¿Cuáles son las soluciones de capa 2 de Bitcoin?

A medida que Bitcoin sigue creciendo en popularidad, su diseño original, que solo soporta siete transacciones por segundo, a menudo lucha con la escalabilidad. Esto lleva a tarifas más altas y tiempos de transacción más lentos. Para combatir estos desafíos, se han desarrollado soluciones de Capa Dos (L2) para Bitcoin. Estas soluciones mejoran la red de Bitcoin procesando transacciones fuera de la cadena de bloques principal, aumentando así el rendimiento de las transacciones mientras mantienen la seguridad y habilitan nuevas funciones como los contratos inteligentes.

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Indice de Contenidos

¿Qué son las soluciones de segunda capa de Bitcoin?

Las soluciones de segunda capa de Bitcoin (Bitcoin L2s) son protocolos secundarios construidos sobre la cadena de bloques principal de Bitcoin. Su propósito es abordar problemas de escalabilidad, mejorar la velocidad de las transacciones y reducir las tarifas. Algunas L2s también introducen capacidades de contratos inteligentes, ampliando los posibles casos de uso de Bitcoin. Al crear una capa de ejecución separada, estas soluciones manejan transacciones fuera de la cadena y utilizan la cadena de bloques principal solo para la liquidación final.

Diferencias clave entre las soluciones de segunda capa de Bitcoin y Ethereum

Bitcoin y Ethereum, aunque ambos utilizan soluciones de segunda capa, difieren fundamentalmente debido a sus arquitecturas subyacentes:

Herencia de seguridad: Las soluciones L2 de Ethereum heredan seguridad directamente de la red principal de Ethereum a través de validadores activos. En contraste, las L2 de Bitcoin dependen de sus propios protocolos de seguridad ya que no tienen participación directa de los validadores de la red principal de Bitcoin.

Verificación de transacciones: Las L2 de Ethereum utilizan métodos de verificación avanzados como pruebas de fraude y pruebas de conocimiento cero, de las que Bitcoin carece actualmente. Esto limita la complejidad de las soluciones L2 que se pueden construir en Bitcoin en comparación con Ethereum.

Funcionalidad de contratos inteligentes: Ethereum fue diseñado para admitir contratos inteligentes de manera nativa, mientras que Bitcoin no lo fue. Por lo tanto, las L2 de Bitcoin a menudo buscan agregar esta capacidad, mejorando su funcionalidad más allá de las simples transferencias de valor.

Capas de liquidación: Las L2 de Bitcoin liquidan transacciones en la cadena de bloques de Bitcoin, aprovechando su consenso de prueba de trabajo para la seguridad. Las L2 de Ethereum, por otro lado, se liquidan en la red principal de Ethereum, que utiliza un modelo de consenso de prueba de participación.

¿Por qué se necesitan soluciones de segunda capa de Bitcoin?

La necesidad de soluciones de segunda capa de Bitcoin surge de las limitaciones de la capa base de Bitcoin:

Escalabilidad y rendimiento: La capa base de Bitcoin puede manejar solo alrededor de siete transacciones por segundo, lo que lleva a la congestión y tarifas altas durante los momentos de mayor demanda. Las soluciones L2 ofrecen una forma de escalar sin comprometer la seguridad de Bitcoin.

Altas tarifas: Las altas tarifas de transacción, que han superado los $120 durante algunos períodos de máxima congestión, hacen que las transacciones pequeñas sean poco prácticas. Las soluciones L2 ayudan a reducir estas tarifas.

Capacidades de contratos inteligentes: La capa base de Bitcoin carece de funcionalidad avanzada de contratos inteligentes, que es esencial para las aplicaciones descentralizadas (dApps) y plataformas de finanzas descentralizadas (DeFi).

Desbloqueo de capital: Una cantidad significativa del capital de Bitcoin sigue sin utilizarse ya que es principalmente una reserva de valor. Las soluciones L2 buscan desbloquear este capital al permitir transacciones más rápidas y aplicaciones innovadoras.

Cómo funcionan las soluciones de segunda capa de Bitcoin

Una red de cadena de bloques comprende dos capas: la capa de ejecución, que procesa las transacciones, y la capa de consenso, que valida y aprueba estas transacciones. Las L2 de Bitcoin desarrollan una capa de ejecución separada para manejar transacciones fuera de la cadena, que luego se envían a la capa de consenso de Bitcoin para la liquidación final.

Enfoques comunes para las soluciones de segunda capa de Bitcoin incluyen:

Canales de estado: Utilizados por la Red Lightning, los canales de estado permiten a dos partes realizar numerosas transacciones fuera de la cadena. Solo el estado final se registra en la cadena de bloques, mejorando la velocidad y reduciendo costos.

Cadenas laterales: Operando como cadenas de bloques separadas vinculadas a Bitcoin, cadenas laterales como la Liquid Network permiten transacciones más rápidas y características adicionales, liquidándose periódicamente en la cadena principal de Bitcoin.

Rollups: Estos agrupan múltiples transacciones fuera de la cadena en una sola transacción, creando una prueba criptográfica de validez que se envía a la cadena de bloques de Bitcoin para su liquidación.

Canales de estado

Los canales de estado, como los utilizados en la Red Lightning, permiten a dos partes realizar un número ilimitado de transacciones de Bitcoin fuera de la cadena, sin registrar cada transacción en la cadena de bloques principal de Bitcoin. Este enfoque mejora significativamente la velocidad de las transacciones y reduce los costos.

Para abrir un canal, las dos partes bloquean una cierta cantidad de Bitcoin en una dirección de multi-firma (multisig) en la cadena de bloques de Bitcoin. Una dirección multisig en Bitcoin es un tipo de dirección que requiere que múltiples personas autoricen y firmen una transacción, en lugar de solo una. Acuerdan la distribución inicial de Bitcoin entre ellos para este canal. Una vez que el canal está abierto, las partes pueden realizar un número ilimitado de transacciones fuera de la cadena, intercambiando datos de transacciones firmadas para actualizar sus respectivos saldos de Bitcoin en el estado actual del canal. Estas transacciones no se difunden a la red de Bitcoin durante este proceso.

Cuando terminan de transaccionar, las dos partes firman y difunden el estado final del canal a la cadena de bloques de Bitcoin. Este estado final refleja la distribución más reciente acordada de Bitcoin entre las dos partes. Se cumplen las condiciones de multi-firma, permitiendo que los fondos se redistribuyan según los saldos finales.

Cadenas laterales

Las cadenas laterales de Bitcoin, como la Liquid Network, operan en cadenas de bloques separadas que están vinculadas a Bitcoin. Estas cadenas laterales utilizan sus propios mecanismos de consenso, permitiendo transacciones más rápidas y características adicionales mientras periódicamente retransmiten y finalizan transacciones en la cadena principal de Bitcoin. Así es como funcionan las cadenas laterales de Bitcoin:

Peg bidireccional: La tecnología fundamental que permite la transferencia de activos entre la cadena principal de Bitcoin y una cadena lateral se llama "peg bidireccional". Para mover activos de la cadena principal de Bitcoin a una cadena lateral, un usuario primero bloquea sus bitcoins en una dirección de salida especial en la cadena de bloques de Bitcoin enviando una transacción. Esta acción inmoviliza efectivamente los bitcoins en la cadena principal. La cadena lateral entonces detecta este evento de bloqueo y responde acuñando y liberando una cantidad equivalente de tokens en la cadena lateral, a menudo llamados sBTC (sidechain BTC), representando los bitcoins bloqueados de la cadena principal. Una vez en la cadena lateral, los usuarios pueden transferir y utilizar libremente estos tokens para diversos propósitos, como transacciones y contratos inteligentes, beneficiándose del mecanismo de consenso más rápido y eficiente de la cadena lateral. Para devolver activos a la cadena principal de Bitcoin, el usuario quema o destruye los tokens de la cadena lateral. Este evento de quema es detectado por la cadena principal, que luego libera los bitcoins originalmente bloqueados de vuelta a la dirección del usuario en la cadena principal.

Federación/Validadores: Para gestionar y validar el proceso de peg bidireccional de manera segura, las cadenas laterales emplean una federación o un grupo de validadores. Esta federación realiza varias funciones críticas. La federación o grupo de validadores juega un papel crucial en la gestión y seguridad del proceso de peg bidireccional entre la cadena principal y la cadena lateral. Monitorean el bloqueo y desbloqueo de activos en ambas cadenas, asegurando que las transacciones se registren con precisión. También validan que la cantidad de activos movidos coincida en ambos lados, previniendo problemas como el doble gasto. Esta federación puede ser operada por partes confiables, scripts de multi-firma o contratos inteligentes, todos los cuales trabajan para mantener la integridad y seguridad del proceso de transferencia de activos.

Consenso independiente: Una característica definitoria de las cadenas laterales es su mecanismo de consenso independiente, que opera separadamente de la cadena principal de Bitcoin. Esta independencia permite a las cadenas laterales implementar parámetros de bloque personalizados, incluyendo diferentes tiempos de bloque, tamaños de bloque y rendimiento de transacciones optimizados para sus casos de uso específicos. Utilizan algoritmos de consenso únicos como Prueba de Autoridad (PoA) o Prueba de Participación Delegada (DpoS), que pueden ser más eficientes o adecuados para los propósitos de la cadena lateral. Además, las cadenas laterales introducen características avanzadas como contratos inteligentes, mejoras de privacidad y otras soluciones de escalabilidad que no están disponibles nativamente en la cadena principal de Bitcoin.

Rollups

Los rollups de segunda capa de Bitcoin funcionan moviendo la ejecución de transacciones y datos fuera de la cadena principal de Bitcoin a una cadena de rollup o capa separada, mientras aún se anclan a Bitcoin para disponibilidad de datos y consenso.

Los mecanismos clave involucrados en la tecnología de rollup incluyen la ejecución de transacciones en la cadena de rollup, compresión de datos y anclaje a la capa uno de Bitcoin. Los usuarios envían transacciones para ejecutarse en la cadena de rollup en lugar de directamente en la cadena de bloques de Bitcoin. La cadena de rollup procesa estas transacciones, actualizando los saldos de las cuentas en consecuencia. Después de procesar muchas transacciones fuera de la cadena, el rollup comprime o "compacta" los datos de transacciones en una prueba criptográfica compacta o compromiso, que representa el efecto neto de todas esas transacciones en el estado. Esta prueba comprimida se envía periódicamente a la cadena de bloques de Bitcoin como una sola transacción. Un contrato inteligente o mecanismo de verificación en la capa uno de Bitcoin puede validar y aplicar de manera eficiente la transición de estado representada por la prueba de rollup.

Sin embargo, los rollups en Bitcoin enfrentan un desafío clave ya que la capa base de Bitcoin carece de la capacidad de verificar nativamente las pruebas criptográficas o compromisos producidos por los sistemas de rollup. Hay algunos enfoques que se están explorando para habilitar los rollups en Bitcoin, incluidos los rollups soberanos y la extensión del script de Bitcoin.

Los rollups soberanos utilizan Bitcoin como una capa de disponibilidad de datos sin depender de él para pruebas de validez. Estos rollups operan de manera independiente, procesando transacciones fuera de la cadena y publicando solo datos de transacciones comprimidos en Bitcoin. Gestionan sus propios mecanismos de consenso y entornos de ejecución de transacciones fuera de la cadena, utilizando Bitcoin para anclar y almacenar los datos comprimidos de rollup. Para mover activos como BTC dentro y fuera del rollup, se utiliza un sistema de peg descentralizado, como sBTC, que se basa en un grupo descentralizado de firmantes en lugar de la capa base de Bitcoin.

Extender el lenguaje de script y los opcodes de Bitcoin para habilitar rollups de validez permite que la capa base de Bitcoin verifique y aplique las transiciones de estado del rollup. Esto probablemente requeriría una actualización de soft-fork a Bitcoin para agregar nuevos opcodes como OP_CAT o WTC para mejor programabilidad.

Ventajas de las soluciones de segunda capa de Bitcoin

La capa uno de Bitcoin, aunque renombrada por su seguridad y descentralización, sufre de varias limitaciones de rendimiento. Las transacciones en la cadena principal de Bitcoin tardan alrededor de 10 minutos en confirmarse, carecen de funcionalidad de contratos inteligentes y a menudo incurren en altas tarifas de transacción debido a la congestión de la red. Para abordar estos desafíos, se han desarrollado soluciones de segunda capa de Bitcoin, proporcionando una gama de mejoras que mejoran significativamente la usabilidad y funcionalidad de la red de Bitcoin.

Escalabilidad: Una de las ventajas más significativas de las soluciones de segunda capa de Bitcoin es su capacidad para aumentar drásticamente la capacidad de transacción de la red. Al procesar transacciones fuera de la cadena principal, los proyectos de segunda capa pueden manejar un volumen mucho mayor de transacciones por segundo en comparación con la capa base de Bitcoin. Esta descarga reduce la congestión en la cadena principal, resultando en operaciones de red más suaves y eficientes. La mayor escalabilidad es crucial para la adopción generalizada de Bitcoin para transacciones diarias y comercio de alta frecuencia.

Bajas tarifas de transacción: Dado que las transacciones de segunda capa no requieren que todos los datos de transacción se registren en la cadena de bloques de Bitcoin, reducen significativamente la cantidad de datos que necesitan almacenarse. Esto lleva a tarifas de transacción más bajas, haciendo que las microtransacciones y otras transferencias de pequeño valor sean económicamente viables. Los usuarios se benefician de los costos reducidos, lo cual es particularmente importante para aplicaciones como remesas y micropagos, donde las tarifas altas pueden ser prohibitivas.

Confirmaciones más rápidas: Las soluciones de segunda capa ofrecen confirmaciones de transacciones casi instantáneas, un marcado contraste con el tiempo promedio de bloque de 10 minutos en la cadena principal de Bitcoin. Este tiempo de confirmación rápido es esencial para casos de uso que requieren liquidación rápida, como transacciones en el punto de venta y comercio en línea. La capacidad para lograr confirmaciones más rápidas mejora la experiencia del usuario y amplía la gama de aplicaciones prácticas para Bitcoin.

Privacidad mejorada: Algunas implementaciones de segunda capa proporcionan características de privacidad mejoradas. Técnicas como el enrutamiento de cebolla y el anonimato de los canales de pago hacen que sea más difícil rastrear las transacciones, ofreciendo a los usuarios un nivel más alto de privacidad.

Capacidades de contratos inteligentes: Algunos proyectos de segunda capa de Bitcoin habilitan la funcionalidad de contratos inteligentes sobre Bitcoin. Esta adición desbloquea nuevos casos de uso, incluyendo dApps y protocolos defi.

Seguridad heredada: Las soluciones de segunda capa derivan cierta cantidad de su seguridad de la cadena de bloques subyacente de Bitcoin. Al anclar transacciones al robusto y descentralizado consenso de prueba de trabajo de Bitcoin, las redes de segunda capa pueden beneficiarse del masivo poder de cómputo que asegura la red de Bitcoin.

Desafíos de las soluciones de segunda capa de Bitcoin

A pesar de sus ventajas, las redes L2 de Bitcoin enfrentan desafíos, particularmente en el puente seguro entre Bitcoin y las redes L2 y la velocidad y capacidad para liquidar pruebas en la red de Bitcoin. Los puentes pueden ser propensos a riesgos de seguridad, y se necesitan mejoras en la velocidad y costo de liquidación para la escalabilidad futura.

Algunos de los mayores desafíos que enfrentan las soluciones L2 de Bitcoin incluyen:

Puente seguro entre Bitcoin y redes L2: Las redes L2 de Bitcoin como las cadenas laterales utilizan puentes para conectarse con la cadena principal de Bitcoin. Estos puentes funcionan bloqueando activos en Bitcoin y acuñando tokens equivalentes en la cadena L2. Sin embargo, este diseño de puente tiene riesgos de seguridad y problemas de experiencia de usuario. Muchos robos y pérdidas de criptomonedas han ocurrido debido a vulnerabilidades en puentes entre cadenas.

Velocidad y costo de liquidación en la red de Bitcoin: Aunque las soluciones L2 procesan transacciones fuera de la cadena, en última instancia necesitan liquidar el estado final en la cadena principal de Bitcoin. La velocidad y el costo de este proceso de liquidación en la capa base de Bitcoin son factores significativos que afectan la eficiencia de las redes L2.

Mantener la seguridad sin validación directa de Bitcoin: A diferencia de las L2 de Ethereum donde los validadores verifican las transacciones de L2, las L2 de Bitcoin no heredan completamente la seguridad de los nodos de Bitcoin, que validan las transacciones. Las L2 de Bitcoin deben confiar en sus propios protocolos de seguridad independientes, lo que hace que sea un desafío lograr el mismo nivel de seguridad que la capa base de Bitcoin.

Aumento de riesgos de centralización: Algunas soluciones L2 requieren establecer canales de pago y nodos de retransmisión, o ejecutar su propio mecanismo de consenso. Esto podría llevar a la concentración del control en manos de unas pocas entidades, lo que potencialmente socava los principios descentralizados de Bitcoin.

Complejidades técnicas y desafíos de integración: Integrar soluciones L2 con la infraestructura existente de Bitcoin implica complejidades técnicas significativas, como asegurar la compatibilidad, mantener estándares de seguridad y lograr consenso dentro de la comunidad sobre las actualizaciones propuestas.

Proyectos clave de segunda capa de Bitcoin

A medida que Bitcoin continúa evolucionando, varios proyectos de segunda capa han surgido para abordar sus problemas de escalabilidad, eficiencia y funcionalidad. Aquí están algunos de los proyectos de L2 de Bitcoin más destacados que actualmente están dando forma al panorama:

1. Red Lightning La Red Lightning es probablemente la solución de segunda capa de Bitcoin más conocida. Utiliza canales de estado para facilitar transacciones fuera de la cadena entre dos partes. Esto permite transacciones casi instantáneas y de bajo costo, mejorando significativamente la usabilidad de Bitcoin para pagos diarios.

Características clave:

Transacciones fuera de la cadena
Tarifas bajas
Liquidación instantánea de pagos
Privacidad mejorada a través del enrutamiento de cebolla

Lee "¿Qué es la Red Lightning?" en nuestro Centro de Aprendizaje para un análisis más profundo en la Red Lightning de Bitcoin.

2. Red Liquid La Red Liquid, desarrollada por Blockstream, es una cadena lateral de Bitcoin diseñada para transacciones rápidas y confidenciales. Permite la emisión y transferencia de activos, incluyendo Bitcoin y stablecoins, con tarifas más bajas y tiempos de liquidación más rápidos en comparación con la cadena de bloques principal de Bitcoin.

Características clave:

Peg bidireccional para transferir Bitcoin
Transacciones confidenciales
Emisión y gestión de activos
Tiempos de liquidación rápidos

3. Rootstock Rootstock es una cadena lateral compatible con la Máquina Virtual de Ethereum (EVM) que utiliza consenso de Prueba de Trabajo y minería fusionada. Permite a los usuarios de Bitcoin bloquear BTC y acuñar RBTC, mejorando la funcionalidad de Bitcoin con capacidades avanzadas de contratos inteligentes.

Características clave:

Funcionalidad de contratos inteligentes
Peg bidireccional con Bitcoin
Compatible con el lenguaje Solidity de Ethereum
Seguridad mejorada a través del hashrate de Bitcoin

4. Stacks Stacks es una solución de segunda capa única que se integra con la cadena de bloques de Bitcoin para habilitar contratos inteligentes, aplicaciones descentralizadas y activos digitales. Utiliza un mecanismo de consenso novedoso llamado Prueba de Transferencia (PoX) que se ancla a Bitcoin para la

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