Cómo se está reconstruyendo la cadena de bloques para la era cuántica

Las redes de blockchain fueron diseñadas originalmente en torno a una idea engañosamente simple: distribuir un libro mayor entre muchas computadoras, enlazar sus registros criptográficamente y hacer que los cambios no autorizados sean prohibitivamente difíciles. Esa base hizo posible a Bitcoin (BTC ) posible, pero no se construyó para soportar todos los pagos, aplicaciones financieras, identidades digitales y flujos de trabajo empresariales que los desarrolladores ahora imaginan.

Un estudio recientemente aceptado en ICT Express¹ examina cómo la arquitectura de blockchain está evolucionando en respuesta. Después de revisar 830 documentos, los investigadores retuvieron 125 artículos que cubren primitivas criptográficas, mecanismos de consenso, sistemas de escalado, tecnologías de privacidad y riesgos de seguridad emergentes.

El panorama resultante no es simplemente el de blockchains más rápidas. La industria está reemplazando gradualmente los diseños monolíticos por componentes especializados que pueden procesar transacciones, verificar resultados, preservar la privacidad y proteger los registros contra amenazas cambiantes. Esta transición podría determinar si la blockchain sigue siendo una tecnología financiera especializada o se convierte en una infraestructura duradera para una economía digital mucho más amplia.

Por qué las blockchains de primera generación alcanzan límites estructurales

Las blockchains tradicionales generalmente requieren que muchos nodos repitan el mismo trabajo. Esta redundancia dificulta la manipulación de la red, pero también restringe el rendimiento y eleva los requisitos computacionales. A medida que aumenta la actividad, los usuarios pueden enfrentar tarifas más altas, tiempos de liquidación más largos y competencia por el espacio de bloque limitado.

Esto crea el conocido trilema de la blockchain: mejorar la escalabilidad sin debilitar materialmente la seguridad o la descentralización. Ninguna arquitectura elimina por completo el compromiso. En su lugar, los sistemas más recientes dividen las responsabilidades para que cada componente pueda optimizarse para una tarea específica.

Esto ya es visible en la expansión de protocolos de capa 2 para el escalado de Ethereum (ETH ). En lugar de obligar a la blockchain base a ejecutar cada acción, los sistemas de capa 2 procesan la actividad por separado y envían datos comprimidos o pruebas criptográficas a la red subyacente.

El artículo identifica varias tecnologías que están dando forma a esta próxima fase arquitectónica:

• Rollups de capa 2 y canales de estado
• Blockchains modulares y fragmentación
• Ejecución paralela de transacciones
• Pruebas de conocimiento cero
• Sistemas criptográficos postcuánticos

Estos desarrollos a menudo se discuten de forma independiente. Su mayor importancia se hace evidente cuando se los ve como partes de la misma transición. La blockchain se está alejando de redes que lo hacen todo y se dirige hacia sistemas ensamblados a partir de capas interoperables de seguridad, ejecución, liquidación y disponibilidad de datos.

Las redes de capa 2 trasladan el trabajo fuera de la cadena base

Las redes de capa 2 mejoran la capacidad sin requerir que la blockchain subyacente procese directamente cada transacción. Los rollups agrupan múltiples transacciones, las ejecutan fuera de la capa base y publican la información o prueba resultante de nuevo en ella. Los canales de estado permiten a los participantes intercambiar actualizaciones firmadas de forma privada y usar la blockchain principal principalmente para abrir o cerrar el canal.

Esto puede reducir la congestión y las tarifas mientras se mantiene una conexión con la seguridad de la red base. También crea nuevas dependencias. Los usuarios deben considerar la fiabilidad del secuenciador, la seguridad del puente, los sistemas de pruebas, los controles de actualización y si la actividad que ocurre en la segunda capa beneficia en última instancia a la red subyacente.

El cambio se puede observar en el OP Stack, que separa funciones como ejecución, liquidación, secuenciación y disponibilidad de datos. En una entrevista reciente con Securities.io, la fundadora de Optimism, Jinglan Wang, describió cómo esta infraestructura modular de blockchain permite que los componentes individuales se configuren o actualicen sin reconstruir una red completa.

Esto es más que una mejora técnica. Una infraestructura estandarizada podría permitir a las empresas desplegar cadenas específicas de aplicaciones sin ensamblar cada componente de proveedores no relacionados. El desarrollo de blockchain comenzaría a asemejarse a la computación en la nube, donde las organizaciones seleccionan servicios según el rendimiento, la seguridad y los requisitos regulatorios en lugar de construir toda la pila por sí mismas.

Las blockchains modulares convierten la arquitectura en un mercado

Una blockchain monolítica combina ejecución, consenso, liquidación y disponibilidad de datos dentro de un solo sistema. Una blockchain modular separa algunas o todas estas funciones. Una capa podría ejecutar contratos inteligentes, otra podría poner los datos de transacciones a disposición y una tercera podría proporcionar la liquidación final.

Esta división puede mejorar la eficiencia porque cada capa está diseñada para una carga de trabajo más específica. La fragmentación sigue un principio relacionado al dividir el procesamiento y el almacenamiento de la red en grupos más pequeños que operan en paralelo. Los motores de ejecución paralela van más allá al identificar transacciones independientes que pueden procesarse simultáneamente.

El artículo compara los principales enfoques arquitectónicos de la siguiente manera:

La modularidad introduce sus propios riesgos. Si se requieren múltiples capas para completar una transacción, el sistema en su conjunto solo es tan fiable como su interacción. Una falla en la disponibilidad de datos, el puente, la secuenciación o la verificación de pruebas podría socavar una aplicación que de otro modo sería segura. Por lo tanto, los inversores deben evitar asumir que una mayor tasa teórica de transacciones genera automáticamente una red más robusta.

Las pruebas de conocimiento cero conectan la privacidad con la escalabilidad

Las pruebas de conocimiento cero permiten a una parte demostrar que una afirmación es válida sin revelar la información subyacente. Un usuario podría probar que una transacción cumple con las reglas de la red o que dispone de fondos suficientes sin revelar cada detalle de la cuenta.

En los sistemas blockchain, esta capacidad aborda dos problemas a la vez. Puede proteger información sensible mientras permite que muchas transacciones fuera de la cadena se representen mediante una prueba compacta. zk-SNARKs y zk-STARKs son algunas de las implementaciones más conocidas, aunque generar pruebas puede requerir considerables recursos computacionales y una cuidadosa ingeniería criptográfica.

Las consecuencias van más allá de la privacidad de las criptomonedas. Las empresas no pueden colocar información confidencial de clientes, datos médicos o comerciales en un libro mayor de lectura abierta simplemente porque el libro sea resistente a manipulaciones. La verificación que preserva la privacidad podría permitir a las organizaciones demostrar cumplimiento, identidad, propiedad o validez de transacciones sin exponer los datos utilizados para llegar a esa conclusión.

Esto convierte a la tecnología de conocimiento cero en un posible puente entre la verificación pública y la confidencialidad institucional. La métrica importante no será solo cuántas transacciones anuncia una red. El costo de generación de pruebas, el tiempo de verificación, la interoperabilidad y la seguridad de la implementación ayudarán a determinar qué sistemas pueden soportar una adopción práctica.

La computación cuántica crea un riesgo de expiración criptográfica

Los registros blockchain son persistentes, pero los algoritmos criptográficos que los protegen no están garantizados para permanecer seguros indefinidamente. Muchas redes utilizan firmas digitales de curva elíptica para establecer la propiedad y autorizar transacciones. Un ordenador cuántico suficientemente potente podría, eventualmente, amenazar los supuestos matemáticos que sustentan esas firmas.

Esto no significa que los ordenadores cuánticos puedan actualmente capturar activos blockchain a gran escala. Significa que las redes necesitan una ruta de migración creíble antes de que esa capacidad se materialice. El desafío es especialmente complejo para las blockchains, ya que direcciones antiguas, claves públicas, contratos inteligentes y transacciones registradas de forma permanente pueden permanecer expuestos mucho tiempo después de que se introduzca un nuevo algoritmo.

La transición ya ha superado la teoría en la ciberseguridad convencional. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. ha finalizado los estándares post-cuánticos iniciales y ha seleccionado HQC como algoritmo de cifrado de respaldo. Los desarrolladores de blockchain deben ahora considerar la agilidad criptográfica: la capacidad de reemplazar algoritmos sin fragmentar la red, bloquear a los usuarios de sus activos o invalidar el software existente.

El artículo analiza enfoques basados en retículos, basados en hash, basados en códigos y otras soluciones post-cuánticas. Cada uno introduce compensaciones relacionadas con el tamaño de la firma, el cómputo, el almacenamiento y la compatibilidad. En consecuencia, la estrategia ganadora podría no ser una migración universal inmediata. Las redes podrían primero identificar cuentas expuestas, introducir direcciones opcionales resistentes a la computación cuántica y crear mecanismos para transferir activos de forma segura antes de que las firmas antiguas se vuelvan vulnerables.

La competencia real se está moviendo de cadenas a pilas

La implicación más importante del documento es que comparar blockchains únicamente por transacciones por segundo está resultando cada vez menos útil. El rendimiento depende cada vez más de una pila completa que puede incluir una capa de ejecución, un secuenciador, un generador de pruebas, un servicio de disponibilidad de datos, un puente, una red de liquidación y un sistema de claves criptográficas.

Esto cambia la forma en que los inversores deben evaluar el sector. Una red puede atraer actividad sin crear un valor duradero para su token. Una capa más rápida puede depender económicamente de otra red para la liquidación. Un sistema modular puede ganar flexibilidad mientras introduce riesgos de gobernanza e interoperabilidad. Las afirmaciones de resistencia cuántica también pueden ser incompletas si las carteras, puentes, validadores o direcciones heredadas continúan usando criptografía vulnerable.

Es probable que las plataformas más fuertes sean aquellas que combinen rendimiento técnico con una gobernanza fiable, migración segura, herramientas para desarrolladores y compatibilidad con los requisitos regulatorios. La arquitectura se está convirtiendo en un producto, pero la fiabilidad operativa determinará si ese producto puede pasar de la experimentación a una infraestructura crítica.

Invertir en la infraestructura de blockchain de próxima generación

La convergencia del diseño modular de blockchain y la seguridad resistente a la computación cuántica crea una transición natural de los activos digitales a la tecnología empresarial. Los inversores que buscan exposición en los mercados públicos pueden considerar a IBM, aunque debe verse como una empresa tecnológica diversificada y no como una pure play de blockchain.

El trabajo de blockchain de IBM se basa en Hyperledger Fabric, un marco de permiso de nivel empresarial con componentes modulares, controles de identidad, canales privados y consenso configurable. Estas características se alinean con el argumento del documento de que las implementaciones prácticas deben equilibrar escalabilidad, privacidad, interoperabilidad, gobernanza y seguridad en lugar de maximizar una sola métrica.

La empresa también está desarrollando sistemas de computación cuántica mientras ayuda a las empresas a preparar su infraestructura existente para la criptografía resistente a la computación cuántica. El trabajo de IBM en seguridad postcuántica y agilidad criptográfica le otorga relevancia tanto a la oportunidad como a la amenaza analizadas en el estudio.

Para los inversores, la tesis no es que blockchain se convierta por sí solo en una fuente dominante de ingresos para IBM. El argumento más defensible es que las empresas que adopten registros distribuidos, activos digitales y sistemas resistentes a la computación cuántica necesitarán integración, infraestructura híbrida en la nube, experiencia en ciberseguridad y soporte técnico a largo plazo. IBM está posicionada en todo ese proceso de modernización más amplio.

La próxima generación de blockchain se medirá por su durabilidad

El avance original de blockchain fue la capacidad de mantener un registro compartido sin depender de un operador central. Su próximo desafío es hacer que ese modelo sea rápido, privado, interoperable, económicamente sostenible y seguro contra amenazas que aún pueden no ser prácticas.

Las redes de capa 2, los componentes modulares, el sharding, la ejecución paralela y las pruebas de conocimiento cero aportan diferentes partes de la respuesta. La criptografía postcuántica añade un requisito a más largo plazo: las redes deben poder cambiar sus fundamentos de seguridad sin sacrificar la continuidad ni la propiedad del usuario.

El resultado no será necesariamente una única blockchain que derrote a todos los competidores. Un escenario más probable es un ecosistema de capas especializadas conectadas mediante estándares compartidos y pruebas criptográficas. En ese entorno, la infraestructura más valiosa podría ser la tecnología que permite que las blockchains evolucionen de forma segura, no simplemente la cadena que procesa hoy el mayor número de transacciones.

Referencias:

¹ Khan, J., Khan, G. A., Alam, I., Khan, M. R., Sharma, S., Hussain, T., Khan, M. A., Prasuna, P. M., & Alghamdi, A. A. (2026). Arquitecturas de blockchain de próxima generación: Un estudio profundo de la innovación impulsada por criptomonedas. ICT Express. https://doi.org/10.1016/j.icte.2026.09.006