En un mundo cada vez más digital, la gestión de grandes volúmenes de datos ha ganado centralidad. Necesitamos enviar, recibir, manipular y almacenar toneladas de gigas y hacerlo con total seguridad. Las preocupaciones sobre la privacidad de los datos y la propiedad de los datos han causado un gran descontento público. Un pequeño grupo de organizaciones posee y controla los datos privados de miles de millones de usuarios sin poder opinar sobre ellos.
En medio de este creciente descontento de los usuarios, Blockchain se ha convertido en la solución perfecta. Almacena datos de forma descentralizada con total propiedad e inmutabilidad del usuario.
El cofundador de Queppelin, el Sr. Prafulla Mathur, discutió el concepto de blockchain con gran detalle en este podcast. En términos simples, explica blockchain, su componente básico y sus atributos como inmutabilidad, descentralización y protección de la privacidad.
Con un enfoque especial, explica cómo emplea blockchain tres niveles de seguridad: nivel de bloque, nivel de cadena y nivel de red. Para los seres curiosos, el podcast es un excelente punto de partida y una mina de oro de ideas.
Tenga la seguridad de que este blog también abordará el concepto básico de la tecnología blockchain para una comprensión básica. Sin embargo, nuestro enfoque principal estará en las capas de la cadena de bloques. Entonces, para comprender cuáles son las diferentes capas en un ecosistema de cadena de bloques y cómo interactúan y funcionan, siga leyendo.
Lo primero es lo primero, ¿qué es blockchain? Una breve introduccion
En pocas palabras, una cadena de bloques es una base de datos digital que almacena datos en orden cronológico, es decir, los datos se almacenan en bloques y cada bloque está vinculado a un bloque almacenado antes que él, formando así una cadena de bloques.
Los eslabones de esta cadena virtual se forman mediante una función hash criptográfica. Es decir, cada bloque está representado por un hash, cuyo valor está determinado por los datos almacenados. El bloque almacena su propio hash y el hash del bloque anterior, formando así una cadena.
Por lo tanto, cualquier manipulación del bloque cambiará el hash de ese bloque. Esto interrumpirá la cadena, ya que el siguiente bloque de la cadena apuntará al hash anterior.
Además, la siguiente es una lista de características de blockchain que la convierten en una tecnología altamente confiable:
- Inmutable – La tecnología blockchain es inmutable y una vez que se almacenan los datos, nunca se pueden cambiar.
- Repartido– Los datos en la cadena de bloques se almacenan de forma distribuida y cada nodo de la red tiene su propia base de datos que actualizan regularmente sobre la base del consenso.
- descentralizado – No existe una autoridad central que controle la plataforma blockchain. Es operado y mantenido por los nodos participantes.
- Seguro – La cadena de bloques ofrece una plataforma segura para el almacenamiento de datos, ya que los datos son inmutables y se distribuyen a través de la red con múltiples nodos que los almacenan. Además, utiliza cifrado para garantizar la seguridad de los datos.
- Consenso – Blockchain opera sobre una base de consenso, es decir, al menos el 51% de todos los participantes deben estar de acuerdo sobre la validez del registro antes de que pueda agregarse a la base de datos.
Ahora llegamos a nuestro tema principal, la capa de la cadena de bloques. Estas capas funcionan en conjunto para formar un ecosistema seguro y protegido para la gestión de datos y se expanden desde el procesamiento de back-end hasta la interfaz de usuario de front-end. La siguiente sección analiza cada una de estas capas y su función en el ecosistema de la cadena de bloques.
Capas de blockchain: la historia detrás
Como las capas están conectadas de una manera que representa el viaje del usuario mientras usa las aplicaciones basadas en blockchain, será apto para entenderlo solo desde su perspectiva. Entonces, tomemos un ejemplo.
Imagina que quieres transferir algo de dinero a tu socio comercial. Para esto, abre su billetera digital, ingresa el monto, ingresa la clave pública del receptor, su clave privada y otra información, y envía el dinero.
Este proceso de pago pasa por múltiples capas de la cadena de bloques. Comprenderá mejor este proceso cuando lo desglosemos.
Como puedes ver, la billetera digital es la aplicación que usas para enviar dinero; esta es la capa de aplicación. Aquí es donde los usuarios interactúan con la cadena de bloques. Luego ingresa detalles como claves públicas y privadas; estos datos se almacenan en el capa de datos.
Más adelante, cuando envía el dinero, va al servidor de cadena de bloques más cercano, que es uno de los nodos de la red de cadena de bloques. Esta es la capa de red. Aquí, todos esos datos se almacenan y operan de forma distribuida.
Estos nodos se comunican entre sí para verificar y validar la información que ingresó e intentar llegar a un consenso con la mayoría de los nodos. Este es el capa de consenso.
Si el consenso así alcanzado lo favorece, la transacción ocurre y el monto se refleja en la billetera de su socio comercial.
Todo esto lo facilita el hardware, que consiste en los dispositivos físicos y equipos que participan en el proceso. Esta es la capa de hardware o infraestructura. Espero que este ejemplo aclare el aire alrededor de las capas de blockchain y su papel crucial en el ecosistema.
Su importancia también se destaca por el hecho de que una configuración ideal de blockchain no tiene una única autoridad de control. Esto hace que sea difícil mantener la seguridad. Además, estas diferentes capas aseguran la escalabilidad de la configuración.
La escalabilidad es la capacidad de una plataforma blockchain para manejar un volumen cada vez mayor de datos y atender a una audiencia más amplia en todo el mundo.
Por ahora, pasemos a los detalles de la capa.
Como vimos en el ejemplo anterior, hay al menos cinco capas que componen una infraestructura blockchaincada uno de los cuales actúa como un componente de infraestructura distinto con una función específica.
- capa de hardware
- capa de datos
- Capa de red
- capa de consenso
- Capa de aplicación,
Sin embargo, algunos expertos también lo dividen en siete capas, con la adición de dos capas entre la capa de Consenso y la capa de Aplicación. Estas son capas opcionales y tienen los nombres:
- capa inceptiva
- capa de contrato
Comenzando con una discusión de los roles en todas estas capas.
Capa de hardware o infraestructura
Esta es la capa superior de la infraestructura de la cadena de bloques. La cadena de bloques opera en una arquitectura cliente-servidor y una configuración de red de igual a igual. Por lo tanto, los nodos de la red trabajan juntos para administrar una base de datos de forma segura, y esta capa incorpora todos los componentes de hardware de estos nodos.
Estos nodos se conectan entre sí para formar una red peer-to-peer altamente reconocida. Esta disposición de red facilita la distribución de datos y la descentralización y proporciona los recursos para requisitos informáticos potentes.
Capa de datos
La capa de datos es la segunda capa que representa la base de datos en la red. Blockchain es principalmente un libro de contabilidad digital que registra transacciones digitales y las almacena en forma de bloques. La capa de datos es donde se crean y almacenan los bloques junto con otros datos relevantes.
Entonces, en el ejemplo anterior, cuando ingresó su clave privada, el sistema lo reconoció comparándola con la clave privada en su base de datos. Esto, sin embargo, no significa que su información sea pública y nadie pueda ver la cantidad de dinero que está enviando y recibiendo.
Como sabemos, a todos los participantes en la red blockchain se les proporciona una clave pública y una clave privada. En el momento de la transacción, los datos se cifran utilizando la clave pública del receptor para que solo el receptor pueda descifrar el mensaje, también utilizando su clave privada.
Volviendo, una vez que se completa la transacción, todos los detalles relacionados se almacenan en la capa de datos en forma de bloques. En la segunda sección de este blog, discutimos cómo la cadena de bloques almacena datos en forma de bloques. Si te lo perdiste, consúltalo.
Pasando a la tercera capa.
Capa de red
La capa de red es responsable de la coordinación entre nodos en una cadena de bloques. Admite la comunicación y la sincronización entre los nodos de la red, lo que facilita la propagación y el descubrimiento de bloques en la red para el almacenamiento distribuido. por eso es también conocida como la capa de propagación.
La capa de red es crucial para mantener la configuración de igual a igual en la que los nodos comparten la carga de trabajo. La capa de red admite la creación de consenso en la capa de consenso de la cadena de bloques.
Capa de consenso
Dado que blockchain opera en un sistema basado en el consenso, la capa de consenso es muy importante. La capa ejecuta un protocolo para ayudar a los pares a llegar a un acuerdo sobre si agregar un bloque o no.
Todos y cada uno de los bloques primero se validan y acuerdan con la mayoría de los nodos antes de que se agreguen a la cadena.
Entiéndelo así: cuando un nodo nomina un bloque, todos los demás nodos del bloque lo someten a votación. Validan el bloque refiriéndose a la base de datos con ellos, y si pasa el escrutinio, el bloque se agrega a la cadena de bloques.
Hay varias formas de llegar a un consenso, como Prueba de trabajo (PoW), Prueba de participación (PoS), Prueba de tiempo transcurrido (PoET) y Prueba de depósito (PoD). Sin embargo, dos de los más destacados son PoW y PoS.
Otro podcast del Sr. Prafulla Mathur analiza muy bien el concepto de PoS. Échale un vistazo abajo.
Capa de aplicación
La capa de aplicación es donde Contratos inteligentes y dApps correr. Este es el front-end orientado al usuario, como también vimos en nuestro ejemplo. La aplicación de billetera digital en ese ejemplo es la aplicación que se ejecuta sobre esta capa para ayudar a los usuarios a interactuar y usar la cadena de bloques.
La UI/UX de dicha aplicación es como cualquier otra aplicación que hayamos usado hasta ahora. La diferencia radica en el almacenamiento, la operación y la gestión de los datos en el back-end. Algunos ejemplos son aplicaciones de redes sociales, navegadores web, aplicaciones Defi, plataformas NFT, etc.
Capas adicionales opcionales
Como también mencionamos anteriormente, algunos expertos también sugieren dos capas adicionales además de las cinco básicas. Estas son la capa de Incentivo y la capa de Contrato.
Capa de incentivos
A medida que los nodos trabajan arduamente para mantener un sistema a prueba de fallas y en pleno funcionamiento a través de procesos de validación y consenso, reciben una compensación a cambio, y la capa de incentivos, que viene después de la capa de consenso, se encarga de estas compensaciones.
La capa define los tipos de incentivos disponibles en la red y la cantidad mínima de tarifas de transacción necesarias para realizar tales acciones.
Capa de contrato
La capa de contrato viene justo antes de la capa de aplicación y especifica cómo funcionará una aplicación de servicio, el tipo de información a la que puede acceder y cómo puede acceder.
Capas funcionales
Ahora que hemos discutido la capa de infraestructura en gran detalle, es hora de que discutamos algunos términos que dividen estas capas en función de su funcionalidad. Estos son
- Capa 0
- Capa 1
- Capa 2
- Capa 3
Capa 0
La capa 0 es la propia cadena de bloques y consta de toda la infraestructura subyacente y la arquitectura de redes. Esto incluye Internet, protocolos, mecanismo de consenso, hardware y otros equipos para establecer y mantener la red blockchain.
Esto puede promocionarse como la “red de cadenas de bloques” que permite que varias redes de Capa 1, como Ethereum y Bitcoin, se comuniquen, funcionen y ejecuten la interoperabilidad entre cadenas y sienta las bases para la escalabilidad futura.
Capa 1
Mientras que la capa 0 tenía más que ver con la infraestructura, la capa 1 tiene que ver con la funcionalidad, por lo que también se la denomina capa de implementación. La capa 1 combina las funciones computacionales y de consenso de la red blockchain.
Se encarga del mecanismo de consenso, el lenguaje de codificación y las reglas de gobierno de la red blockchain, entre otros. De hecho, los diversos casos de uso destacados que vemos de la cadena de bloques, como Bitcoin, Ethereum y Solana, pertenecen solo a esta capa.
Sin embargo, el alcance de la escalabilidad se reduce en esta capa debido al gran volumen de operaciones que se producen en ella.
Capa 2
La capa 2 es para ayudar a la capa 1 con problemas de escalabilidad. Dado que aumentar la escalabilidad significa agregar más nodos a la red, esto genera complejidades más allá de un cierto umbral e incluso puede obstruir la red. Por otro lado, agregar nodos también es importante para descentralizar la red.
Por lo tanto, la Capa 2 es la solución de terceros desarrollada para asistir a la Capa 1. Maneja transacciones y autenticaciones y se comunica continuamente con la Capa 1 para descongestionarla mientras logra la descentralización.
Capa 3
La capa 3 se parece más a la capa de aplicación que maneja contratos inteligentes y dApps. Esta capa actúa como una interfaz de usuario, así como la interfaz entre las aplicaciones del mundo real y la capa subyacente de la red blockchain. Por lo tanto, ayuda a simplificar la experiencia del usuario al trabajar con la Capa 1 y la Capa 2.
Las funciones de la capa 3 incluyen la operatividad entre y dentro de la cadena, incluidos los intercambios descentralizados, las aplicaciones de participación, el aprovisionamiento de liquidez, etc.
Conclusión
Blockchain es una tecnología innovadora que ofrece soluciones a algunas de las exigencias globales más apremiantes. Para los usuarios, ofrece seguridad a sus datos y facilita su propiedad. Para las empresas, crea un entorno sin confianza sin la intermediación de terceros y un entorno empresarial predecible a través de contratos inteligentes.
Sin embargo, como vimos en el blog anterior, es una configuración compleja ya que múltiples capas interactúan entre sí para producir el resultado deseado. Estas capas se encargan de diferentes responsabilidades mientras se coordinan entre sí para resolver el clásico trilema de blockchain de escalabilidad, seguridad y descentralización. Por lo tanto, comprender estas capas ayuda a las empresas a alinear mejor la cadena de bloques con sus objetivos comerciales y a tomar decisiones comerciales tecnológicamente sólidas.
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