Rompiendo el aislamiento de las islas Blockchain: una explicación detallada de cómo la tecnología entre cadenas da forma a un mundo criptográfico abierto e interconectado

A partir de ahora, ¿cuántas cadenas de bloques públicas (L1 y L2) hay?

Puede resultar difícil para cualquiera responder inmediatamente a esta pregunta con precisión. Según DefiLlama, actualmente existen 225 cadenas públicas registradas, sin olvidar numerosas emergentes e inéditas. Es seguro decir que el mundo de las criptomonedas es un universo caótico compuesto por múltiples cadenas de bloques. En este mundo criptográfico de cadenas múltiples, cada cadena de bloques tiene sus características tecnológicas, soporte comunitario, herramientas de desarrollo y ecosistema únicos. Por ejemplo, existen cadenas públicas POW lideradas por Bitcoin, cadenas públicas basadas en EVM como Ethereum junto con numerosas L2, cadenas públicas distintivas de alta velocidad como Solana y cadenas públicas basadas en Move representadas por Aptos y Sui. De hecho, esta diversidad ofrece más posibilidades para aplicaciones descentralizadas (DApps) e innovación financiera. Sin embargo, también trae consigo una serie de desafíos.

La interoperabilidad, el intercambio de activos e información entre diferentes cadenas de bloques, se ha convertido en una cuestión urgente que hay que abordar. En el pasado, los diferentes sistemas blockchain estaban aislados entre sí y cada uno albergaba una gran cantidad de activos y datos, pero no podían interactuar de manera efectiva con otras cadenas. Este fue un obstáculo importante para lograr un mundo criptográfico verdaderamente descentralizado. Para abordar este problema, surgió la tecnología entre cadenas, que busca romper estos aislamientos y permitir un intercambio fluido de activos e información entre diferentes sistemas blockchain. Para los desarrolladores y usuarios, la tecnología entre cadenas significa no sólo mayor liquidez y opciones, sino también un mundo blockchain más abierto e interconectado. Este artículo explorará por qué necesitamos tecnología de cadena cruzada, sus conceptos centrales, categorización, métodos de implementación y desafíos, así como también cómo da forma a nuestro futuro mundo criptográfico.

Parte 1: La necesidad de tecnología entre cadenas

¿Es realmente necesaria la tecnología entre cadenas para lograr un futuro blockchain genuinamente descentralizado e interconectado? Muchas personas pueden tener respuestas diferentes. Influidos por una serie de incidentes de seguridad en el campo de las cadenas cruzadas, algunos se han vuelto escépticos y asocian automáticamente las cadenas cruzadas con "pseudoproposiciones" o "trampas". Ésta es a la vez la tragedia de estos individuos y de toda la industria. Sin embargo, es innegable que la coexistencia de múltiples cadenas es la estructura actual del mercado, y con el creciente número de cadenas públicas y Layer2 (Rollups), así como sus ecosistemas que maduran gradualmente, la tecnología cross-chain inevitablemente se convertirá en un requisito fundamental en el estructura actual del mercado. Puede encontrar la respuesta en los dos aspectos siguientes:

En primer lugar, la interoperabilidad se ha convertido en un problema cada vez más evidente. Entre las más de 225 cadenas públicas, cada una puede tener sus aplicaciones, activos y usuarios específicos. Sin embargo, si el valor creado en estas cadenas no puede transferirse a otras, su potencial quedará gravemente limitado. Este problema va más allá del comercio de activos e involucra datos, lógica e interoperabilidad de aplicaciones.

Este es el problema de la “isla” al que se enfrenta el mundo blockchain actual. Estas islas son ricas en recursos, pero debido a su aislamiento, no pueden utilizarlos plenamente. Imagínese si las principales plataformas de Internet no pudieran comunicarse entre sí; nuestra experiencia en línea se vería enormemente disminuida. La situación en blockchain es similar.

En segundo lugar, la liquidez de los activos es el núcleo de cualquier sistema financiero. En el mundo financiero tradicional, los activos pueden fluir libremente entre bolsas, bancos e instituciones financieras. Sin embargo, en el ámbito actual de blockchain, la liquidez de los activos en diferentes cadenas está restringida. Esto no sólo afecta la experiencia comercial de los usuarios, sino que también limita el desarrollo futuro de las finanzas descentralizadas (DeFi).

Por lo tanto, ya sea que se considere la interoperabilidad o la liquidez de los activos, existe una necesidad práctica de tecnología entre cadenas, incluidos los puentes tradicionales entre cadenas de activos (Bridge) y los protocolos de interoperabilidad (Protocolo de interoperabilidad). En las siguientes secciones, intentaremos categorizar todas las soluciones entre cadenas desde una perspectiva técnica e introduciremos estas dos categorías por separado para una mejor comprensión.

Parte 2: Categorización de soluciones entre cadenas

La tecnología entre cadenas se ha desarrollado rápidamente en los últimos años, proporcionando una variedad de métodos para resolver los problemas de interacción entre cadenas. Estas soluciones de cadena cruzada se pueden clasificar de manera diferente según varias dimensiones. Aquí, presentamos un marco de análisis entre cadenas propuesto por el fundador de Connext, Arjun Bhuptani, que clasifica los protocolos de interoperabilidad (puentes entre cadenas) según sus métodos de verificación de mensajes en tres categorías principales: verificado nativo, verificado externamente y verificado localmente.

Nativo verificado

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(Fuente: Connext, Arjun Bhuptani)

En el modelo Native Verified, un cliente ligero o nodo de la cadena de origen se ejecuta en la cadena de destino para verificar los mensajes de la cadena de origen. La principal ventaja de este método es su alta confiabilidad y descentralización. Dado que la lógica de verificación del cliente ligero es idéntica a la lógica de verificación de bloques de otros tipos de nodos, proporciona un mecanismo robusto de verificación entre cadenas.

Un papel clave en este mecanismo es el Head Relayer, responsable de transmitir la información del encabezado del bloque de la cadena de origen al cliente ligero en la cadena de destino para su verificación. Los desafíos de este método incluyen su dependencia del mecanismo de consenso subyacente y su posible complejidad, especialmente a medida que aumenta el número de cadenas involucradas.

Los proyectos que adoptan la verificación nativa incluyen Cosmos IBC, Near Rainbow Bridge, Snowbridge, etc. La entrada/salida acumulada también es una forma de verificación nativa.

Verificado externamente

(Fuente: Connext, Arjun Bhuptani)

Los métodos verificados externamente implican la introducción de un conjunto externo de validadores para verificar los mensajes entre cadenas. Este grupo normalmente consta de varias entidades y los validadores pueden adoptar diversas formas, como sistemas de computación multipartitas (MPC), oráculos, grupos multifirma, etc. La clara ventaja de este enfoque es su alta escalabilidad, ya que se puede extender fácilmente a cualquier blockchain (los puentes que utilizan verificación externa actualmente dominan el espacio de puentes entre cadenas).

Sin embargo, es importante tener en cuenta que introducir un conjunto externo de validadores también significa introducir nuevos supuestos de seguridad. La seguridad en este modelo está determinada por el nivel de seguridad más bajo entre la Cadena A, la Cadena B y los validadores externos, lo que potencialmente aumenta la vulnerabilidad del sistema.

Ejemplos de protocolos verificados externamente incluyen Wormhole (Portal Bridge), Axelar, Chainlink CCIP, Multichain y, fundamentalmente, LayerZero también adopta un enfoque de verificación externa.

Verificado localmente

(Fuente: Connext, Arjun Bhuptani)

A diferencia de los métodos anteriores, la verificación local, también conocida como verificación entre pares, se centra en la verificación directa entre las partes que realizan la transacción. Este método a menudo implica un contrato Hash Time Locked (HTLC), donde las partes pueden verificar mutuamente las transacciones de cada una. Dado que las partes que realizan transacciones suelen tener intereses económicos en conflicto, la posibilidad de colusión se reduce significativamente.

Una ventaja notable de este método es su naturaleza descentralizada y su alta confiabilidad para las partes que realizan la transacción. Sin embargo, enfrenta desafíos, como la necesidad de que ambas partes estén en línea simultáneamente y su incapacidad para admitir la transferencia general de datos entre cadenas (lo que significa que la verificación local solo es adecuada para puentes Swap, principalmente puentes de activos entre capas de Ethereum).

Ejemplos típicos de verificación local incluyen Connext, cBridge, Hop, etc.

En resumen, cada uno de estos tres métodos tecnológicos de cadena cruzada tiene sus ventajas y limitaciones y representa solo una dimensión de clasificación. La elección del método en la práctica depende de los requisitos específicos de la aplicación, las consideraciones de seguridad y la naturaleza de las cadenas involucradas. A medida que el campo de las criptomonedas continúa desarrollándose, esperamos enfoques más innovadores para abordar los desafíos en las interacciones entre cadenas.

Parte 3: Transmisión de mensajes entre cadenas y entre cadenas de activos

Habiendo introducido los conceptos básicos y las clasificaciones de las soluciones entre cadenas, profundicemos en las diferencias entre la transmisión de mensajes entre cadenas y entre cadenas de activos.

Cadena cruzada de activos

La cadena cruzada de activos permite que los activos digitales migren sin problemas de una cadena de bloques a otra. Es la aplicación entre cadenas más común y popular y resuelve un problema central: cómo representar y utilizar los mismos activos en diferentes cadenas. Los principios de funcionamiento comunes de la cadena cruzada de activos incluyen:

Bloqueo y menta

El método más común en el proceso de transferencia de activos entre cadenas es lock-and-mint. En pocas palabras, cuando los activos pasan de la cadena de origen a la cadena de destino, quedan bloqueados en la cadena de origen y "acuñados" en la cadena de destino. (Mecanismos similares incluyen grabar y canjear, que no se detallará aquí debido a limitaciones de espacio. Un ejemplo típico es el método de cadena cruzada adoptado por el emisor del USDC, Circle).

(Fuente de la imagen: web3edge, @0xPhillan)

Por ejemplo, cuando BTC se utiliza como token en Ethereum, el BTC original se bloquea y se genera una cantidad equivalente de tokens Wrapped Bitcoin (WBTC) en Ethereum. Esto garantiza que la oferta total de BTC permanezca sin cambios, preservando así la escasez del activo. Además de WBTC, algunos puentes oficiales de Ethereum Layer2, como Polygon Bridge y Arbitrum Bridge, y el Rainbow Bridge que conecta Ethereum con el ecosistema Near, también utilizan un mecanismo de bloqueo y acuñación/quema.

Swaps de fondos de liquidez

Los swaps de fondos de liquidez implican el uso de un fondo de liquidez especial para facilitar las transacciones entre cadenas. Los usuarios depositan sus activos de una cadena en el fondo de liquidez y retiran un valor equivalente de activos del fondo de otra cadena. La ventaja de este método es que ofrece transacciones e intercambios rápidos, pero puede generar tarifas, ya que los proveedores de liquidez (LP) generalmente esperan un retorno de la liquidez que ofrecen.

(Fuente de la imagen: web3edge, @0xPhillan)

En términos de mecanismo, los riesgos de seguridad de tales puentes entre cadenas recaen principalmente en los LP. Si se piratea el pool, se podría robar la liquidez proporcionada por los LP. El desequilibrio en el fondo de liquidez también puede conducir a la evaporación del valor de los activos entre cadenas, transmitiendo la crisis a los usuarios de todas las cadenas. Los puentes entre cadenas que utilizan grupos de liquidez incluyen ThorSwap, Hop Exchange, Synapse Bridge, entre otros.

Intercambios atómicos

Los swaps atómicos permiten a dos partes intercambiar activos directamente sin intermediarios. Utilizan contratos Hash Time Locked (HTLC) para garantizar que el intercambio sea "atómico", lo que significa que la transacción se ejecuta por completo o no se ejecuta en absoluto. En los puentes entre cadenas de intercambio atómico, se accede a los activos a través de claves privadas. Si una de las partes actúa maliciosamente, la otra puede recuperar sus activos a través del bloqueo de tiempo (que se abre después de un tiempo específico) sin necesidad de una confianza centralizada de terceros. Los proyectos típicos que utilizan intercambios atómicos incluyen Connext, cBridge y otros.

(Fuente de la imagen: web3edge, @0xPhillan)

Mensajería entre cadenas

A diferencia de los activos entre cadenas, los mensajes entre cadenas involucran no solo activos sino todo tipo de información transferida de una cadena a otra, como llamadas de contratos y actualizaciones de estado.

Sincronización de estados

Un método común de mensajería entre cadenas es mediante la sincronización de estados. Esto significa que el estado de una cadena o una parte de ella está sincronizado con otra cadena. Por ejemplo, la cadena de retransmisiones de Polkadot es responsable de sincronizar los estados de sus distintas paracaídas.

Escucha y respuesta a eventos

Cuando ocurre un evento (como una confirmación de transacción o una llamada de contrato inteligente) en una cadena, se puede configurar otra cadena para escuchar estos eventos y responder según sea necesario. Por ejemplo, ChainBridge de ChainSafe utiliza este método para manejar mensajes entre cadenas.

De hecho, ya sea que se trate de encadenamiento cruzado de activos o de mensajes entre cadenas, el desafío principal es garantizar la integridad, la seguridad y la puntualidad de la información. A medida que avance la tecnología, seguirán surgiendo nuevas soluciones entre cadenas, que brindarán un soporte más sólido y flexible para la interoperabilidad en un entorno de múltiples cadenas.

Parte 4: Desafíos de la tecnología de cadenas cruzadas**

• A medida que la tecnología blockchain se desarrolla y madura, la tecnología entre cadenas se ha convertido en un importante foco de investigación. Su objetivo es facilitar el intercambio fluido de activos y datos entre diferentes cadenas de bloques. Sin embargo, lograr este objetivo no es sencillo. De manera análoga a la "trinidad imposible" en las cadenas de bloques individuales, existe un "trilema de dificultades" en el ámbito de la interoperabilidad entre cadenas.
• Según un marco propuesto por Arjun Bhuptani, cualquier solución entre cadenas puede satisfacer como máximo dos de los tres criterios siguientes:
• • Extensibilidad: admite el paso de mensajes arbitrarios.
• • Desconfianza: No introduce nuevos supuestos de confianza.
• • Generalizabilidad: se puede adaptar fácilmente a más blockchains.

(Fuente: Connext, Arjun Bhuptani)

Cuando es imposible cumplir los tres criterios simultáneamente, se deben hacer concesiones y equilibrios, que pueden ser más complejos en relación con las cadenas de bloques individuales. Estos incluyen compensaciones entre seguridad y confianza, uniformidad y diversidad, activos envueltos y activos nativos, entre otros. Estos son los desafíos que la tecnología entre cadenas debe abordar a medida que continúa evolucionando. Varios proyectos de puentes entre cadenas intentan optimizar o incluso superar estos trilemas desde diferentes ángulos, con el objetivo de lograr el mayor rendimiento general.

Parte 5: Resumen y perspectivas

La tecnología de cadenas cruzadas es un área clave en el desarrollo de blockchain, incluso considerada el santo grial del campo. Es vital para romper el “aislamiento” de la cadena de bloques y lograr la interconectividad entre múltiples cadenas. Desde el encadenamiento cruzado de activos hasta el encadenamiento cruzado de mensajes, todos los desarrolladores de Web3 se esfuerzan por lograr un ecosistema blockchain unificado y colaborativo.

Sin embargo, como se mencionó, la tecnología entre cadenas todavía enfrenta muchos desafíos. Pero con una investigación más profunda y avances tecnológicos, esperamos superar estos desafíos y lograr un ecosistema entre cadenas más seguro, eficiente y fluido.

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