¿Qué es la fragmentación de cifrado y cómo funciona?

Hemos presenciado un crecimiento increíble en el cripto industria, especialmente cuando se considera lo recién llegada que es al antiguo mundo de las finanzas. Como cadena de bloques Si bien la adopción se acelera en finanzas, juegos, logística e identidad digital, persiste un problema crítico: la escalabilidad.

 

Las cadenas de bloques más utilizadas en la actualidad, como Bitcoin y Ethereum Tienen dificultades para procesar grandes volúmenes de transacciones de forma rápida y económica. Para solucionar esto, los desarrolladores de blockchain están recurriendo a una potente solución derivada de los sistemas de bases de datos tradicionales.fragmentación.

 

En este artículo, en Toobit Academy exploraremos qué es la fragmentación de criptomonedas, cómo funciona y por qué se la considera una piedra angular para la escalabilidad futura de la cadena de bloques.

¿Qué es la fragmentación?

La fragmentación es una técnica que divide los datos y la carga de trabajo de una cadena de bloques en secciones más pequeñas y manejables llamadasfragmentosCada fragmento funciona como una cadena de bloques semiindependiente que procesa un subconjunto específico de las transacciones y contratos inteligentes de la red.

 

En lugar de exigir que cada nodo de la red almacene y procese cada transacción (como ocurre con las cadenas de bloques tradicionales), la fragmentación permite que cada nodo gestione solo una parte de los datos totales. Esto reduce drásticamente los requisitos de procesamiento y almacenamiento de cada nodo, a la vez que permite que la red procese múltiples transacciones en paralelo.

El origen del concepto

No se equivoquen, si bien la fragmentación existe en el ámbito de las criptomonedas, no es algo exclusivo de la cadena de bloques.

 

Se originó en el mundo de las bases de datos, donde los sistemas debían gestionar enormes cantidades de datos en servidores distribuidos. En esos sistemas, la fragmentación consistía en dividir una base de datos en partes más pequeñas para mejorar el rendimiento y reducir la latencia.

 

La fragmentación de blockchain simplemente adapta este concepto a las redes descentralizadas.

¿Por qué es necesaria la fragmentación en la cadena de bloques?

La escalabilidad es uno de los problemas del "trilema de la cadena de bloques", junto con la seguridad y la descentralización, que debe equilibrarse al diseñar sistemas de cadena de bloques eficaces. Las cadenas de bloques tradicionales priorizan la descentralización y la seguridad, pero a menudo sacrifican velocidad y rendimiento como resultado.

 

Tomemos Ethereum como ejemplo.

 

Anteriormente, Ethereum solo podía gestionar entre 15 y 30 transacciones por segundo (TPS). Si bien esto podía ser suficiente para casos de uso sencillos en aquel momento, se quedaba muy corto para aplicaciones globales como las finanzas descentralizadas (DeFi), los tokens no fungibles (NFT) y los juegos de blockchain.

 

En momentos de congestión de la red, los usuarios experimentan altas comisiones de gas y largos tiempos de espera para las transacciones. Gracias a la fragmentación, Ethereum podrá procesar entre 20 000 y 100 000 transacciones por segundo.

 

Por eso es inimaginable que, sin mejoras de escalabilidad, la adopción masiva se vuelva imposible. La fragmentación soluciona este problema al permitir que las cadenas de bloques procesen muchas transacciones.en paralelo, en lugar de secuencialmente.

¿Cómo funciona la fragmentación?

Para comprender cómo funciona la fragmentación en el contexto de la cadena de bloques, es necesario profundizar en cómo se organizan las redes y cómo se comparten los datos entre los nodos. Veamos esto:

 

• Creando fragmentos

El primer paso en la fragmentación es dividir la red blockchain enmúltiples fragmentosCada fragmento puede mantener su propio libro de contabilidad y estado. En lugar de tener una única cadena de bloques que procesa cada transacción, ahora existen múltiples cadenas más pequeñas (fragmentos) que funcionan simultáneamente.

 

Por ejemplo, si una cadena de bloques se divide en 10 fragmentos, cada uno puede procesar un grupo diferente de transacciones de forma independiente. Esto significa que la red puede procesar potencialmente 10 veces más transacciones a la vez.

 

• Asignación y validación de nodos

Los nodos de la red se asignan aleatoriamente a diferentes fragmentos. Cada nodo es responsable de almacenar datos y validar transacciones dentro de su fragmento asignado. Esto reduce drásticamente la cantidad de datos que cada nodo necesita procesar y almacenar, haciendo que la red sea más ligera e inclusiva, permitiendo que más participantes ejecuten nodos completos sin necesidad de hardware de nivel empresarial.

 

Para evitar comportamientos maliciosos, los nodos pueden reorganizarse periódicamente entre fragmentos usando aleatoriedad criptográfica, lo que garantiza que ningún grupo de nodos pueda coludirse dentro de un fragmento durante mucho tiempo.

 

• Comunicación entre fragmentos

Los fragmentos no operan de forma aislada. Para que el sistema funcione como una red unificada, debe existir una forma segura y eficiente de que los fragmentos se comuniquen entre sí.

 

Imagine una aplicación descentralizada (dApp) en el Fragmento A que necesita interactuar con un contrato inteligente en el Fragmento B. Esto requiere un protocolo de comunicación entre fragmentos, normalmente gestionado por un mecanismo de coordinación central. En el caso de Ethereum, se trata de la Beacon Chain, que rastrea el estado de todos los fragmentos y ayuda a coordinar a los validadores.

 

Por lo tanto, la comunicación entre fragmentos sigue siendo uno de los aspectos técnicamente más complejos de la fragmentación y es objeto de investigación activa. ¡Ojalá podamos aprender más sobre ello en el futuro!

Beneficios de la fragmentación en blockchain

 

La fragmentación aporta un par de beneficios a la cadena de bloques. Analicémoslos a continuación:

 

• Escalabilidad mejorada

Al paralelizar el procesamiento de transacciones, la fragmentación aumenta drásticamente la cantidad de transacciones que una red puede manejar por segundo.

 

• Costos más bajos

A medida que disminuye la congestión de la red y el espacio en bloques se vuelve más disponible, es probable que las tarifas de transacción (gas) disminuyan significativamente, lo que hará que la red sea más accesible para los usuarios cotidianos.

 

• Preservación de la descentralización

La fragmentación permite que los nodos participen en la red sin necesidad de almacenar la cadena de bloques completa, lo que permite un conjunto más amplio de participantes y ayuda a preservar la descentralización.

 

• Eficiencia energética y de recursos

Al reducir la carga de trabajo en cada nodo, la fragmentación disminuye los requisitos computacionales y de almacenamiento, mejorando la eficiencia energética en toda la red.

 

Desafíos y riesgos de la fragmentación

 

Si bien no se puede negar que la fragmentación ofrece importantes beneficios, también introduce nuevos desafíos técnicos y de seguridad.

 

• Complejidad entre fragmentos

Como mencionamos anteriormente, garantizar la consistencia de los datos y la firmeza de las transacciones entre fragmentos es complejo. Una comunicación entre fragmentos mal diseñada puede generar vulnerabilidades de seguridad, como filtraciones de datos o experiencias de usuario fragmentadas.

 

• Compensaciones en materia de seguridad

Con menos nodos en cada fragmento, los fragmentos individuales pueden ser más vulnerables aataques de colusiónLas asignaciones aleatorias de validadores y la reorganización periódica ayudan a mitigar este riesgo, pero es un equilibrio delicado.

 

• Gastos generales del desarrollador

Es posible que los desarrolladores necesiten diseñar dApps que tengan en cuenta el manejo de datos entre fragmentos, lo que puede aumentar la complejidad y reducir la componibilidad, especialmente en DeFi, dónde contratos inteligentes a menudo están profundamente interrelacionados.

 

Reflexiones finales

La fragmentación representa una de las soluciones de escalabilidad más prometedoras en el mundo blockchain actual. Al dividir el trabajo entre componentes paralelos más pequeños, la fragmentación permite que las redes escalen sin sacrificar la descentralización ni la seguridad, un logro crucial para la viabilidad a largo plazo.

 

A medida que plataformas como Ethereum siguen integrando la fragmentación en su arquitectura central, es probable que veamos una nueva era de aplicaciones blockchain más rápidas, económicas y capaces de soportar casos de uso reales a gran escala. Sin embargo, hacer realidad esta visión requerirá investigación continua y pruebas rigurosas.

 

En definitiva, la fragmentación no es una solución mágica, sino más bien una pieza fundamental del rompecabezas. La fragmentación ayudará a que la tecnología blockchain evolucione, pasando de ser una simple innovación experimental a una capa de infraestructura general para el mundo digital y todos sus habitantes.

 

¡Eso es todo por esta semana en Toobit Academy! Esperamos que hayan disfrutado de este artículo. Para más consejos de trading, análisis de estrategias y fundamentos de las criptomonedas, no olviden consultarAcademia Toobit— su centro de referencia para mejorar sus conocimientos en el mundo de los activos digitales.