Aspectos clave
El trilema de la blockchain explica el desafío de equilibrar seguridad, descentralización y escalabilidad en las redes blockchain.
Mejorar una propiedad a menudo viene a expensas de una o ambas de las otras.
Para abordar el trilema, diferentes blockchains adoptan varios enfoques técnicos, como mecanismos de consenso alternativos, soluciones de Capa 2 y sharding.
Aunque ninguna blockchain ha “resuelto” completamente el trilema, la industria sigue innovando hacia diseños más equilibrados.
Introducción
Como las blockchains solo pueden manejar un número limitado de transacciones por segundo (TPS), muchos argumentan que para que la tecnología sea adoptada globalmente, debería poder manejar muchos más datos y a velocidades más rápidas. Esto permitiría que más personas emplearan la red sin que fuera lenta o costosa.
Sin embargo, el diseño fundamental de muchas redes descentralizadas hace que el aumento de la escalabilidad tienda a debilitar la descentralización o la seguridad. Esto es lo que se conoce como el trilema de la blockchain. Los desarrolladores están explorando varias soluciones, como nuevos mecanismos de consenso, sharding y redes de Capa 2.
El trilema de la blockchain
En términos básicos, una blockchain es una base de datos digital distribuida. Los bloques de datos se organizan en orden cronológico. Los bloques están vinculados y protegidos por pruebas criptográficas. La implementación de esta tecnología en diferentes industrias ya está cambiando la manera en que trabajamos y vivimos.
La idea es que las blockchains descentralizadas y seguras posibiliten un mundo en el que no dependamos de terceros para que funcionen las redes o los mercados. Sin embargo, los expertos generalmente coinciden en que, para que esta tecnología se adopte más ampliamente, es necesario abordar el trilema de blockchain.
Popularizado por el cofundador de Ethereum , Vitalik Buterin, el trilema de la blockchain se refiere a la idea de que es difícil para las blockchains alcanzar niveles óptimos de las tres propiedades simultáneamente. Fortalecer una de estas propiedades a menudo significa comprometer una o ambas de las otras.
Descentralización
Las redes blockchain son descentralizadas por diseño, lo que significa que ninguna persona, empresa u organización las controla. La red está abierta a cualquiera que quiera participar, y el control se distribuye entre todos los participantes. Todos tienen acceso al mismo libro mayor, y si un participante intenta engañar al sistema cambiando los registros a su favor, el resto de la red puede verificar y rechazar los datos fraudulentos.
Considera la diferencia entre Bitcoin y el sistema bancario tradicional. Los bancos refuerzan la confianza entre las personas que realizan transacciones y garantizan que todos los registros se conserven correctamente. La red Bitcoin, sin embargo, comparte todos los datos con todos los miembros de la red, de modo que se puedan verificar y confirmar antes de ser agregados a la base de datos. El resultado es un sistema que puede existir sin la necesidad de participación de terceros.
La descentralización ofrece la posibilidad de lo que se conoce como Web3. Mientras que Web2 representa la mayor parte del internet actual, con sitios y aplicaciones gestionados por empresas, Web3 le da a los usuarios el control sobre sus datos e identidad.
Sin embargo, la descentralización viene con compromisos. Como múltiples usuarios deben llegar a un consenso en cada transacción, el procesamiento suele ser más lento que en los sistemas centralizados. Esto hace que la escalabilidad (la capacidad de manejar más transacciones por segundo) sea un desafío clave para las redes descentralizadas.
Seguridad en la blockchain
La seguridad es esencial para cualquier blockchain porque, sin ella, los atacantes podrían comprometer la red y alterar el historial de transacciones. Ya sea que un sistema sea centralizado o descentralizado, la seguridad no está garantizada. Los sistemas centralizados pueden beneficiarse de un control más estricto y una toma de decisiones más rápida, pero también presentan un único punto de falla y dependen en gran medida de la calidad de sus equipos de seguridad.
En los sistemas descentralizados, la seguridad debe lograrse sin depender de una autoridad central. Bitcoin, por ejemplo, utiliza una combinación de criptografía y un mecanismo de consenso llamado Proof of Work (PoW). Cada bloque de datos está vinculado al anterior a través de una firma digital única (hash), lo que hace que cualquier manipulación sea detectable de inmediato.
PoW agrega otra capa de protección al requerir que los participantes de la red, conocidos como mineros, resuelvan complejos acertijos matemáticos a través de extensos cálculos de hashing antes de validar las transacciones. Esto hace que los ataques sean costosos y difíciles de llevar a cabo. Como la minería de Bitcoin requiere muchos recursos por diseño, es más lenta que otros enfoques.
También considera que cuantos más participantes (nodos) existan en la red, más segura será. Cuanto más grande sea la red, más difícil será para un actor malintencionado tomar control del sistema.
En teoría, si una persona o grupo logra controlar más de la mitad del poder de la red, podría realizar lo que se conoce como un ataque del 51%, lo que podría permitir explotaciones como la del gasto doble.
Escalabilidad de la blockchain
La escalabilidad se refiere a la capacidad de una blockchain para manejar un número creciente de transacciones por segundo (TPS). Para que la tecnología blockchain soporte la adopción masiva y potencialmente a miles de millones de usuarios, debe procesar transacciones de manera rápida, económica y confiable. En la práctica, la escalabilidad a menudo queda en segundo plano frente a la descentralización y la seguridad, que son los dos principios fundamentales del diseño de blockchain.
Sistemas de pago centralizados como Visa, por ejemplo, pueden manejar miles de transacciones por segundo porque operan en un entorno cerrado y con permiso. No requieren consenso global de miles de nodos independientes, lo que les permite procesar transacciones casi al instante.
En contraste, las blockchains públicas deben procesar cada transacción a través de múltiples validadores independientes. Esta verificación distribuida ralentiza el rendimiento: la capa base de Bitcoin promedia alrededor de 5 TPS, mientras que Ethereum procesa alrededor de 18 TPS.
Aún con Proof of Stake (PoS) como consenso reemplazando PoW en algunas redes, la necesidad de un acuerdo global aún impone restricciones. Sin soluciones efectivas de escalabilidad, un aumento en el uso puede llevar a la congestión de la red, tiempos de transacción más lentos y comisiones más altas.
Abordar el trilema de blockchain
La solución más obvia y básica al Trilema de la blockchain es reducir el número de validadores de la red (nodos) a cambio de lograr mayor escala y velocidad. Pero al hacerlo, se generaría el debilitamiento de la descentralización, ya que se entregaría el control a un número reducido de participantes. También podría afectar negativamente a la seguridad, ya que menos participantes significa mayores probabilidades de sufrir ataques.
Así que aquí está el trilema: la descentralización y la seguridad están profundamente conectadas, y la forma en que se construyen las blockchains hace que sea difícil mejorar la escalabilidad sin debilitar una o ambas. La gran pregunta es cómo hacer que las blockchains sean más rápidas sin sacrificar las cualidades que las hacen confiables en primer lugar.
Desarrollos en curso
No existe una solución de oro para este trilema. Sin embargo, los desarrolladores e investigadores han explorado una variedad de enfoques, muchos de los cuales han mostrado resultados prometedores. Algunos de los desarrollos más notables incluyen:
1. Fragmentación o "sharding"
El sharding divide una blockchain en particiones más pequeñas, o shards, cada una con su propio libro mayor y la capacidad de procesar transacciones de manera independiente. Una cadena principal coordina las interacciones entre fragmentos y, de esta manera, reduce la carga en cualquier cadena individual y mejora la escalabilidad.
Por ejemplo, NEAR Protocol emplea un modelo de fragmentación conocido como Nightshade 2.0, que escala dinámicamente dividiendo la red en múltiples fragmentos paralelos. A partir de agosto de 2025, la red opera 8 fragmentos activos y puede lograr la finalización de la transacción en aproximadamente 600 milisegundos.
2. Un mecanismo de consenso diferente
Uno de los motivos por los que existe el trilema en la red Bitcoin es por la manera en que funciona el consenso PoW para garantizar la seguridad. Encontrar una manera diferente de proteger el consenso es uno de los enfoques para resolver el trilema.
En las blockchains PoS, los participantes involucrados en validar las transacciones deben hacer staking (bloquear en depósito) de sus tokens. No se necesitan máquinas mineras altamente especializadas. Agregar más validadores a la red es más simple y accesible. PoS es solo uno de los muchos mecanismos de consenso que apuntan a la escalabilidad.
Otro enfoque es Proof of Authority (PoA), que asegura la red utilizando identidades de validadores en lugar de monedas en stake. En los sistemas PoA, un número limitado de participantes de confianza son preaprobados para verificar transacciones y crear bloques. Esto puede ofrecer mayor escalabilidad, pero reduce la descentralización.
Algunas redes blockchain utilizan modelos híbridos para equilibrar las compensaciones. Por ejemplo, BNB Smart Chain utiliza Proof of Staked Authority (PoSA), donde los validadores hacen staking de BNB para participar en la producción de bloques y logran tiempos de bloque de alrededor de tres segundos. La red Conflux combina elementos de PoW con una estructura de Gráfico Acíclico Dirigido (DAG) para mejorar la capacidad de procesamiento mientras mantiene las características de seguridad de PoW.
3. Soluciones de Capa 2
Otro enfoque para abordar el trilema es construir sobre una blockchain existente en lugar de alterar su capa base. Las soluciones de Capa 2 procesan transacciones fuera de la cadena principal y luego liquidan los resultados de nuevo en ella. Esto reduce la congestión, baja las comisiones y mantiene la seguridad de la capa base.
Los rollups agrupan múltiples transacciones fuera de la cadena y envían una única prueba comprimida a la cadena principal para su verificación. Los rollups optimistas como Arbitrum asumen que las transacciones son válidas a menos que se impugnen, mientras que los rollups Zero Knowledge (ZK) como Scroll utilizan pruebas criptográficas para confirmar la validez sin revelar todos los detalles. Ethereum se ha vuelto cada vez más centrado en rollups, con gran parte de sus finanzas descentralizadas (DeFi), juegos y actividad de NFT ocurriendo en la Capa 2 para mejorar la velocidad y reducir costos.
Los canales de estado permiten a los participantes realizar transacciones fuera de la cadena. Solo los estados de apertura y cierre se registran en la blockchain. La Lightning Network de Bitcoin es un ejemplo bien conocido que utiliza canales de estado para permitir transacciones rápidas y de bajo costo, manteniendo la mayor parte de la actividad fuera de la cadena mientras se apoya en la capa base de Bitcoin para la liquidación final.
Conclusiones
El trilema de la blockchain sigue siendo un desafío significativo para que la tecnología alcance su máximo potencial. Sin embargo, los esfuerzos continuos como la hoja de ruta centrada en rollups de Ethereum y el auge de las blockchains modulares de alto rendimiento muestran vías prometedoras de cara al futuro. Estas innovaciones buscan aumentar la escalabilidad sin comprometer la seguridad o la descentralización. De esta manera se acerca a la industria a un futuro donde las blockchains puedan soportar aplicaciones a escala global.
Lecturas adicionales
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