Por qué Bitcoin necesita capas secundarias

Límites de la capa 1 de Bitcoin

La red de Bitcoin procesa transacciones mediante un mecanismo de consenso descentralizado a nivel global. En intervalos aproximados de 10 minutos, los mineros agrupan las transacciones pendientes en un bloque y lo añaden a la cadena de bloques. Este intervalo fijo, junto con el límite de tamaño de bloque entre 1 y 4 MB, restringe la capacidad de Bitcoin a unas 7 transacciones por segundo, una cifra muy inferior a la necesaria para una infraestructura financiera de alcance mundial.

Estas limitaciones son intencionadas. Bitcoin prioriza de forma deliberada la descentralización y la seguridad, sacrificando la velocidad y la flexibilidad. Su lenguaje de scripting está diseñado expresamente para no ser Turing completo, lo que reduce vulnerabilidades y garantiza un comportamiento predecible y auditado. Sin embargo, esto restringe la programabilidad y dificulta que la red pueda admitir lógicas más complejas o sistemas de mayor rendimiento de forma nativa.

Como resultado, la capa 1 de Bitcoin experimenta elevadas latencias y congestión en períodos de máxima demanda. Cuando el número de transacciones pendientes supera la capacidad de los bloques, los usuarios compiten pagando comisiones más altas para obtener confirmaciones rápidas. Este fenómeno se ha observado en momentos clave como el rally alcista de 2017, el auge de los Ordinals en 2023 y los picos de demanda provocados por los ETF a comienzos de 2025, con tasas que alcanzaron varios cientos de satoshis por byte virtual. Para pagos pequeños o recurrentes—remesas, microtransacciones o compras cotidianas—este entorno de comisiones a menudo hace inviable el uso de Bitcoin.

Si bien el mercado de comisiones resulta esencial para incentivar a los mineros y garantizar la seguridad a largo plazo, también supone un obstáculo para una adopción más amplia. La capa 1 de Bitcoin se mantiene altamente segura y descentralizada, pero presenta limitaciones inherentes en términos de escalabilidad y programabilidad. Estas restricciones han impulsado el desarrollo de soluciones de capa 2, orientadas a ofrecer modelos de transacción más rápidos, económicos y flexibles.

Patrones de diseño de capa 2 en arquitectura blockchain

Las soluciones de capa 2 son protocolos que se ejecutan sobre una red base como Bitcoin. Su finalidad es descargar transacciones del registro principal, sin renunciar a las garantías de liquidación propias de Bitcoin. Para lograrlo, estos sistemas agrupan, comprimen o abstraen los datos transaccionales, de forma que la interacción con la red base se reduce al mínimo imprescindible.

El panorama de diseño de capa 2 en la arquitectura blockchain suele organizarse en varios patrones. Uno es el de los canales de pago, que abren una conexión bidireccional entre usuarios para realizar numerosas transacciones sin registrar cada una de ellas en la cadena base hasta el cierre del canal. Otro patrón es el de las cadenas laterales (sidechains), redes independientes que funcionan en paralelo a la principal y permiten transferencias de activos mediante mecanismos de entrada y salida (peg-in y peg-out).

Los rollups configuran otra categoría; aglutinan muchas transacciones fuera de la cadena y presentan una única prueba comprimida o paquete de datos a la red base. Dependiendo del mecanismo de validación, los rollups se dividen en optimistas o de conocimiento cero. Aunque este diseño se originó en Ethereum, actualmente se está adaptando a Bitcoin gracias a los adelantos recientes.

Un modelo diferente son los sistemas federados, en los que un grupo de entidades de confianza gestiona de manera colectiva la custodia y el procesamiento de transacciones. Incluyen los sistemas eCash de Chaum o estructuras agrupadas de UTXO. Estos modelos permiten anonimato y custodia sin fricciones, aunque requieren confiar en un grupo de firmantes o guardianes.

Las investigaciones más recientes en Bitcoin han dado lugar a BitVM, un método que permite verificar cualquier tipo de cómputo en Bitcoin a través de una lógica de reto-respuesta creativa. Aunque aún es experimental, BitVM abre la puerta a la ejecución de propósito general en la capa 2 de Bitcoin.

Cada patrón de diseño aborda restricciones diferentes: algunos mejoran la escalabilidad, otros potencian la privacidad o abren posibilidades de programación. Todos comparten la aspiración de utilizar Bitcoin como capa final de liquidación, mientras que la lógica principal se delega fuera de la red original.

Compromisos entre seguridad, descentralización y escalabilidad

Cualquier solución de capa 2 debe equilibrar cuidadosamente tres pilares fundamentales: la seguridad, la descentralización y la escalabilidad. El llamado “trilema de la escalabilidad” sostiene que optimizar dos de estas dimensiones suele exigir renuncias en la tercera.

La capa base de Bitcoin maximiza la seguridad y la descentralización, pero como contrapartida sacrifica la capacidad transaccional. Las soluciones de capa 2 buscan recuperar la escalabilidad minimizando, en la medida de lo posible, los sacrificios respecto a los otros dos factores. Sin embargo, las compensaciones son inevitables.

Los canales de pago, como Lightning Network, adoptan el modelo de seguridad de Bitcoin, pero afrontan desafíos de descentralización y eficiencia en el enrutamiento. Los canales deben financiarse en la red principal y los pagos quedan limitados a la red de nodos conectados. La liquidez disponible para el enrutamiento es desigual y los usuarios móviles pueden padecer problemas de fiabilidad. Además, el sistema requiere watchtowers o supervisión activa para evitar fraudes en caso de disputas.

Los sistemas federados, como Fedimint, sacrifican parte de la descentralización a cambio de privacidad y facilidad de incorporación. Los guardianes poseen la capacidad de censurar o gestionar incorrectamente fondos, aunque los protocolos procuran reducir este riesgo mediante custodia multipartita y selección comunitaria. Los usuarios deben confiar en que la mayoría de los miembros de la federación mantendrá una conducta honesta.

Las cadenas laterales, como Liquid o Rootstock, mantienen la programabilidad y la escalabilidad, pero trasladan la confianza a un conjunto propio de validadores. Estas redes no heredan la seguridad del proof-of-work de Bitcoin. Los fondos transferidos a una sidechain quedan bloqueados por una federación o smart contract, y su seguridad depende del consenso interno de dicha red.

Los rollups aportan integridad de datos y escalabilidad, especialmente con la adopción de pruebas de conocimiento cero. No obstante, en Bitcoin, donde los rollups deben funcionar sin soporte nativo, los desarrolladores se enfrentan a limitaciones adicionales. Proyectos como Citrea y Botanix trabajan para implementar rollups utilizando Taproot y otras soft forks, aunque la falta de flexibilidad en los opcodes dificulta el proceso.

BitVM, aunque es prometedor, conlleva modelos experimentales de confianza e incentivos aún en fase de investigación. Permite ejecutar lógica arbitraria en Bitcoin sin modificar sus reglas de consenso, pero a cambio de métodos complejos de resolución de disputas y mayor latencia.

Cada decisión de diseño requiere una ingeniería meticulosa en torno a estos tres factores. Algunos sistemas apuestan por la velocidad y la eficiencia de costes; otros priorizan la resistencia a la censura o la programabilidad. Usuarios y desarrolladores deben determinar qué equilibrios resultan aceptables según su caso de uso.

Tipos de soluciones de capa 2 en Bitcoin

El ecosistema de capa 2 de Bitcoin ha experimentado una importante madurez en los últimos años. Lo que comenzó con simples canales de pago se ha transformado en un panorama multidimensional de herramientas para escalar y ampliar funcionalidades. Cada tipo de solución responde a distintos perfiles de usuario y necesidades específicas.

Lightning Network es la capa 2 más implantada para Bitcoin. Permite pagos instantáneos y de bajo coste a través de una red de canales bidireccionales. Una vez abierto el canal, los usuarios pueden enrutar pagos a través de múltiples participantes. La red resulta ideal para operaciones de alta frecuencia y bajo valor, como propinas, microcompras y remesas. Lightning es no-custodial y minimiza la confianza requerida, aunque su modelo de liquidez puede ser complejo, especialmente para particulares y empresas sin experiencia previa.

Los sistemas federados, como Fedimint y Ark, priorizan la privacidad y la simplicidad. Fedimint aplica el modelo eCash de Chaum, donde los usuarios depositan BTC ante un grupo de guardianes de confianza que emiten tokens anonimizados. Estos tokens pueden gastarse de forma privada y, posteriormente, canjearse tanto por BTC on-chain como por pagos Lightning. Ark, de diseño más reciente, permite pagos anónimos en una sola ronda con un host que agrega y difunde transacciones para numerosos usuarios simultáneamente. Ambos modelos mejoran la privacidad, pero exigen cierto nivel de confianza o coordinación en la custodia.

Las sidechains amplían la funcionalidad de Bitcoin mediante cadenas paralelas con reglas y entornos de ejecución propios. Liquid, de Blockstream, es una sidechain federada orientada a transferencias rápidas y confidenciales de activos entre casas de cambio. Rootstock incorpora una máquina virtual basada en Ethereum a Bitcoin, posibilitando contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas. Estos sistemas permiten casos de uso financiero más complejos, pero requieren confiar en los mecanismos de peg y en los validadores del sistema.

Los rollups empiezan a llegar al ecosistema de Bitcoin. Citrea desarrolla un rollup de conocimiento cero que utiliza Bitcoin como capa de liquidación mientras ejecuta contratos fuera de la cadena. Botanix construye un rollup compatible con EVM que ancla los datos de las transacciones en bloques de Bitcoin. Ambos proyectos buscan trasladar la escalabilidad lograda en Ethereum a Bitcoin, aunque se enfrentan a retos técnicos específicos derivados del carácter restrictivo del lenguaje de scripting de Bitcoin.

BitVM representa una línea emergente para el desarrollo de capa 2. Presentado en 2023, BitVM permite verificar cualquier tipo de cálculo en Bitcoin mediante un sistema interactivo de pruebas de fraude. Al permitir lógica Turing completa a través de rondas de reto-respuesta, BitVM podría hacer posibles aplicaciones complejas como puentes, oráculos o rollups, sin requerir hard fork. Sin embargo, sigue siendo experimental y aún no se ha implementado a gran escala.