Separación Proposer-Builder

¿Qué es la Proposer-Builder Separation?

La Proposer-Builder Separation (PBS) es una innovación arquitectónica clave en el consenso de Ethereum, surgida durante el desarrollo de Ethereum 2.0. Este concepto responde tanto a la complejidad creciente como a los riesgos de centralización en la producción de bloques, estableciendo una división clara de funciones en la creación de bloques.

En el anterior sistema Proof of Work de Ethereum y en la primera etapa de Proof of Stake, mineros o validadores asumían la doble función de proponer nuevos bloques y construir su contenido, lo que incluía ordenar y validar transacciones. Esta doble tarea generaba ineficiencias y favorecía la centralización, ya que quienes contaban con más recursos computacionales o conocimientos especializados podían obtener ventajas excesivas.

El modelo PBS transforma este escenario al separar las responsabilidades en dos roles especializados. Los constructores de bloques se dedican exclusivamente a crear el contenido del bloque, ordenando y validando transacciones. Los proponentes, por su parte, se centran en proponer nuevos bloques para la cadena, asegurando su integridad y continuidad.

Actualmente, esta separación se encuentra en una etapa avanzada de investigación y se prevé su implementación en los próximos años, como parte de la evolución de Ethereum hacia una mayor escalabilidad y descentralización.

Responsabilidades de proponentes y constructores de bloques

La división de tareas en PBS genera dos roles especializados, cada uno con funciones y requisitos técnicos propios.

Constructores de bloques actúan a nivel de transacción, monitorizando el mempool para reunir transacciones pendientes, validando cada una para cumplir los requisitos de la red (límites de gas, nonce correcto, firmas válidas). Tras la validación, ensamblan las transacciones en el cuerpo del bloque y deciden estratégicamente el orden para optimizar espacio y eficiencia de gas.

El ordenamiento es crucial, pues deben equilibrar la maximización de valor, el trato justo a los usuarios y la eficiencia. Al terminar el cuerpo del bloque, lo ponen a disposición de los proponentes mediante una interfaz estándar, compitiendo con otros constructores para que su bloque sea elegido.

Proponentes de bloques operan en la capa superior del consenso. Reciben cuerpos de bloque de distintos constructores y eligen cuál incluir en el nuevo bloque. Añaden metadatos esenciales en la cabecera, como el hash del bloque padre, marca temporal, raíz de estado y datos de consenso.

También validan la corrección e integridad del cuerpo de bloque que reciben: verifican formato de transacciones, tamaño del bloque y cumplimiento de reglas de consenso. Finalmente, difunden el bloque completo para su validación e inclusión en la cadena.

¿Cómo puede afectar la Proposer-Builder Separation al Maximal Extractable Value?

El Maximal Extractable Value (MEV) es el beneficio que mineros o validadores obtienen al ordenar, incluir o excluir transacciones estratégicamente en los bloques que producen. En Ethereum, el MEV es especialmente relevante en aplicaciones de DeFi, donde el orden de transacciones puede influir directamente en operaciones y arbitrajes.

El modelo actual de MEV ha provocado efectos negativos: el frontrunning, donde mineros o validadores adelantan sus transacciones para beneficiarse de movimientos de precio, se ha vuelto habitual. Esto eleva las tarifas para usuarios y da ventajas injustas a quienes disponen de infraestructura avanzada para extraer MEV.

La Proposer-Builder Separation cambia el reparto de oportunidades y responsabilidades en la extracción de MEV, asignando las decisiones de orden y inclusión de transacciones exclusivamente a los constructores de bloques. Así, son ellos quienes acceden principalmente a las oportunidades de MEV, creando un mercado competitivo de construcción de bloques para los proponentes.

La competencia entre constructores puede favorecer estrategias más eficientes y una distribución más justa del MEV en la red. Los constructores desarrollarán técnicas especializadas para captar oportunidades de MEV, mientras los proponentes escogerán los cuerpos de bloque más valiosos.

PBS también puede reducir prácticas perjudiciales como el frontrunning, al hacer más transparente y competitivo el proceso de extracción de MEV. No obstante, aunque PBS modifica sustancialmente el panorama, es posible que no elimine por completo los problemas asociados al MEV. A medida que los participantes se adapten al marco PBS, surgirán nuevas dinámicas, lo que exigirá investigación continua y mecanismos adicionales para resolver retos persistentes.

Escalabilidad con Proposer-Builder Separation y Danksharding

Danksharding es otra innovación esencial en la hoja de ruta de escalabilidad de Ethereum, nombrada por el investigador Dankrad Feist. Este enfoque de sharding en Ethereum 2.0 propone dividir la cadena en múltiples "shards", cadenas más pequeñas que procesan transacciones y contratos inteligentes de manera independiente y paralela.

A diferencia del sharding tradicional, Danksharding simplifica el diseño enfocándose en la disponibilidad de datos en vez de la ejecución. Cada shard funciona en paralelo, lo que multiplica el rendimiento de transacciones sin exigir que cada validador procese todas las transacciones de todos los shards.

PBS y Danksharding comparten la meta de mejorar la escalabilidad, seguridad y eficiencia de Ethereum, pero lo hacen desde ángulos diferentes. PBS optimiza la producción de bloques al separar funciones y fomentar la especialización; Danksharding amplía la capacidad total de la red permitiendo transacciones en paralelo entre varios shards.

Ambas innovaciones son complementarias y pueden integrarse de forma sinérgica en la arquitectura de Ethereum. Mientras Danksharding expande horizontalmente la capacidad al distribuir el procesamiento, PBS mejora la eficiencia vertical de la producción de bloques en cada shard o en la cadena principal.

En sistemas que combinan PBS y Danksharding, los constructores pueden especializarse en crear cuerpos de bloque óptimos, aprovechando la mayor disponibilidad de datos del sharding. Los proponentes, por su parte, pueden coordinar entre shards y garantizar la coherencia y seguridad global. Esta combinación genera una infraestructura robusta y escalable que resuelve tanto los límites de rendimiento como los retos de uso de recursos.

¿Cuáles son los beneficios de la Proposer-Builder Separation?

PBS aporta ventajas clave que contribuyen a la escalabilidad y descentralización futura de Ethereum.

Más eficiencia y escalabilidad: Al separar tareas, PBS permite que cada rol se especialice y optimice sus funciones. Los constructores desarrollan algoritmos avanzados de ordenación y estrategias de MEV, mientras los proponentes mantienen el consenso y la seguridad. Esto mejora el uso de recursos y el rendimiento de la red.

Descentralización reforzada: PBS facilita la participación en la red, permitiendo que los usuarios se especialicen en construcción o propuesta. Quienes no pueden asumir ambas funciones pueden contribuir enfocándose en una, lo que favorece la descentralización y reduce el riesgo de centralización en unos pocos validadores.

Distribución eficiente del MEV: PBS genera un mercado competitivo de constructores, lo que puede llevar a una distribución más eficiente y justa del MEV. Así, el valor MEV no queda restringido a quienes poseen la infraestructura más sofisticada, sino que puede distribuirse de forma más amplia, beneficiando a usuarios habituales.

Mayor competencia e innovación: La separación fomenta la competencia entre constructores y proponentes. Los constructores compiten por crear bloques más valiosos y eficientes, impulsando nuevas técnicas de ordenación y optimización que benefician a toda la red mediante mejor rendimiento y menores costes.

Asignación óptima de recursos: PBS permite que cada participante dedique sus recursos donde más aporte: quienes tienen potencia computacional pueden construir, y quienes tienen más stake pueden proponer, optimizando el uso colectivo de la red.

¿Cuáles son las limitaciones de la Proposer-Builder Separation?

A pesar de los beneficios, PBS supone también desafíos y limitaciones que requieren atención y solución.

Mayor complejidad técnica: PBS añade una capa extra de complejidad a la arquitectura de la cadena. La coordinación entre constructores y proponentes demanda nuevos protocolos, canales de comunicación y mecanismos de validación, lo que puede dificultar la comprensión, el desarrollo y el mantenimiento, además de introducir posibles vulnerabilidades.

Solución parcial al MEV: PBS redistribuye el MEV, pero no elimina todas sus consecuencias negativas. Bajo PBS pueden surgir nuevas estrategias y dinámicas, generando retos diferentes pero igual de complejos. Es posible que constructores desarrollen técnicas avanzadas que sigan perjudicando a usuarios o que surja colusión entre constructores y proponentes, reproduciendo riesgos de centralización.

Riesgos de centralización: La división de roles puede fomentar la centralización si existen economías de escala en la construcción de bloques (como infraestructuras a gran escala o técnicas exclusivas de MEV), permitiendo que unos pocos constructores dominen la red. De igual forma, proponentes con gran stake podrían acaparar influencia, lo que contradice el objetivo de descentralización de PBS.

Desafíos de coordinación: PBS exige una coordinación eficaz entre constructores y proponentes, lo que puede introducir latencia o cuellos de botella. El tiempo necesario para enviar, validar y seleccionar cuerpos de bloque puede afectar el rendimiento en redes de alta capacidad.

Complejidad de incentivos: Diseñar incentivos adecuados para ambos roles es complejo. El sistema debe compensar de forma justa y evitar manipulaciones del mecanismo de incentivos. El equilibrio es difícil por la dinámica cambiante del MEV y el mercado; incentivos mal planteados pueden provocar conductas subóptimas, como retención de transacciones por parte de constructores o favoritismo de proponentes.

Riesgos en la transición e implementación: Migrar al modelo PBS requiere planificación minuciosa. El periodo de transición puede traer vulnerabilidades temporales o ineficiencias. Además, mantener la compatibilidad y facilitar la migración para los validadores e infraestructuras existentes es un reto técnico que debe abordarse exhaustivamente.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la Proposer-Builder Separation (PBS)? ¿Por qué es importante?

PBS separa los roles de propuesta de bloques y construcción de transacciones en la capa de consenso de Ethereum. Esto reduce la extracción perjudicial de MEV y refuerza la seguridad de la red mediante una ordenación equitativa de transacciones y resistencia a la censura.

¿Cómo resuelve la Proposer-Builder Separation el problema de MEV (Maximal Extractable Value)?

PBS reduce el MEV separando la propuesta de bloques de su construcción, lo que minimiza los incentivos para priorizar transacciones rentables. Así, se garantiza una ordenación imparcial de bloques y se limita la explotación del MEV.

En el modelo PBS, ¿cuáles son los roles y responsabilidades de proponentes y constructores?

Los proponentes proponen nuevos bloques y validan la cadena, mientras los constructores crean bloques seleccionando y ordenando transacciones. Esta separación refuerza la seguridad, la resistencia a la censura y la protección frente al MEV mediante funciones especializadas.

¿Qué relación existe entre la Proposer-Builder Separation y el consenso PoS de Ethereum?

PBS divide los roles de producción de bloques en el PoS de Ethereum. Los constructores organizan y ordenan transacciones; los proponentes validan bloques y participan en el consenso. Esta separación mejora la eficiencia y seguridad de la red.

¿Qué impacto tendrá PBS en la descentralización y seguridad de la blockchain?

PBS refuerza la descentralización y seguridad al limitar el control individual sobre el orden de transacciones. Impide que los proponentes manipulen la secuencia, fortaleciendo la resiliencia y la resistencia a la censura de la red.

¿Qué proyectos o protocolos han implementado o planean implementar la Proposer-Builder Separation?

Ethereum ha aplicado PBS en sus actualizaciones de Danksharding. Diversos protocolos la adoptan para mejorar la descentralización y eficiencia. En 2026, PBS está desplegada en las shard chains de Ethereum y en varias soluciones de capa 2.