¿Qué es Layer 1 en blockchain?

Resumen

Layer 1 designa una red blockchain fundamental (como Bitcoin, Ethereum o Solana) y su infraestructura central. Estas blockchains de Layer 1 pueden validar y finalizar transacciones por sí mismas, sin depender de redes externas. Sin embargo, la mejora de la escalabilidad en Layer 1 resulta especialmente compleja, como demuestran las limitaciones continuas de Bitcoin. Para superar estos retos, los desarrolladores han creado protocolos Layer 2 que se apoyan en la red Layer 1 para seguridad y consenso. Un ejemplo destacado es la Lightning Network de Bitcoin: permite a los usuarios operar fuera de la cadena y registrar más tarde los resultados finales en la blockchain principal.

Introducción

Layer 1 y Layer 2 son conceptos fundamentales para entender la arquitectura de blockchains, proyectos y herramientas de desarrollo. Si alguna vez te has preguntado cómo se relacionan las soluciones de escalabilidad o cómo interactúan los diferentes ecosistemas blockchain, comprender la estructura por capas te dará la perspectiva clave.

¿Qué es Layer 1?

Una red Layer 1 es la blockchain base. Protocolos como Bitcoin, Ethereum o Solana y otras blockchains públicas líderes se consideran Layer 1. Se denominan así porque son la red principal de sus respectivos ecosistemas. Las soluciones fuera de la cadena y de Layer 2 se desarrollan encima de estas cadenas principales.

Un protocolo es Layer 1 si procesa y finaliza transacciones directamente en su propia blockchain. Las redes Layer 1 también emiten tokens nativos, que los usuarios emplean para pagar comisiones y participar en la validación de la red. Estas redes funcionan de manera autónoma y no dependen de otras blockchains para sus operaciones principales.

Escalabilidad en Layer 1

La escalabilidad eficiente es uno de los retos más significativos para las redes Layer 1. Blockchains como Bitcoin han tenido problemas para procesar transacciones rápidamente en épocas de mucha demanda. El consenso Proof of Work (PoW) de Bitcoin requiere mucha potencia computacional para garantizar seguridad y descentralización.

Si bien PoW aporta una gran descentralización y seguridad, estas redes se ralentizan mucho bajo cargas elevadas de transacciones. Así, los tiempos de confirmación crecen y las comisiones aumentan. El equilibrio entre seguridad, descentralización y escalabilidad (el llamado trilema blockchain) sigue siendo un desafío esencial.

Los desarrolladores siguen buscando y debatiendo nuevas estrategias de escalabilidad. Para escalar Layer 1, las principales alternativas son:

1. Aumentar el tamaño del bloque: procesar más transacciones por bloque, aunque esto puede restar descentralización a la red.

2. Cambiar el mecanismo de consenso: migrar de Proof of Work a Proof of Stake, como en el caso de la actualización de Ethereum para mejorar eficiencia y capacidad.

3. Implementar sharding: fragmentar la base de datos para que la red se divida en segmentos menores que puedan procesar transacciones en paralelo.

Las mejoras en Layer 1 son complejas, requieren trabajo intensivo y suponen renuncias entre propiedades clave de la red. No siempre hay consenso sobre los cambios propuestos, lo que puede provocar divisiones comunitarias o hard forks, como ha ocurrido en la historia de las blockchains.

SegWit

SegWit (Segregated Witness) de Bitcoin es una actualización de escalabilidad Layer 1 muy reconocida. Mejoró el rendimiento reorganizando el almacenamiento de datos en los bloques, al eliminar las firmas digitales de las entradas de las transacciones. Así se logró espacio para más transacciones por bloque, sin sacrificar la seguridad. SegWit se implementó como soft fork compatible hacia atrás, de forma que los nodos que no se actualizan pueden seguir procesando transacciones, manteniendo la compatibilidad de la red durante el proceso.

¿Qué es el sharding en Layer 1?

El sharding es una solución de escalabilidad Layer 1 concebida para aumentar el volumen de transacciones. Divide el libro mayor distribuido en varios shards, repartiendo la red y los nodos para distribuir la carga y acelerar el procesamiento. Cada shard gestiona una parte de la actividad, con transacciones, nodos y bloques propios.

Con el sharding, los nodos individuales no necesitan almacenar toda la blockchain. Cada nodo envía su trabajo a la cadena principal, informando del estado de sus datos, como saldos o métricas clave. Este modelo reduce mucho la carga computacional de los nodos, mientras que la comunicación entre shards mantiene la seguridad de la red.

Layer 1 vs. Layer 2

No todas las mejoras pueden implementarse de forma eficiente en Layer 1. Por limitaciones técnicas y la necesidad de preservar descentralización y seguridad, algunos cambios resultan extremadamente difíciles o imposibles de realizar en la cadena principal. Por ejemplo, pasar a Proof of Stake exige mucho desarrollo y pruebas exhaustivas para no comprometer la estabilidad.

Algunas aplicaciones no pueden funcionar eficazmente en Layer 1 por limitaciones de escalabilidad. Un juego blockchain, por ejemplo, puede ser inviable en ciertas redes Layer 1 por la lentitud de las transacciones y las comisiones elevadas. Sin embargo, pueden desear aprovechar la seguridad y descentralización de Layer 1. Por ello, la solución es construir sobre Layer 1 usando un protocolo Layer 2.

Lightning Network

Las soluciones Layer 2 se desarrollan sobre redes Layer 1 y dependen de ellas para finalizar transacciones. Lightning Network, construida sobre Bitcoin, es el ejemplo más representativo. Cuando la red de Bitcoin se congestiona, las transacciones pueden tardar mucho en procesarse. La Lightning Network permite pagos rápidos de Bitcoin fuera de la cadena y reporta los saldos finales después en la cadena principal. Así, se agrupan varios pagos en una sola transacción on-chain, lo que ahorra tiempo y recursos y mantiene la seguridad mediante pruebas criptográficas.

Ejemplos de blockchains Layer 1

Con el concepto de Layer 1 claro, repasemos algunos ejemplos destacados. Hay una gran variedad de blockchains Layer 1, cada una diseñada para casos de uso distintos y afrontando el trilema de descentralización, seguridad y escalabilidad de manera singular.

Elrond

Elrond, lanzada en 2018, es una blockchain Layer 1 que aplica sharding para lograr alto rendimiento y escalabilidad. Puede procesar más de 100 000 transacciones por segundo (TPS), muy por encima de las redes tradicionales. Entre sus principales características están el consenso Secure Proof of Stake (SPoS) y el Adaptive State Sharding.

El Adaptive State Sharding divide y fusiona los shards según la actividad de los usuarios. La arquitectura completa, incluido el estado y el procesamiento de transacciones, está fragmentada. Los validadores rotan entre shards, lo que reduce el riesgo de que actores maliciosos controlen un shard concreto.

El token EGLD de Elrond se utiliza para tasas de transacción, despliegue de aplicaciones descentralizadas y recompensas a validadores en el consenso. La red tiene la certificación Carbon Negative, compensando más CO2 del que genera con Proof of Stake.

Harmony

Harmony es una red Layer 1 que emplea Effective Proof of Stake (EPoS) y sharding nativo. Su mainnet opera con cuatro shards que crean y validan bloques de forma paralela. Cada shard avanza de manera independiente, permitiendo alturas de bloque distintas en la red.

La estrategia de Harmony prioriza la compatibilidad cross-chain. Puentes trustless conectan con blockchains principales, permitiendo swaps de tokens sin los riesgos de custodia de los puentes centralizados. La hoja de ruta de escalabilidad subraya DAO y pruebas de conocimiento cero.

Con DeFi orientándose cada vez más hacia la integración multi-chain y cross-chain, la capacidad de interconexión de Harmony es un gran activo. La infraestructura NFT, herramientas DAO y puentes de protocolo son objetivos clave de desarrollo.

El token ONE de Harmony sirve para tasas, staking y gobernanza. Validadores y stakers que colaboran en la red obtienen recompensas por bloque y tasas de transacción.

Celo

Celo, red Layer 1 bifurcada de Go Ethereum (Geth) en 2017, ha introducido cambios clave como Proof of Stake y un sistema de direcciones único. El ecosistema Celo Web3 cubre DeFi, NFT y pagos, con más de 100 millones de transacciones confirmadas. Es especialmente relevante que Celo permite usar números de teléfono o emails como claves públicas, facilitando el acceso a blockchain. La cadena opera en ordenadores normales, sin hardware específico.

El token CELO es el activo utilitario para transacciones, seguridad de la red y recompensas. La red soporta varias stablecoins (cUSD, cEUR y cREAL), cuyo valor se mantiene con mecanismos similares a DAI de MakerDAO. Cualquier activo de Celo puede servir para pagar transacciones con stablecoins, ofreciendo flexibilidad.

El sistema de direcciones y las stablecoins de Celo buscan facilitar el uso de criptomonedas y promover la adopción masiva. Al abordar la volatilidad y complejidad, Celo reduce barreras y acerca la blockchain a las finanzas convencionales.

THORChain

THORChain es un DEX Layer 1 cross-chain y permissionless construido con Cosmos SDK. Utiliza el protocolo de consenso Tendermint para validar transacciones. Su objetivo principal es habilitar liquidez descentralizada entre cadenas sin activos anclados o envueltos, que añaden riesgos y complejidad al inversor multi-chain.

THORChain funciona como gestor descentralizado de bóvedas, gestionando depósitos y retiros en varias blockchains. Así, proporciona liquidez descentralizada y elimina los riesgos de intermediarios centralizados. RUNE es el token nativo, usado para tasas, gobernanza, depósitos de seguridad y validación.

El sistema Automated Market Maker (AMM) utiliza RUNE como par base, permitiendo intercambiar RUNE por cualquier activo soportado. Así, THORChain actúa como DEX cross-chain, con RUNE como activo de liquidación y seguridad para los pools.

Kava

Kava es una blockchain Layer 1 que combina la velocidad y la interoperabilidad de Cosmos con el ecosistema de desarrollo de Ethereum. La red Kava utiliza un diseño "co-chain": blockchains separadas para los entornos EVM y Cosmos SDK. Gracias a Inter-Blockchain Communication (IBC) en la co-chain Cosmos, los desarrolladores pueden lanzar DApps que funcionan en Cosmos y Ethereum.

Kava emplea el consenso Proof of Stake de Tendermint para una alta escalabilidad en la co-chain EVM. Con el apoyo de KavaDAO, la red ofrece incentivos on-chain y transparentes para recompensar a los 100 proyectos más activos en cada co-chain, según la actividad de usuarios.

KAVA es el token nativo de utilidad y gobernanza, junto con USDX, una stablecoin anclada al USD. KAVA se utiliza para tasas y staking de validadores que aseguran la red. Los usuarios pueden delegar KAVA a validadores para participar en las emisiones. Stakers y validadores participan también en la gobernanza y las reglas de la red.

IoTeX

IoTeX es una blockchain Layer 1 lanzada en 2017 enfocada en la integración de blockchain e Internet of Things (IoT). Esta propuesta otorga a los usuarios control sobre los datos de sus dispositivos, impulsando DApps, activos y servicios respaldados por máquinas. Mediante la protección de datos personales en la blockchain, los usuarios logran verdadera propiedad digital.

El modelo integrado hardware-software de IoTeX permite controlar privacidad y datos sin perder usabilidad. Su sistema MachineFi posibilita ganar activos digitales con datos del mundo real, abriendo un nuevo paradigma de propiedad de datos.

IoTeX ha lanzado productos como Ucam y Pebble Tracker. Ucam es una cámara de seguridad avanzada para el hogar con monitorización privada y remota. Pebble Tracker es un GPS inteligente 4G que recopila datos ambientales (temperatura, humedad, calidad del aire) y de localización en tiempo real.

A nivel arquitectónico, IoTeX soporta varios protocolos Layer 2 sobre su cadena. La plataforma ofrece herramientas para crear redes personalizadas que usan IoTeX para liquidar transacciones. Estas subcadenas pueden interactuar y compartir información a través de IoTeX, permitiendo soluciones específicas para IoT. La moneda IOTX se emplea en tasas, staking, gobernanza y validación.

Conclusión

El ecosistema blockchain actual reúne una amplia variedad de redes Layer 1 y protocolos Layer 2, cada uno diseñado para retos y objetivos concretos de escalabilidad. Distinguir entre ambos es clave para navegar el sector. Al analizar nuevos proyectos, sobre todo los enfocados en interoperabilidad e integración cross-chain, comprender la arquitectura de Layer 1 y Layer 2 aporta el contexto técnico imprescindible para evaluaciones sólidas.

FAQ

¿Qué es Layer 1 en blockchain y cuál es su función principal?

Layer 1 es la capa principal de blockchain que almacena datos, valida transacciones y ejecuta smart contracts. Su función es establecer la infraestructura base de la red.

¿Cuáles son las diferencias entre blockchains Layer 1 y Layer 2?

Layer 1 es la red base donde se realizan todas las transacciones directamente, como Bitcoin o Ethereum. Layer 2 son redes secundarias construidas sobre Layer 1 para mejorar escalabilidad y velocidad, gestionando transacciones fuera de la cadena para reducir la carga de la red base.

¿Cuáles son ejemplos populares de blockchains Layer 1?

Entre los ejemplos más conocidos de blockchains Layer 1 están Bitcoin, Ethereum y Binance Smart Chain. Otros destacados son Cardano, Solana, Avalanche, Polkadot, Algorand y NEAR Protocol.

¿Qué ventajas y desventajas tienen las blockchains Layer 1?

Layer 1 proporciona alta seguridad y descentralización, pero suele sufrir lentitud y limitaciones de escalabilidad. Las comisiones pueden aumentar en periodos de congestión. Ventajas: control total. Inconvenientes: menor capacidad operativa frente a Layer 2.

¿Por qué los blockchains Layer 1 afrontan retos de escalabilidad?

Las blockchains Layer 1 encuentran problemas de escalabilidad por la descentralización, lo que causa congestión y comisiones más altas en los picos de actividad, limitando velocidad y capacidad de procesamiento.

¿Cómo garantiza Layer 1 la seguridad y descentralización?

Layer 1 asegura la seguridad mediante una red distribuida de nodos que validan las transacciones y evitan el control centralizado. Mecanismos de consenso como Proof of Work o Proof of Stake refuerzan la seguridad, y la gobernanza descentralizada impide que una sola entidad controle la red.