El "problema de escalabilidad" en la tecnología blockchain se refiere al desafío de aumentar la capacidad de una red para manejar un mayor volumen de transacciones simultáneamente. Este problema se origina en el diseño de blockchains tradicionales como Bitcoin y Ethereum, que no fueron inicialmente construidas para procesar transacciones tan rápidamente o en tanta cantidad como los sistemas de procesamiento de transacciones financieras convencionales.

En blockchain, las transacciones se agrupan en bloques, y estos bloques se añaden a la cadena en orden secuencial. El tamaño de cada bloque y el tiempo que se tarda en verificar y añadir un bloque a la cadena (tiempo de bloque) limitan el número de transacciones que se pueden procesar por segundo. Por ejemplo, Bitcoin puede procesar aproximadamente 7 transacciones por segundo (tps), mientras que Ethereum puede manejar aproximadamente 15 tps. En contraste, las compañías de tarjetas de crédito como Visa pueden procesar miles de transacciones por segundo.

La congestión de la red en blockchain ocurre cuando hay un alto volumen de transacciones esperando ser procesadas, lo que lleva a tiempos de transacción más lentos y tarifas más altas. Esta congestión puede disuadir a los usuarios de usar la red para transacciones pequeñas y cotidianas, ya que el costo y el tiempo pueden volverse imprácticos. La alta congestión también puede afectar la capacidad de adopción de la blockchain para usos convencionales, ya que tanto las empresas como los individuos buscan métodos de transacción eficientes y rentables. Abordar este problema es crucial para la futura escalabilidad y usabilidad de las tecnologías blockchain.

Se han propuesto e implementado varias soluciones para abordar el problema de escalabilidad:

Aumentar el tamaño del bloque: Al aumentar el tamaño de los bloques, se pueden incluir más transacciones en cada bloque. Sin embargo, esto puede llevar a tiempos de descarga y sincronización más largos, centralizando potencialmente la red alrededor de nodos con mayor poder de procesamiento.

Soluciones de Capa 2 vs. Fuera de la cadena: Las soluciones de Capa 2 (L2) son protocolos construidos sobre la blockchain de capa base (Capa 1) para mejorar su escalabilidad y eficiencia. Aunque facilitan transacciones más rápidas y económicas al manejarlas en una capa separada, no son estrictamente "fuera de la cadena" ya que todavía dependen de los mecanismos de seguridad y descentralización de la blockchain subyacente. Su objetivo es procesar transacciones de una manera que complemente la blockchain principal en lugar de operar completamente fuera de ella.

Red Lightning: La Red Lightning está a menudo asociada con conceptos de soluciones fuera de la cadena o de Capa 2 debido a su papel en facilitar transacciones de Bitcoin más rápidas y eficientes. Sin embargo, se describe más acertadamente como un protocolo de pago de "segunda capa" que opera sobre una blockchain (como Bitcoin) para permitir transacciones instantáneas. La distinción radica en su diseño y operación específicos, que implican la creación de una red de canales de pago entre usuarios que no necesitan ser liquidados inmediatamente en la blockchain, por lo tanto, no es una Capa 2 en el contexto de cómo se definen las L2 para Ethereum con rollups como Optimism y Arbitrum.

Sharding: Este método implica dividir la blockchain en piezas más pequeñas y manejables, o "shards," cada una capaz de procesar transacciones de forma independiente. Esto puede aumentar significativamente la capacidad general de la red.

El problema de escalabilidad es un problema crítico que necesita ser resuelto para que las blockchains se vuelvan viables para aplicaciones globales a gran escala, como pagos, gestión de la cadena de suministro y verificación de identidad. A medida que la tecnología evoluciona, siguen surgiendo nuevas soluciones y mejoras, abordando las limitaciones de las infraestructuras actuales de blockchain.

Equilibrar la descentralización y la escalabilidad en la cadena de bloques es crucial. La descentralización garantiza la seguridad y reduce el riesgo de puntos únicos de fallo, mientras que la escalabilidad mejora la capacidad de la red para procesar transacciones. Sin embargo, aumentar la escalabilidad puede llevar a la centralización si menos entidades más poderosas controlan la mayoría de la red. El desafío radica en expandir las capacidades de transacción de la red sin comprometer su naturaleza descentralizada. Para ello, se están explorando soluciones que incluyen protocolos de Capa 2 y fragmentación, cada uno ofreciendo diferentes enfoques para mantener el equilibrio entre estos dos aspectos esenciales.