cadena de bloques
Una descripción general de los resúmenes de capa 2
En los últimos años, las soluciones acumuladas de Capa 2 (L2) han pasado a primer plano a medida que ha crecido la actividad en la red Ethereum. La actividad y el compromiso con los tokens no fungibles (NFT) y las finanzas descentralizadas (DeFi) han provocado un aumento en la actividad de la cadena de bloques de la Capa 1 (L1).
A su vez, ha aumentado la demanda de blockspace, representada por los costos del gas. Y el tiempo para la finalización de la transacción ha aumentado debido al aumento de la carga de la red.
Si bien Ethereum Merge sentó las bases para futuras optimizaciones de tarifas de gas; no redujo directamente las tarifas de transacción de gas.
En el año entre el verano de 2020 y la demanda máxima en el verano de 2021, el costo del gas en Gwei en la red Ethereum aumentó hasta en un 1300%. La necesidad de hacer que las transacciones sean rápidas y asequibles impulsó la creación de dos formas principales de resumen: Optimista y Zero-Knowledge (ZK).
Los rollups ayudan a eliminar las demandas computacionales en la red Ethereum al mover el procesamiento de transacciones fuera de la cadena, convertirlos en una sola pieza de datos y luego enviarlos nuevamente a Ethereum como un lote para reducir el costo y el tiempo asociados.
La gran diferencia entre los dos es que los resúmenes optimistas utilizan pruebas de fraude, mientras que los resúmenes ZK se basan en pruebas de conocimiento cero para verificar los cambios en la cadena principal.
Optimista y ZK-rollups: Pruebas de Fraude vs Pruebas de Validez
Las pruebas de fraude agrupan las transacciones fuera de la cadena y luego las vuelven a publicar en la L1. Después de enviar un paquete en L1, hay un período de impugnación, durante el cual cualquiera puede impugnar el resultado de la acumulación mediante el cálculo de una prueba de fraude.
Del mismo modo, el conocimiento cero prueba las transacciones por lotes fuera de la cadena y las envía como una sola transacción. Donde difieren es en lugar de asumir que las transacciones son correctas inicialmente, utilizan una prueba de validez para demostrar instantáneamente si las transacciones son válidas. Una vez que las transacciones han sido confirmadas como válidas, se envían a la L1.
Así es como derivan sus respectivos nombres: las pruebas de fraude son donde las transacciones se verifican retrospectivamente para ver si hay transacciones fraudulentas, mientras que las pruebas de validez se completan antes de que las transacciones se envíen a la L1.
Si bien hay proyectos destacados para ambos, cada uno viene con sus respectivos beneficios e inconvenientes. Los resúmenes optimistas tienen la ventaja de que las pruebas de fraude solo se requieren cuando hay un problema.
Esto significa que requieren menos recursos computacionales y pueden escalar bien. El problema radica en el período del desafío. Un período de desafío más largo aumenta la probabilidad de que se identifiquen transacciones fraudulentas, sin embargo, también significa que los usuarios tienen que esperar más para retirar sus fondos.
Para las principales soluciones de resumen optimista, como Arbitrum y Optimism, este período de espera puede durar hasta una semana. Alternativamente, los ZK-rollups tienen la ventaja de reflejar siempre un estado L2 correcto. Su inconveniente es que se requieren pruebas para todas las transiciones de estado, en lugar de solo cuando se impugnan, lo que limita la escalabilidad. Esto se ve agravado por la naturaleza compleja y la etapa inicial de la tecnología.
A pesar de sus respectivos desafíos, los ZK-rollups se anuncian como el futuro de los roll-ups. Esto se debe principalmente a la generación automática de pruebas de validez que aumentan la seguridad del protocolo, el tiempo significativamente reducido para retirarse debido a que no hay un período de desafío y que los ZK-rollups cuentan con una mejor compresión de datos.
Por estas razones, nos concentraremos en el estado actual del espacio ZK-rollup, las últimas innovaciones y lo que se avecina en el futuro.
El espacio ZK-Rollup
Como hemos discutido, los paquetes acumulativos de ZK están predominantemente en el punto focal con jugadores como zkSync, Starknet, Polygon zkEVM y Scroll, todos recaudando grandes cantidades de capital para desarrollar sus soluciones a pesar de que solo StarkNet se lanzó en mainnet ($ 780MM en total) .
Cada uno de estos proyectos ha tomado su propio ángulo, difiriendo principalmente en su estrategia de disponibilidad de datos acumulativos y su algoritmo de prueba. La estrategia de disponibilidad de datos determina dónde se almacenan los datos de estado de un resumen, el almacenamiento en cadena ha aumentado la seguridad, pero utiliza espacio de bloque en la red Ethereum, lo que reduce el rendimiento de las transacciones.
El algoritmo de prueba es el medio para generar una prueba de validez, que puede ser STARK o SNARK.
Ambos algoritmos ayudan a los desarrolladores a reubicar la computación y el almacenamiento fuera de la cadena, lo que a su vez aumenta la escalabilidad. También pueden verificar si un usuario tiene fondos suficientes y la clave privada correcta sin tener que acceder a la información en sí, mejorando así la seguridad.
Puedes leer más sobre las diferencias técnicas aquí. Los STARK tienen la ventaja de ofrecer más escalabilidad, seguridad y transparencia en comparación con los SNARK.
Pero el inconveniente que tienen los STARKS es un tamaño de prueba más grande, que lleva más tiempo verificar, y que los SNARK comparativamente solo usan el 24% del gas. Allí, tanto para SNARKS como para STARKS, tenemos la compensación entre velocidad y costo frente a escalabilidad, seguridad y transparencia.
Si bien se están explorando muchos métodos diferentes, aún no hay una respuesta definitiva sobre la mejor manera de configurar un resumen ZK. Cada configuración brinda beneficios respectivos y muchos desarrolladores aún están explorando la opción o combinación óptima para sus diseños de resumen.
Los obstáculos a superar
Como hemos discutido, los paquetes acumulativos de ZK todavía están en desarrollo y hay varios desafíos que deben superarse antes de que los usuarios de blockchain puedan obtener todos sus beneficios.
La compatibilidad de idiomas es uno de esos desafíos; traducir lenguajes de programación compatibles con EVM, como Solidity, a un lenguaje personalizado específicamente optimizado para ZKP puede ayudar a aumentar su eficiencia, pero trae consigo desafíos de adopción para los desarrolladores.
Por ejemplo, StarkNet está buscando resolver esto con Warp, un compilador de lenguaje de Solidity to Cairo (el lenguaje del ZKP de StarkNet) que busca convertir automáticamente Solidity en Cairo. El uso de Warp elimina la necesidad de que los desarrolladores reescriban su código en Cairo, lo que lo convierte en un proceso mucho más fluido.
Otros desafíos incluyen la naturaleza reservada de los proyectos, muchos de los cuales van en contra del espíritu de código abierto de las criptomonedas debido a preocupaciones sobre la ventaja de ser el primero en moverse y capturar una base de usuarios persistente. La mayoría de los paquetes acumulativos de ZK se lanzaron por primera vez este año, lo que destaca la cantidad de trabajo que aún queda por hacer en el espacio.
Por último, si bien los rollups (tanto optimistas como de conocimiento cero) tienen los beneficios de una mayor velocidad y costo, tienden a ser a expensas de la descentralización.
Esto se debe a la necesidad inherente de secuenciadores, los actores procesan transacciones por lotes y envían pruebas a la L1.
Todos los paquetes acumulativos actualmente necesitan un secuenciador centralizado y usan contratos inteligentes actualizables que son administrados por una sola entidad. Debido a que el espacio aún es muy temprano, generalmente se requiere un punto focal central para corregir rápidamente los errores en el código. Agregue a eso que los proyectos no son de código abierto, creando otro obstáculo para que los miembros de la comunidad actúen como secuenciadores.
Muchos proyectos han indicado que planean descentralizar sus funciones de secuenciador en el futuro, pero esto sin duda requerirá recursos y tiempo adicionales.
Planes de Descentralización
Lanzar un token y un código de código abierto serán los próximos pasos para muchos de los proyectos que buscan la descentralización. La tokenización de estos servicios para generar actividad y descentralizar el producto es otra área en la que esperamos ver surgir una gran cantidad de soluciones diferentes a medida que los proyectos buscan crear la L2 más escalable, descentralizada y activa del mercado.
Tanto StarkWare como zkSync planean lanzar un token y Polygon podría usar potencialmente MATIC para respaldar la iniciativa zkEVM de Polygon. La ingeniería de tokens en ZK-rollups es un espacio aún más incipiente que la tecnología de rollup optimista y encontrar un modelo efectivo y sostenible puede diferenciar e impulsar la adopción.
El futuro
Los zkEVM todavía están en sus primeras etapas y la carrera está en marcha para lanzarse en la red principal. StarkNet tiene la ventaja de ser el primero en moverse, pero aún tiene desafíos con respecto al soporte de las características de Solidity debido al uso de Cairo, lo que deja espacio para que los competidores realicen mejoras.
Los proyectos que pueden acumular bases de usuarios significativas atraerán a los desarrolladores de dapp, lo que a su vez traerá más dApps a su plataforma y aumentará el conjunto de funciones. Actualmente, zkEVM de ConsenSys se está moviendo a testnet y se está enfocando específicamente en los desarrolladores de dapp por este motivo, aprovechando herramientas como MetaMask, Infura y Truffle para que puedan implementar y administrar aplicaciones como si estuvieran usando directamente Ethereum.
Y aunque hemos discutido los jugadores actuales en el mercado de zkEVM, otras soluciones de resumen predominantes como Polygon, Optimism y Arbitrum aún tienen una participación de mercado significativa.
A medida que maduran las soluciones zkEVM, es posible que veamos que estos proyectos buscan la transición a pruebas de validez o soluciones híbridas, aprovechando sus bases de usuarios existentes para atraer el desarrollo de dapp y mantener su dominio en el mercado. Al final, las numerosas soluciones acumulativas (y la mayor competencia entre ellas) seguirán mejorando la experiencia del usuario de web3 e introducirán plataformas para que las aplicaciones se incorporen a la próxima generación de usuarios.
Dadas estas amenazas, no nos sorprende el secreto de los proyectos en el espacio, pero creemos que el verdadero ganador podrá aprovechar la eficiencia de los paquetes acumulativos de ZK y combinarlos con una experiencia perfecta para desarrolladores y usuarios para salir victoriosos. .