rendimiento

El throughput en blockchain se refiere a la cantidad de transacciones que una red es capaz de procesar en un periodo de tiempo concreto y se mide normalmente en Transacciones Por Segundo (TPS). Este indicador es fundamental para evaluar el rendimiento de las redes blockchain, ya que determina tanto la experiencia de usuario como la utilidad de la propia red, sirviendo de referencia esencial al analizar la escalabilidad de un sistema blockchain. En el ecosistema de las criptomonedas en constante evolución, la consecución de un throughput elevado se ha consolidado como un objetivo tecnológico clave por el que compiten distintos proyectos blockchain, en especial las cadenas públicas orientadas a soportar aplicaciones comerciales de gran envergadura.

Antecedentes: El origen del throughput

El término throughput procede del ámbito clásico de la informática y la ingeniería de redes, donde se utiliza para medir la capacidad de procesamiento de datos de un sistema. En los primeros años de desarrollo de la tecnología blockchain, el throughput de Bitcoin rondaba las 7 TPS, muy por debajo del de sistemas de pago tradicionales como Visa (que, según fuentes, puede superar las 24 000 TPS). Esta gran diferencia impulsó a los desarrolladores de blockchain a centrarse en la mejora del throughput de la red.

Con la adopción creciente de la tecnología blockchain y la expansión de sus casos de uso —en particular, tras los problemas de congestión en la red de Ethereum provocados por aplicaciones descentralizadas como CryptoKitties en 2017-2018—, las limitaciones del throughput se hicieron cada vez más evidentes. En respuesta, surgieron soluciones como el sharding, las sidechains, los canales de estado, las soluciones de escalado de Capa 2 y el diseño e implementación de nuevas blockchains públicas de alto rendimiento.

A lo largo del tiempo, el throughput ha dejado de ser un simple parámetro técnico para convertirse en un elemento diferencial clave en la competencia entre proyectos blockchain y en un criterio esencial para valorar su utilidad real.

Mecanismo de funcionamiento: ¿Cómo opera el throughput?

El throughput de una red blockchain depende de múltiples factores, entre los que destacan los siguientes:

1. Tamaño y tiempo de bloque: La cantidad de transacciones admitidas por cada bloque (según su tamaño) y la frecuencia de creación de nuevos bloques (según el tiempo de bloque) influyen directamente en el throughput. Aumentar el tamaño de los bloques o reducir su tiempo de generación puede elevar el throughput, pero también incrementa el riesgo de bifurcaciones y los retrasos en la propagación de la red.

2. Eficiencia del algoritmo de consenso: El tipo de mecanismo de consenso empleado afecta de forma decisiva al throughput. Algoritmos como Proof of Work (PoW) suelen tener un rendimiento menor, mientras que Delegated Proof of Stake (DPoS), Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) y otros similares pueden alcanzar un throughput superior.

3. Eficiencia en la verificación y ejecución de transacciones: La complejidad computacional de la verificación de firmas, las actualizaciones de estado, la ejecución de smart contracts y otros procesos condiciona la velocidad de procesamiento.

4. Topología y propagación en la red: La distribución de nodos, el grado de conectividad y los protocolos de propagación de bloques determinan la velocidad de sincronización de bloques y transacciones en toda la red.

5. Limitaciones de hardware: El rendimiento de los dispositivos que ejecutan nodos, el ancho de banda de la red y otros aspectos físicos suponen límites materiales al throughput.

Las estrategias técnicas para mejorar el throughput incluyen tanto optimizaciones on-chain (mejora de algoritmos de consenso, aumento de la capacidad de los bloques) como soluciones de escalado off-chain (Capa 2, sidechains, canales de estado), cada una con sus ventajas, inconvenientes y ámbitos de aplicación adecuados.

Riesgos y desafíos asociados al throughput

Perseguir un throughput elevado sin un enfoque equilibrado puede conllevar los siguientes riesgos y desafíos:

1. Equilibrio entre descentralización y seguridad: Muchas soluciones de alto throughput mejoran el rendimiento a costa de reducir el número de nodos validadores o simplificar el consenso, lo que puede derivar en una mayor centralización y menor seguridad.

2. Crecimiento excesivo del estado: Procesar transacciones a gran velocidad acelera el crecimiento de los datos de estado de la blockchain, lo que incrementa la exigencia de almacenamiento para los nodos completos.

3. Riesgo de partición de la red: Bloques de gran tamaño o una producción de bloques demasiado frecuente pueden aumentar la latencia y elevar el riesgo de particiones temporales de la red.

4. Competencia por recursos: En momentos de alta demanda, los usuarios pueden verse obligados a pagar comisiones más altas para priorizar sus transacciones, elevando así los costes de uso.

5. Compatibilidad entre cadenas: Diferentes niveles de throughput en blockchains interoperables pueden dificultar la sincronización y el emparejamiento de velocidades.

6. Retos de cumplimiento normativo: Un throughput extremadamente alto puede complicar la monitorización de actividades en cadena y el cumplimiento de normativas KYC/AML.

En la práctica, los proyectos blockchain deben buscar un equilibrio adecuado entre throughput, descentralización y seguridad en función de los casos de uso y las exigencias de los usuarios, en lugar de limitarse a maximizar el throughput.

El throughput es un indicador esencial del progreso de la tecnología blockchain hacia la adopción a gran escala y refleja de manera directa la capacidad de escalabilidad dentro del “triángulo imposible” de la blockchain (descentralización, seguridad, escalabilidad). Los avances tecnológicos, junto con la aplicación combinada de optimizaciones de Capa 1 y soluciones de escalado de Capa 2, están elevando progresivamente el throughput real de las redes blockchain, acercándolo al rendimiento de los sistemas centralizados tradicionales. En el futuro, con la madurez de tecnologías punteras como el sharding y la interoperabilidad entre cadenas, se prevé que los sistemas blockchain logren niveles de throughput capaces de responder a las demandas de aplicaciones comerciales a gran escala, manteniendo al mismo tiempo una adecuada descentralización y seguridad, y allanando así el camino para una adopción masiva de la tecnología blockchain.