La fragmentación es una técnica tomada de las bases de datos tradicionales, adaptada para optimizar el rendimiento de la cadena de bloques. Básicamente, este método consiste en dividir toda la cadena de bloques en varias secciones más pequeñas, denominadas «fragmentos», que funcionan de forma individual pero simultánea. Cada fragmento funciona como una minicadena de bloques, capaz de procesar transacciones y contratos inteligentes de forma independiente. En un sistema típico, todos los nodos de una red blockchain deben procesar cada transacción. En cambio, con la fragmentación, cada nodo sólo gestiona las transacciones que pertenecen a un fragmento concreto. Esto reduce la carga de los nodos y aumenta la velocidad en toda la red. ¿Quieres entender realmente cómo funciona el mundo de las criptomonedas y la tecnología que hay detrás? Para todos los entusiastas de la innovación, hemos elaborado la guía esencial: ¿Qué es blockchain? Bitcoin y la revolución de la tecnología blockchain.
Los elementos básicos de la fragmentación son
- División de la red
La cadena de bloques se divide en varios fragmentos independientes. Cada fragmento gestiona un subconjunto de transacciones y datos.
- Procesamiento paralelo
Cada fragmento procesa simultáneamente sus propias transacciones, lo que supone un aumento significativo de la capacidad global de la red.
- Comunicación entre fragmentos
Para que la red permanezca unificada, los fragmentos deben comunicarse entre sí. Así, las transacciones que afectan a varios fragmentos se coordinan para mantener la coherencia y la seguridad.
- Capa central de coordinación (por ejemplo, la cadena Beacon en Ethereum)
Una cadena maestra controla la actividad de todas las balizas, sincronizando toda la red y garantizando la seguridad general.
Ventajas de la fragmentación
La fragmentación puede revolucionar la forma en que las cadenas de bloques gestionan la escalabilidad. Estas son las principales ventajas que aporta esta tecnología:
- Mayor escalabilidad
Gracias al procesamiento en paralelo, las blockchains fragmentadas pueden gestionar un volumen mucho mayor de transacciones por segundo (TPS) en comparación con las arquitecturas tradicionales.
- Mayor velocidad
Al reducir la congestión y el procesamiento concurrente, las confirmaciones de transacciones son mucho más rápidas, lo que se traduce en una experiencia de usuario más agradable.
- Menores requisitos de hardware
Cada nodo almacena y procesa sólo los datos relevantes para su propia participación. Esto hace que la participación en la red sea más accesible al tiempo que se mantiene la descentralización.
- Eficiencia energética
Al optimizar el procesamiento de datos, la fragmentación puede reducir el consumo de energía por transacción, especialmente en blockchains que utilizan mecanismos de tipo PoW.
Retos y riesgos
Aunque la fragmentación promete una mayor escalabilidad, su aplicación conlleva sus propios retos:
- Complejidad de la implementación
La creación de un sistema de fragmentación sólido requiere cambios arquitectónicos importantes. La gestión de la cooperación entre fragmentos es un reto técnico difícil.
- Seguridad de los fragmentos
Dividir la red en varios fragmentos más pequeños puede aumentar la vulnerabilidad a los ataques, como el del 1%. Para combatir este problema, los validadores suelen asignarse a los fragmentos de forma aleatoria y rotatoria.
- Sincronización entre los shards
La coordinación de las transacciones que implican a varios dardos es una de las partes más complejas de este sistema. El protocolo utilizado debe garantizar la coherencia de los datos entre los shards sin comprometer la seguridad.
- Adopción general
Dado que la fragmentación implica un rediseño completo, la adopción de la tecnología en las redes existentes puede retrasarse.
La fragmentación en la práctica
Un ejemplo de blockchain que implementa la fragmentación es Ethereum, concretamente tras la transición a Proof of Stake (PoS), Ethereum está trabajando en la implementación de Danksharding con el objetivo de aumentar significativamente la capacidad de transacción a miles de TPS.
Otros proyectos que utilizan esta tecnología son
- Near Protocol – Utiliza modelos de sharding para permitir que las aplicaciones descentralizadas escalen fácilmente.
- Polkadot – El proyecto permite la interconexión entre múltiples blockchains escalables a través de una forma avanzada de sharding.
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