluminosos datos de las transacciones, este cómputo off-chain ahorra grandes cantidades de tiempo y poder de procesamiento, haciendo que los zero-knowledge rollups sean más rápidos y mucho más eficientes.

2. Optimistic rollups

Los Optimistic Rollups utilizan pruebas de fraude. Como su nombre lo indica, estos asumen de manera optimista que todas las transacciones son válidas y envían lotes sin ninguna prueba inicial. Existe un período de disputa en el que otros pueden detectar y demostrar que los datos de un lote son fraudulentos.

Si resulta que el lote es fraudulento, los Optimistic rollups ejecutan una prueba de fraude y realizan el cómputo correcto de la transacción utilizando los datos disponibles en la cadena principal de Ethereum. El requisito de que los participantes hagan staking de ETH, que se recompensa o se penaliza según sus acciones, incentiva el buen comportamiento.

Empresas como Optimism ayudan a Ethereum a escalar al ofrecer mayor rendimiento, menor latencia y menores tarifas de gas. Al momento de escribir esto, ¡las tarifas de gas de Optimism son hasta 10 veces más baratas que las de Ethereum!

3. Plasma

Piensa en Plasma como la sidechain nativa de Ethereum, que utiliza una combinación de contratos inteligentes y árboles de Merkle para crear una ramificación ilimitada de cadenas hijas. Estas cadenas hijas son copias más pequeñas de la cadena principal de Ethereum con su propio mecanismo de consenso.

El ancho de banda necesario para el cómputo y los datos de las transacciones se descargan de las cadenas padre, pero se publican en la cadena raíz a intervalos regulares. Cada cadena hija depende de un sistema de prueba de fraude para su seguridad, similar al de los rollups, con un período de tiempo durante el cual cualquiera puede impugnar su validez.

La diferencia clave con otras sidechains es que la "raíz" de cada bloque de la cadena plasma se publica en Ethereum, lo que significa que sí hereda la seguridad de la cadena principal.

Empresas como Polygon permiten transacciones más rápidas con tarifas de gas mucho más bajas tanto para desarrolladores como para usuarios finales. Estos claros beneficios hacen que sea increíblemente atractivo construir sobre plasma, y es fácil ver por qué han tenido un crecimiento explosivo.

¿Qué sidechains y layer 2 soporta Alchemy?

Obtén una cuenta gratuita de desarrollador de Alchemy para comenzar a construir en Ethereum o en estas sidechains y layer 2 de Ethereum:

• Polygon (Sidechain)
• Arbitrum (Layer 2)
• Optimism (Layer 2)
• Starknet (Layer 2)

La adopción masiva de la implementación de soluciones de escalado como las sidechains y layer 2 (channels, optimistic rollup, zk rollup y Plasma) reduce la carga sobre la mainnet de Ethereum y, por lo tanto, ayuda a más usuarios a acelerar los tiempos de transacción más lentos y a reducir las altas tarifas de transacción, manteniendo al mismo tiempo las mismas garantías de seguridad (en el caso de las soluciones Layer 2) y las aplicaciones descentralizadas tan conocidas de Ethereum.