El papel de las cadenas de capa 1 en blockchain

La tecnología blockchain a menudo se describe como una pila de capas, cada una con un propósito único. La Capa 0, generalmente referida como la blockchain de blockchains, sirve como la infraestructura de hardware base de la jerarquía blockchain. Justo encima de la Capa 0 están las Capas 1, 2 y 3.

En esta guía, exploraremos las funcionalidades centrales y la utilidad de las cadenas de Capa 1. Comencemos.

¿Qué es una blockchain de capa 1?

La definición de capa 1

Una cadena de Capa 1 (o “L1”) es la red fundamental de un ecosistema blockchain que gestiona independientemente la ejecución de transacciones, la validación de datos y los mecanismos de consenso. Las L1 operan independientemente de otras blockchains y contienen varios componentes que trabajan juntos para proporcionar descentralización, seguridad y usabilidad.

• Nodos de red – Computadoras en todo el mundo que almacenan copias de la blockchain y se comunican entre sí
• Capa de consenso – Reglas sobre cómo los nodos acuerdan qué es válido (como la minería de Bitcoin o el staking de Ethereum)
• Capa de datos – Almacena todo el historial de la blockchain para que las transacciones pasadas no puedan ser cambiadas o manipuladas.
• Capa de transacción—Esta capa maneja transferencias de tokens y contratos inteligentes para asegurar que solo se ejecuten según las reglas de la red.
• Capa de aplicación – Esta capa es la interfaz para aplicaciones descentralizadas (dApps), plataformas DeFi y otros servicios blockchain.
• Tokens nativos – Estas son las monedas que impulsan la blockchain. Los tokens se utilizan para pagar tarifas de transacción, recompensar a los validadores y facilitar la participación en la gobernanza.

Ethereum, Solana y Bitcoin son ejemplos de cadenas de Capa 1, todas con su arquitectura de seguridad, tokens nativos y mecanismos de consenso.

Cómo difiere la capa 1 de la capa 2

Las redes de Capa 1 forman la base, mientras que la Capa 2 se construye sobre esta base para corregir limitaciones como la velocidad, el costo y la eficiencia. Así es como se comparan las dos:

Característica	Capa 1 (L1)	Capa 2 (L2)
Dependencia	Opera independientemente como la blockchain principal	Construida sobre una red de Capa 1
Procesamiento de transacciones	Todas las transacciones se procesan directamente en la blockchain principal	Las transacciones se manejan off-chain, luego se agrupan* y se finalizan en L1
Velocidad	Más lento porque todos los nodos deben validar cada transacción	Mucho más rápido con requisitos de validación reducidos
Costo	Tarifas más altas, especialmente durante la demanda pico	Tarifas más bajas debido al procesamiento off-chain y la agrupación eficiente*
Seguridad	Se asegura a sí misma a través de su propio consenso	Hereda la seguridad de la red de Capa 1 subyacente
Escalabilidad	Cambios en el protocolo base, como el aumento del tamaño del bloque o un cambio en el mecanismo de consenso, pueden mejorar la escalabilidad	Implican el uso de redes o servicios off-chain para mejorar la escalabilidad

*La agrupación significa combinar muchas transacciones pequeñas en una y enviarlas a la blockchain principal como una sola entrada en lugar de procesarlas individualmente.

Por qué las capas 1 se llaman la capa base

Las cadenas de Capa 1 se llaman la “capa base” porque sirven como la capa fundamental para el ecosistema blockchain, sobre la cual se construyen otras capas y aplicaciones. Las cadenas L1 proporcionan servicios centrales como la validación de transacciones, el consenso y la seguridad, y generalmente no dependen de otra red subyacente. 

Funciones centrales de las cadenas de capa 1

Validación de transacciones y seguridad

Las blockchains de Capa 1 son el mecanismo fundamental para validar y registrar transacciones directamente en la blockchain. Cada transacción se examina rigurosamente por autenticidad y legitimidad antes de ser agregada permanentemente al libro distribuido. 

Este proceso es esencial para prevenir actividades fraudulentas, como el doble gasto o la manipulación del historial de transacciones. Las blockchains de capa 1 establecen así una base segura y confiable para los sistemas descentralizados.

Mecanismos de consenso (PoW vs PoS)

Cada L1 tiene un mecanismo de consenso en su núcleo. Estos mecanismos, como la Prueba de Trabajo (PoW) o la Prueba de Participación (PoS), definen cómo se validan y acuerdan las transacciones. Por ejemplo, Bitcoin utiliza el mecanismo de consenso de Prueba de Trabajo (PoW); los mineros deben intentar resolver un problema criptográfico (un acertijo matemático) para validar una transacción. Ethereum, por otro lado, utiliza el mecanismo de consenso de Prueba de Participación (PoS); los validadores bloquean tokens para validar transacciones y asegurar la red.

Economía de tokens nativos (por ejemplo, ETH, BTC, SOL)

Cada capa 1 tiene un token nativo que impulsa su ecosistema. Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) y Solana (SOL) son ejemplos destacados. Estos tokens se utilizan para pagar las tarifas de transacción, incentivar a los validadores o mineros y mantener la seguridad de la red. También forman la base económica para las aplicaciones construidas en la blockchain.

Implementación de contratos inteligentes (Ethereum, Solana, Avalanche)

Blockchains como Ethereum, Avalanche y Solana no están diseñadas solo para manejar transacciones. Admiten la implementación de contratos inteligentes, lo que significa que los desarrolladores pueden lanzar aplicaciones descentralizadas (dApps), protocolos DeFi, proyectos NFT y otros servicios Web3 directamente en la cadena. Estas redes han evolucionado hasta convertirse en entornos de desarrollo integrales en lugar de simples libros contables de transacciones.

*¿Qué es un contrato inteligente? Piense en él como un programa automatizado que ejecuta acciones específicas en la blockchain cuando se cumplen ciertas condiciones.

Ejemplos de principales blockchains de capa 1

Bitcoin: La capa 1 original para pagos

Bitcoin, lanzado en 2009, es la primera y más utilizada blockchain de capa 1. Fue diseñado como una moneda digital descentralizada y un sistema de pagos entre pares sin bancos ni intermediarios. Las transacciones se registran en un libro mayor público y son validadas por mineros mediante Prueba de Trabajo, donde los mineros compiten para resolver acertijos complejos y ganan recompensas en Bitcoin por asegurar la red.

Ethereum: El pionero de los contratos inteligentes

Ethereum revolucionó la blockchain al introducir los contratos inteligentes, lo que hizo posible construir dApps en la cadena. Lanzado en 2015, Ethereum se ha convertido en la base para DeFi, NFTs, DAOs y ecosistemas Web3. Ethereum también tiene su propia criptomoneda, Ether, y se ha convertido en la segunda plataforma blockchain más grande del mundo por capitalización de mercado.

Solana: L1 de alto rendimiento para velocidad y dApps

Solana está diseñada para un alto rendimiento y transacciones de bajo costo, capaz de procesar miles de transacciones por segundo. Logra esto mediante un modelo híbrido de Prueba de Participación (PoS) y Prueba de Historia (PoH), que proporciona un ordenamiento preciso del tiempo de las transacciones. 

Avalanche: Subredes y cadenas personalizadas

A través de su arquitectura de subredes, Avalanche proporciona un marco de Capa 0, que permite a los desarrolladores y empresas lanzar blockchains personalizables adaptadas a casos de uso específicos. Estas subredes pueden tener sus propios modelos de gobernanza y tokens, lo que hace que Avalanche sea especialmente atractivo para empresas que necesitan flexibilidad. 

Con su rápida finalización de transacciones (en unos segundos) y tarifas bajas, Avalanche se ha posicionado como competidora de Ethereum tanto para la adopción de DeFi como de blockchain empresarial.

Polkadot y Cosmos: Capas 1 centradas en la interoperabilidad

Polkadot y Cosmos tienen la interoperabilidad como su característica principal. Polkadot conecta blockchains especializadas, llamadas parachains, a su cadena de retransmisión principal, permitiendo que compartan seguridad y se comuniquen entre sí. 

Por el contrario, Cosmos utiliza el protocolo de Comunicación Inter-Blockchain (IBC) para vincular blockchains independientes entre sí. Ambos tienen como objetivo resolver el “problema del silo” en la blockchain creando un ecosistema donde múltiples blockchains puedan interactuar sin problemas, intercambiar activos y compartir datos.

Los desafíos de las blockchains de capa 1

Limitaciones de escalabilidad y capacidad de procesamiento

Las blockchains de capa 1 a menudo tienen dificultades para procesar un alto volumen de transacciones por segundo (TPS). Por ejemplo, Bitcoin maneja aproximadamente 7 TPS, y Ethereum maneja 15–30 TPS en su capa base. Compare esto con los sistemas de pago tradicionales como Visa, que procesa alrededor de 1,700 TPS en operaciones normales con una capacidad máxima de 65,000 TPS, y esos números para las L1 están lejos de lo necesario para sistemas de pago a escala global o una adopción masiva. 

Han surgido varias intervenciones para abordar este desafío, incluidas soluciones on-chain (L1) como el sharding, hard forks y actualizaciones del mecanismo de consenso (como el cambio de Ethereum de proof-of-work a proof-of-stake), así como soluciones off-chain (L2) como rollups, agrupación y la Lightning Network.

Altas tarifas de gas y congestión de la red

Cuando la demanda de la red aumenta, los costos de transacción pueden volverse prohibitivamente caros. Los usuarios de Ethereum experimentaron esto en primera persona durante el Verano de DeFi en 2020 y el auge de los NFTs de 2021, cuando acciones simples como intercambiar tokens o comprar un NFT podían costar entre 50 y 200+ dólares en tarifas de gas. Estos altos costos efectivamente excluyeron a los usuarios más pequeños y llevaron a muchos a buscar alternativas como Binance Smart Chain o nuevas soluciones de Capa 2 como Arbitrum y Polygon, que procesan transacciones de manera más económica construyendo sobre Ethereum.

Compensaciones entre seguridad y descentralización

Bitcoin y Ethereum mantienen la seguridad y la confianza al involucrar a miles de participantes descentralizados en el consenso, pero esto ralentiza la velocidad de las transacciones. 

En contraste, Binance Smart Chain ofrece transacciones más rápidas y baratas, pero depende de un conjunto de validadores mucho más pequeño (alrededor de 21), lo que plantea preguntas sobre la centralización y el riesgo de censura. Este pequeño grupo de validadores podría coludirse o ser presionado para bloquear transacciones específicas, haciendo que la red sea vulnerable al control centralizado.

Preocupaciones sobre la eficiencia energética y la sostenibilidad

La minería de Proof-of-Work de Bitcoin ahora consume aproximadamente 187 TWh de electricidad por año, aproximadamente equivalente al uso anual de energía de Tailandia y alrededor del 0,6% del consumo global de electricidad. Esto ha atraído una creciente crítica de grupos ambientales y reguladores.

En respuesta a estas preocupaciones, Ethereum completó “The Merge” en 2022, cambiando de Prueba de Trabajo a Prueba de Participación y reduciendo su consumo de energía en más del 99%. Sin embargo, este cambio ha generado nuevos debates sobre si la red está predispuesta a un aumento de la centralización como contrapartida por la sostenibilidad. Con un mecanismo de consenso de Prueba de Participación, los grandes pools de staking podrían concentrar potencialmente el control de la red.

Capa 1 vs capa 2: Diferencias clave

Liquidación, seguridad y finalización

• Capa 1: La blockchain base (por ejemplo, Bitcoin, Ethereum) es responsable de validar transacciones, mantener el libro mayor y asegurar el consenso. El asentamiento y la finalización ocurren directamente on-chain, lo que significa que las transacciones registradas aquí se consideran la “fuente de verdad” definitiva.
• Capa 2: Construida sobre la Capa 1, la Capa 2 hereda las garantías de seguridad y asentamiento de la capa base pero procesa transacciones off-chain en pequeños lotes. Los resultados se agrupan más tarde y se devuelven a la Capa 1 para el asentamiento final.

Arbitrum y Optimism ejecutan miles de transacciones fuera de la cadena, pero los resultados se liquidan periódicamente en la red principal de Ethereum.

Costo y velocidad de las transacciones

• Capa 1: El espacio de bloque limitado significa que una alta demanda conduce a tarifas más altas y confirmaciones más lentas. Por ejemplo, las tarifas de gas se disparan durante los picos de actividad de NFTs o DeFi en Ethereum, haciendo que las transacciones pequeñas sean poco prácticas.
• Capa 2: Al manejar transacciones off-chain o agruparlas, las L2 reducen los costos drásticamente y aceleran el procesamiento. En lugar de competir directamente por el espacio de bloque L1, los usuarios se benefician de los asentamientos agregados.

Un intercambio que podría costar más de $30 en gas en la capa 1 de Ethereum puede costar menos de $1 en Arbitrum. De manera similar, la Red Lightning de Bitcoin permite pagos instantáneos con tarifas casi nulas en comparación con la cadena base de Bitcoin, que es más lenta y costosa.

Ejemplos de combinaciones L1/L2 (Ethereum + Arbitrum/Optimism, Bitcoin + Red Lightning)

• Ethereum + Arbitrum/Optimism: Ethereum está proporcionando seguridad y asentamiento. Arbitrum y Optimism (rollups) proporcionan escalabilidad ejecutando las transacciones off-chain y luego asentando de nuevo en Ethereum.
• Bitcoin + Lightning Network: Bitcoin ofrece un asentamiento seguro e inmutable, y la Lightning Network permite micropagos rápidos off-chain, que se pueden usar para cosas cotidianas como propinas o un pago minorista.
• Polygon (Cadena PoS) + Ethereum: Polygon ofrece transacciones más rápidas y baratas con puentes a Ethereum, lo que la convierte en una solución de escalado híbrida de Capa 2/sidechain.

El futuro de las cadenas de capa 1

Hoja de ruta de Ethereum y fragmentación

Ethereum inicialmente planeaba utilizar la fragmentación (sharding), dividiendo la blockchain en cadenas paralelas más pequeñas para aumentar la velocidad de las transacciones. Sin embargo, este enfoque se abandonó cuando las rollups de capa 2 (soluciones que procesan transacciones fuera de la cadena) demostraron ser más efectivas para la escalabilidad.

En cambio, Ethereum adoptó una estrategia centrada en rollups. El objetivo es hacer que Ethereum sea la capa base más segura mientras proporciona almacenamiento de datos barato para rollups. Este nuevo enfoque se llama danksharding – no divide Ethereum en shards de procesamiento de transacciones, sino que aumenta la cantidad de datos de rollup que la red puede manejar eficientemente.

El primer paso, proto-danksharding (EIP-4844), se lanzó el 13 de marzo de 2024, con la actualización Dencun. Introdujo “blobs” – una forma más barata de almacenar datos de rollup, lo que ya ha reducido las tarifas de Capa 2 entre 10 y 100 veces.

Con el tiempo, Ethereum expandirá la capacidad de blobs e implementará completamente danksharding, apuntando a más de 100.000 transacciones por segundo a través de rollups manteniendo la descentralización y la seguridad.

Crecimiento de los ecosistemas multicadena

El espacio blockchain se está desplazando hacia redes especializadas en lugar de depender de una sola cadena para hacerlo todo. Bitcoin actúa como oro digital para las instituciones. Ethereum lidera DeFi con más de 90 mil millones de dólares en valor total bloqueado (TVL), Solana impulsa juegos y NFTs de ritmo rápido, y Avalanche atrae a empresas con subredes personalizables.

Los principales protocolos como Aave y Uniswap ya no están limitados a una sola blockchain. En cambio, operan en varias redes simultáneamente, permitiendo a los usuarios elegir dónde interactuar. En Polygon, se benefician de tarifas bajas; en Solana, obtienen una ejecución más rápida; y en Ethereum, ganan máxima seguridad y descentralización. En la práctica, un usuario podría almacenar riqueza en Bitcoin, obtener rendimientos en Ethereum y jugar juegos en Solana, todo dentro del mismo ecosistema.

Esto crea una economía blockchain más fuerte y eficiente en lugar de forzar a una sola red a manejar simultáneamente seguridad, escalabilidad y bajo costo.

Papel de la interoperabilidad (Puentes entre cadenas, IBC)

A medida que varias blockchains se especializan en diversas funciones, los usuarios necesitan métodos para mover sus activos y datos entre blockchains. Los puentes entre cadenas sirven como autopistas digitales que conectan múltiples redes blockchain. Con un puente entre cadenas, los usuarios pueden transferir tokens desde una blockchain más costosa como Ethereum a blockchains más baratas como Polygon o más rápidas como Solana y volver cuando lo deseen. 

Algunos de los puentes populares son el PoS Bridge de Polygon, que proporciona transferencias de Ethereum a Polygon, mientras que protocolos como la Comunicación Inter-Blockchain (IBC) de Cosmos conectan docenas de blockchains y crean un ecosistema con un enfoque principal. También hay servicios como LayerZero y Wormhole que proporcionan servicios de puente entre cadenas a través de una variedad de redes.

Sin embargo, estos puentes tienen un gran problema: son objetivos principales para los hackers porque mantienen grandes cantidades de criptomonedas. Ataques importantes como el del Puente Ronin ($625M robados) y Wormhole ($320M robados) muestran que la seguridad de los puentes aún está en desarrollo. A pesar de estos riesgos, los puentes siguen siendo esenciales para los usuarios que quieren utilizar las diferentes fortalezas de la blockchain.

Adopción institucional de las redes de capa 1

Bitcoin sigue siendo la capa 1 más adoptada profundamente entre las instituciones. Corporaciones como Strategy (anteriormente MicroStrategy), Metaplanet y MARA Holdings mantienen cantidades significativas de Bitcoin en sus tesorerías, tratándola como “oro digital” y cobertura contra la inflación.

Ethereum también ha mostrado un fuerte impulso institucional. Las empresas públicas poseen casi 966,000 ETH, valorados en aproximadamente $3.5 mil millones. The Ether Machine, Bitmine Immersion Technologies y otros han tomado posiciones fuertes en Ethereum como una alternativa de almacenamiento de valor y una plataforma de finanzas descentralizadas.

Una utilización institucional significativa podría permitir continuamente que las Capas 1 se desarrollen en una infraestructura más fuerte, más segura e integrada a nivel global para las finanzas digitales, con las Capas 2 y los protocolos de interoperabilidad expandiendo sus capacidades.