Como la cadena de bloques es un sistema de red abierto, cualquier persona tiene derecho a actuar como nodo para participar en la contabilidad. Formular un conjunto de reglas de juego para que todos los nodos las cumplan es un tema muy importante, para que la cadena de bloques pueda funcionar sin problemas.

La capa 1, también conocida como capa inferior, es una regla que todos los mineros deben cumplir. Su diseño es para permitir que la cadena de bloques mantenga la "coherencia del libro mayor" y la "finalidad de la transacción" del estado, de modo que los nodos puedan vincularse con las transacciones de datos de una manera no manipulable y llegar a un consenso de forma encriptada sin una revisión central. En pocas palabras, la capa 1 es el protocolo de blockchain. El mecanismo de consenso, los bloques, las claves privadas o las direcciones de las que a menudo escuchamos son todas categorías de Capa 1. En este artículo, ilustraremos y exploraremos más sobre la Capa 1.

Definición de capa 1

La capa 1, también conocida como escalabilidad en cadena, implementa principalmente la tecnología subyacente del protocolo blockchain. Actualmente, la mayoría de las cadenas públicas operan bajo la Capa 1.

El protocolo de Capa 1 puede procesar y completar transacciones en su propia cadena de bloques y traer su propio token nativo para pagar las tarifas de transacción. Por lo tanto, la cadena de bloques de Capa 1 generalmente puede obtener grandes cantidades de dinero de las ventas de tokens, para competir con Ethereum. La cadena de bloques de la Capa 1 puede atraer usuarios a través de incentivos simbólicos, pero a medida que los Rollups mejoran la escalabilidad de Ethereum, la diferencia entre la capa 2 y la capa 1 se vuelve cada vez más pequeña.

Historial de desarrollo de capa 1

Hace diez años, Bitcoin apareció en nuestra opinión como la primera criptomoneda. Satoshi Nakamoto publicó un libro blanco titulado "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico punto a punto", que presenta las potentes funciones de la red de cadena de bloques de Bitcoin. Este día es un momento importante en la historia del desarrollo de Bitcoin y también abre el camino para el posterior auge de la cadena de bloques. Cuatro meses después, Satoshi Nakamoto (cuya verdadera identidad aún es un misterio) extrajo el primer bloque de la red Bitcoin, también llamado Bloque Génesis.

El 30 de julio de 2015, se lanzó oficialmente la red Ethereum. Como el segundo criptoactivo más grande por valor de mercado, Ethereum ha traído contratos inteligentes y finanzas descentralizadas (DeFi) al mundo de las criptomonedas. Estos logros permiten a Ethereum ejecutar todo el ecosistema en su cadena de bloques y también albergar su propia moneda nativa: Ether (ETH). 

En enero de 2018, el precio de Bitcoin alcanzó un máximo histórico y desde entonces han surgido muchos criptoactivos emergentes, incluidos EOS (julio de 2017), Tron (septiembre de 2017) y Cardano (octubre de 2017).

2021 es el año de la explosión de la cadena pública además de Ethereum, y varias aplicaciones basadas en blockchain han entrado gradualmente a la vista del público. Ethereum y los contratos inteligentes han traído DeFi, NFT, GameFi e incluso metaverso. Sin embargo, el crecimiento explosivo de las aplicaciones de la cadena Ethereum también condujo a problemas de escalabilidad en la cadena, lo que generó altas tarifas de gas. Cualquier transacción ordinaria en Ethereum debe pagar decenas de dólares en tarifas de gas, lo que es inaceptable para la mayoría de los usuarios comunes.

Ethereum está en proceso de actualización tecnológica de PoW blockchain a PoS blockchain. El Ethereum 2.0 actualizado mejorará en gran medida la escalabilidad y la velocidad. Sin embargo, el retraso en el lanzamiento de Ethereum 2.0 ha provocado que los usuarios paguen altas tarifas de gas a lo largo de 2021. Como resultado, ha surgido una gran cantidad de cadenas de bloques de capa 1 que admiten contratos inteligentes con tecnología PoS, incluida una gran cantidad de competidores como Binance Smart Chain, Solana, Avalanche, Terra, Cardano, Polkadot, etc. Cada cadena pública de Capa 1 atrajo una gran cantidad de fondos en 2021. Un gran número de desarrolladores lanzaron diversas aplicaciones como DeFi, NFT, GameFi y DEX sobre estas plataformas de contratos inteligentes con diferentes características, apoderándose poco a poco de la cuota de mercado de Ethereum.

Con el creciente número de usuarios de la red Ethereum, la congestión de la red y las altas tarifas de gas se han convertido en los principales problemas de varias aplicaciones. La demanda del mercado de la red Ethereum está aumentando gradualmente y aliviar este problema se ha convertido en la máxima prioridad. El 26 de octubre, el fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, publicó el "Camino a Ethereum centrado en la Capa 2" en la conferencia, lo que significa que la Capa 2 es el futuro de la expansión de Ethereum.

En el caso de aumentar la congestión de datos y redes, el concepto de Capa surge espontáneamente al expandir la escalabilidad y aliviar la presión actual. La capa 2 es una solución escalable general para mejorar el rendimiento de la red Ethereum (capa 1).

Las cadenas de bloques son independientes entre sí. Cada cadena tiene su propia información de arquitectura y no interactúa con otras cadenas. Por ejemplo, Solana no puede reconocer ETH en la cadena Ethereum, porque ETH no es un producto de la arquitectura de Solana. Para transferirlo, solo se puede usar el protocolo de cadena cruzada (IBC).

Esta situación fue cambiada por LayerZero. El 31 de marzo de 2022, LayerZero Labs recibió una inversión redonda A+ de 135 millones de dólares con una valoración de mil millones de dólares. Desarrollado por el equipo canadiense LayerZero Labs, LayerZero es un protocolo de interoperabilidad versátil que puede conectar activos, mensajes, datos y contratos en diferentes cadenas de bloques para formar una omnicadena. El primer protocolo de LayerZero admite siete cadenas: Ethereum, Arbitrum, Avalanche, BSC, Fantom, Optimism y Polygon, y es compatible con EVM. El equipo de desarrollo también planea incluir cadenas que no sean EVM como Cosmos Hub, Terra y Cronos en la hoja de ruta.

Fuente: layerzero.network

Stargate, un proyecto DEX de cadena cruzada desarrollado en base a LayerZero, también es un proyecto lanzado por LayerZero Lab. Actualmente, es compatible con la cadena cruzada de monedas estables de Ethereum, Avalanche, BSC, Polygon, Fantom, Arbitrum y Optimism. El puente de cadena cruzada Stargate fue desarrollado por el equipo de LayerZero Labs. Es el primer ecosistema de aplicaciones desarrollado oficialmente según LayerZero. TVL ha llegado a más de 3 mil millones en los últimos días, y ahora supera los 700 millones. Los activos de cadena cruzada en Stargate son todos activos nativos. Actualmente, solo se admiten monedas estables y token de ecosistema STG.

El trilema de la escalabilidad

Al comienzo del nacimiento de blockchain, siempre ha habido un problema de "Triángulo imposible", a saber, seguridad, escalabilidad y descentralización. Es bien sabido que la mayor diferencia entre la tecnología blockchain e Internet radica en la naturaleza descentralizada. Es porque la cadena de bloques es lo suficientemente segura como para que podamos lograrlo. Al final, solo podemos sacrificar la escalabilidad para lograr los otros dos.

Con la expansión de blockchain al mundo exterior, cada vez más personas están involucradas. La congestión de la red conduce a una baja velocidad de transacción y altas tarifas de manejo. En particular, cada vez se realizan más transacciones en la red de Bitcoin y se implementan innumerables Dapps en Ethereum, lo que ha desencadenado contradicciones cada vez más importantes sobre las tarifas de manejo y el rendimiento comercial. La gente sólo puede buscar mejores soluciones para hacer frente a este problema.

Para "resolver" este problema del triángulo imposible, la gente comenzó a explorar varias posibilidades, surgieron muchas soluciones, una de las cuales es la Capa 2 (red de Capa dos).

Ejemplos de cadena de bloques de capa 1

Bitcoin, una tecnología que existe desde hace 10 años, aunque el consenso es el más poderoso, no se mantiene al día en términos de rendimiento; Ethereum, como la cadena de bloques de Capa 1 con el mayor consenso y la más innovadora en la actualidad, ha generado y generado muchas aplicaciones representativas. Sin embargo, como cadena pública lanzada en 2014, ha experimentado varias actualizaciones durante el período, pero aún no puede satisfacer las necesidades de rendimiento del rápido crecimiento. Muchos equipos comenzaron a buscar e incluso a construir soluciones alternativas. Estos son algunos de los ejemplos notables de blockchain de capa 1 que debe tener en cuenta:

Solana: una cadena pública de alto rendimiento que afirma procesar 60.000 transacciones por segundo

Fuente: solana.com

Solana fue fundada por exingenieros de software de las principales empresas tecnológicas Qualcomm, Intel y Dropbox a fines de 2017, mientras que su token se lanzó oficialmente al público en marzo de 2020.

Es una red blockchain de capa 1 donde los desarrolladores pueden construir proyectos y ecosistemas completos a través de contratos inteligentes. Debido a su arquitectura, podría decirse que Solana es la plataforma blockchain más rápida en criptografía. Procesa alrededor de 65.000 transacciones por segundo (TPS), extremadamente rápido en comparación con los otros proyectos principales. También es el más ecológico, hasta ahora. Según la investigación, cada transacción en Solana consume tanta energía como solo dos búsquedas en Google.

Avalancha con escalabilidad e interoperabilidad

Fuente: avax.network

Avalanche ($AVAX) es una plataforma de cadena de bloques con capacidad de contrato inteligente centrada en la velocidad de transacción, los costos bajos y el respeto al medio ambiente. Pero lo que realmente quiere Avalanche es ofrecer la cadena de bloques más escalable sin sacrificar la descentralización o la seguridad.

Lanzado en 2020 por Ava Labs (https://www.avalabs.org/), Avalanche escaló rápidamente en el ranking de criptomonedas y ahora es una de las monedas más populares. El precio de Avalanche se está disparando y ahora vale casi $ 14 mil millones en dapps de Avalanche. Las dapps de Avalanche son aplicaciones descentralizadas y se basan en varias cadenas de bloques dentro del ecosistema de Avalanche. También se conocen como aplicaciones Web3 o, en resumen, dapps. Si desea comprender el crecimiento de Avalanche, debe ver la siguiente imagen que enumera el ecosistema de Avalanche y todas las dapps que se crearon en solo un año.

Fuente: avaxholic.com

Flujo: cadena pública de IP superior liquidada 

Fuente: flow.com

Flow, un nuevo caballo oscuro de la cadena de bloques pública NFT que surgirá en 2021, tiene la intención de ser una cadena de bloques pública más aplicable para aplicaciones, juegos y activos digitales de próxima generación. Lanzó una oferta pública en Coinlist en octubre de 2020.

El 6 de febrero de 2022, el volumen de transacciones NFT en la cadena Flow superó los 900 millones de dólares, un máximo histórico. Dapper Labs, que desarrolló la cadena de bloques pública Flow, también es el desarrollador de CryptoKitties, que se volvió viral en Ethereum en 2017. Solana, Avalanche y otras cadenas de bloques públicas de alto rendimiento tienen como objetivo convertirse en asesinos de Ethereum, mientras que Flow se diseñó al principio para ser una cadena de bloques pública más aplicable para las aplicaciones, juegos y activos digitales de próxima generación.

Cosmos: Construyendo una Internet de Blockchains

Fuente: cosmos.network

La cadena de bloques Cosmos, que se creó en 2014 y se lanzó en 2019. Cosmos es una cadena de bloques de capa 0, lo que significa que pueden existir cadenas de bloques de capa 1 en ella. Como una cadena de bloques de capa 0, Cosmos tiene una infraestructura que las cadenas de bloques de capa 1 pueden usar para crear sus ecosistemas. Actualmente, existen más de 260 cadenas de bloques en el ecosistema de Cosmos, razón por la cual la gente lo llama "una Internet de cadenas de bloques". El volumen de activos digitales negociados en el protocolo Cosmos ahora supera los $ 150 mil millones. No hay nada sorprendente en este desarrollo considerando que la cadena de bloques relevante alberga muchas dApps, juegos, mercados y proyectos. Cosmos mejora la finalidad, la escalabilidad, la seguridad y la interoperabilidad de las transacciones rápidas entre cadenas de bloques.

Polígono compatible con el lenguaje de desarrollo Ethereum

Fuente: polígono.tecnología

Polygon es un marco que se puede utilizar para crear redes blockchain y soluciones escalables compatibles con Ethereum. Es más como un protocolo que una solución única. Un producto importante en este ecosistema es Polygon SDK. Puede ayudar a los desarrolladores a crear redes compatibles con Ethereum. El proyecto se llamó inicialmente "Red MATIC". Con la escalabilidad del alcance del proyecto desde una única solución de Capa 2 (L2) hasta una "red de redes", finalmente pasó a llamarse "Polígono".

Polygon es compatible con la máquina virtual Ethereum (EVM), y las aplicaciones existentes se pueden migrar aquí con relativa facilidad. Además de la experiencia comparable a Ethereum, los usuarios también pueden disfrutar del alto rendimiento y el bajo costo comercial. Polygon ha implementado algunas de las dDApps de finanzas descentralizadas (DeFi) más populares, como Aave, 1INCH, Curve y Sushi. Por supuesto, también hay algunas aplicaciones nativas exclusivas de Polygon, incluidas QuickSwap y Slingshot.

En el futuro, la plataforma Polygon espera admitir una gama más amplia de soluciones escalables, incluidas ZK Rollup, Optimistic Rollup y Validum chain. Con la llegada de las soluciones escalables, los desarrolladores obtendrán más herramientas para desarrollar continuamente aplicaciones, soluciones y productos innovadores. Además, todas las soluciones pueden ser compatibles con las herramientas y carteras existentes de Ethereum (como MetaMask).

Capa 1 — EVM, Capa 2

Todas las redes de Capa 1 compiten entre sí para atraer desarrolladores y usuarios, pero sin herramientas e infraestructura similares a Ethereum para facilitar su construcción y uso, será difícil atraer nuevos proyectos para instalarse y desarrollar el ecosistema. Para cerrar la brecha, muchas redes de Capa 1 utilizarán una estrategia llamada compatibilidad con EVM.

EVM se refiere a la máquina virtual Ethereum, que es esencialmente el cerebro de Ethereum para realizar cálculos y realizar transacciones. Al hacer que la red de Capa 1 sea compatible con EVM, los desarrolladores de Ethereum pueden implementar fácilmente las aplicaciones de Ethereum existentes en la nueva red de Capa 1. Las billeteras existentes de los usuarios también pueden acceder fácilmente a las redes de Capa 1 compatibles con EVM, lo que facilita la migración entre cadenas.

Tomando BSC como ejemplo, después de lanzar una red compatible con EVM y ajustar el consenso para obtener un mayor rendimiento y un menor costo de transacción, el uso de BSC ha aumentado considerablemente y han surgido docenas de protocolos DeFi, la mayoría de los cuales son similares a los protocolos populares ( Uniswap, Curve) en Ethereum. Avalanche, Fantom, Tron y Celo siguen el mismo enfoque. Por el contrario, Terra y Solana no son compatibles con EVM en la actualidad.

Tanto la red de Capa 1 como la cadena lateral tienen un desafío obvio: cómo garantizar la seguridad de la cadena de bloques. Para lograr sus objetivos, deben pagar recompensas a los mineros y validadores para asegurar y garantizar transacciones normales. Por lo general, las recompensas son tokens básicos en cadena (MATIC of Polygon, AVAX of Avalanche).

Sin embargo, hay dos desventajas obvias: tener tokens básicos naturalmente hará que el ecosistema sea más competitivo en lugar de complementario a Ethereum; Validar y asegurar las transacciones es una tarea compleja y desafiante de la que la red será responsable de principio a fin.

El objetivo de la red de Capa 2 es crear un ecosistema escalable y utilizar la seguridad de Ethereum, principalmente utilizando la tecnología "rollups". En resumen, la red de Capa 2 es un ecosistema independiente ubicado en Ethereum y, por lo general, no existe un token nativo. Es esencialmente una parte de Ethereum. 

¿Cómo funcionan los paquetes acumulativos?

Las redes de capa 2 generalmente se denominan acumulaciones porque "agrupan" o "agrupan" las transacciones y las ejecutan en un nuevo entorno, y luego envían los datos actualizados a Ethereum. En lugar de dejar que Ethereum maneje 1000 transacciones Uniswap solo (más caro), es mejor apilar los cálculos en acumulaciones (más barato) antes de enviar los resultados a Ethereum.

Sin embargo, cuando los resultados se envían de vuelta a Ethereum, ¿cómo sabe Ethereum que estos datos son correctos y válidos? ¿Y cómo evita Ethereum que alguien publique información incorrecta? Estas son las cuestiones clave para distinguir los dos tipos de resúmenes: resúmenes optimistas y resúmenes ZK.

Paquetes acumulativos optimistas

Al enviar los resultados a Ethereum, los acumulativos optimistas asumen de manera optimista que son válidos. En otras palabras, el validador de resumen puede enviar cualquier dato (incluidos los datos potencialmente erróneos/fraudulentos) y asumir que es correcto.

Pero al mismo tiempo, hay algunas formas de combatir el fraude. Hay un período de tiempo después de cualquier retiro, y cualquier retador puede verificar si hay fraude (blockchain es transparente y cualquiera puede observar lo que sucede en la cadena). Si estos retadores pueden demostrar matemáticamente que se ha producido un fraude (presentando una prueba de fraude), la red acumulativa restaurará las transacciones fraudulentas, castigará a los malos y recompensará a los retadores.

La deficiencia de Optimistic Rollups es que cuando los fondos se mueven entre el rollup y Ethereum, habrá un breve retraso para esperar a ver si algún retador encuentra algún fraude. En algunos casos, esto puede durar hasta una semana, pero se espera que estos retrasos disminuyan con el desarrollo del proyecto.

Arbitrum y optimista

Arbitrum (a cargo de Off-chain Labs) y Optimistic (a cargo de Optimism) son los dos proyectos principales que actualmente adoptan la tecnología de resumen optimista. Cabe señalar que estos dos proyectos aún se encuentran en las primeras etapas y ambas empresas mantienen operaciones centralizadas, pero el plan se descentralizará gradualmente con el paso del tiempo.

Cuando la tecnología esté madura, se estima que los rollups optimistas proporcionarán entre 10 y 100 veces la escalabilidad de Ethereum. Incluso en los primeros días, las aplicaciones DeFi en Arbitrum y Optimism han acumulado miles de millones de valor de red.

El optimismo se encuentra todavía en una etapa temprana de desarrollo. Actualmente, tiene más de $300 millones de TVL en siete aplicaciones DeFi, incluidas Uniswap, Synthetix y 1 pulgada.

Paquetes ZK

A diferencia de los resúmenes optimistas, los resúmenes de ZK en realidad le demuestran a Ethereum que las transacciones son válidas, en lugar de usar métodos hipotéticos.

Junto con los resultados de la transacción después de la agrupación, envían la llamada prueba de validez a los contratos inteligentes de Ethereum. Como sugiere el nombre, la prueba de validez le permite a Ethereum validar si la transacción es válida, lo que hace imposible que el nodo de retransmisión engañe al sistema. Esto elimina la necesidad de validar si la transacción es un período de espera de fraude, por lo que mover fondos entre las redes acumuladas de Ethereum y ZK es en realidad en tiempo real.

Si bien la liquidación instantánea y la ausencia de tiempo de retiro suenan atractivas, las resúmenes de ZK tienen un costo. Primero, generar una prueba de validez es un trabajo computacionalmente intensivo, por lo que necesita máquinas de alta potencia para que funcione. En segundo lugar, la complejidad de la prueba de validez dificulta la compatibilidad con EVM, lo que limita los tipos de contratos inteligentes que se pueden implementar en los paquetes acumulativos de ZK. Por lo tanto, los rollups optimistas han tomado la delantera al ingresar al mercado y son más capaces de resolver el dilema de escalabilidad actual de Ethereum, pero a largo plazo, los rollups ZK pueden ser una mejor solución técnica.

Fuente: defillama.com/chains

La participación de Ethereum en el valor total bloqueado (TVL) en DeFi aumentó del 62,43 % en el cuarto trimestre de 2021 al 63,35 % en el segundo trimestre de 2022.

El tiempo de finalización actual de Ethereum es de aproximadamente 12 a 60 segundos, y puede procesar de 15 a 30 transacciones (TPS) por segundo, pero dicho TPS es mucho más bajo que los sistemas de pago tradicionales, como Visa, que puede procesar 1700 transacciones por segundo. .

La eficiencia de procesamiento de la solución escalable de Capa 2 de Ethereum se incrementa a 2000-4000 transacciones por segundo.

Por el contrario, los protocolos de capa 1 Solana, Binance Smart Chain y Avalanche, que arrebataron la cuota de mercado de DeFi a Ethereum en 2021, han alcanzado un mayor rendimiento de transacciones. Antes de considerar la tecnología de fragmentación y la Capa 2, Avalanche ha logrado un tiempo de finalización de menos de 1 segundo y 4500 transacciones por segundo.

Solana puede procesar más de 2000 transacciones (TPS) por segundo y el tiempo hasta la finalización es de aproximadamente 13 segundos. Binance Smart Chain es de 150 TPS y el tiempo de bloqueo es de 3 segundos.

La siguiente figura muestra el valor total bloqueado y el valor de ciertas cadenas de bloques; Ethereum ha tenido el mejor desempeño desde septiembre de 2020.

Fuente: defillama.com/chains

El siguiente gráfico muestra el valor total bloqueado (TVL) de ciertas cadenas. La mayoría de TVL se concentran en Ethereum (ETH), BSC (BNB) y Tron (TRON).

Fuente: defillama.com/chains

Conclusión

El desarrollo de Bitcoin y blockchain marca el potencial para cambiar completamente las finanzas globales. La introducción de los contratos inteligentes de Ethereum hace que el crecimiento de las aplicaciones distribuidas (dApps) esté fuera del control de las empresas centralizadas. Sin embargo, el rendimiento de Bitcoin y Ethereum es limitado, lo que lleva a muchas personas a creer que la cadena de bloques es lenta, costosa y difícil de expandir por naturaleza. 

Afortunadamente, ha surgido una serie de protocolos de Capa 1 para abordar las deficiencias relevantes en diferentes casos de uso. Dominar conceptos relevantes puede ayudarnos a enfocarnos mejor en proyectos de interoperabilidad de redes, soluciones de cadena cruzada e investigación de nuevos proyectos. Actualmente, la mayoría de los protocolos de Capa 1 están cerca de EVM. Después de todo, es más fácil para los usuarios que ya son Web3 comenzar y reducir el umbral para que los usuarios ingresen.