Ethereum es una de las historias de éxito más taquilleras de blockchain, utilizada por millones de personas, que alberga miles de aplicaciones descentralizadas y gestiona miles de millones de dólares en fondos. Lo impresionante es que este éxito se ha logrado a pesar de algunos problemas serios con su arquitectura monolítica, que causa grandes problemas de escalabilidad que a menudo dejan su red paralizada por tráfico congestionado y tarifas altísimas.
El éxito de Ethereum plantea la pregunta: ¿qué pasaría si realmente pudiéramos construir una cadena de bloques sin esos problemas de escalabilidad? ¿Hasta dónde llegaría la industria de la criptografía si no se la frenara? Es una pregunta que la industria espera poder responder pronto con la llegada de las cadenas de bloques modulares.
En la actualidad, la mayor parte de las tareas principales, como el procesamiento de transacciones, el consenso y la disponibilidad de datos, se llevan a cabo en la propia cadena Ethereum. El resultado es que sus nodos se sobrecargan periódicamente. Se les presiona para que entren en servicio, verificando transacciones, haciendo que los datos estén disponibles y manteniendo todo el historial del bloque, y estas demandas tienen un impacto extremadamente negativo en su eficiencia.
Las cadenas de bloques modulares tienen como objetivo resolver esto dividiendo las funciones principales en múltiples capas separadas de la cadena de bloques, reduciendo la tensión sobre cada una para hacerlas más eficientes.
¿Qué son las cadenas de bloques modulares?
El concepto básico de las arquitecturas modulares de blockchain implica desviar las diversas tareas que realizan las blockchains en distintas capas, de modo que habrá una cadena para la ejecución, otra para el consenso, otra para la disponibilidad de datos, etc. Esta composición modular sienta las bases para una mayor escalabilidad, ya que cada componente de la cadena de bloques solo tiene que manejar una tarea específica, independientemente de los demás.
La reducción de la carga no solo ayuda, sino que también significa que cada capa se puede optimizar mejor para la tarea específica que debe realizar.
Esto es diferente a las cadenas de bloques monolíticas, que fuerzan todas las funciones principales de una cadena de bloques a los mismos nodos. En lugar de hacer esto, distribuye todas las tareas que deben realizarse en capas optimizadas de nodos para que puedan centrarse específicamente en la función y hacerlo más rápido que antes.
Una ventaja clave de este enfoque es que los desarrolladores pueden crear combinaciones muy específicas de capas de blockchain que se adapten a las necesidades particulares de sus aplicaciones descentralizadas. Se puede comparar con la construcción de una cadena de bloques a partir de bloques de Lego. Por ejemplo, un desarrollador puede combinar la capa de disponibilidad de datos optimizada más adecuada, como 0G, con una capa de ejecución altamente eficiente como FuelVM, y una capa de validación segura como EigenLayer, que hereda la sólida seguridad de Ethereum a través de la recuperación de líquidos.
Al mezclar y combinar capas modulares de blockchain de esta manera, los desarrolladores pueden crear una arquitectura más flexible que logre el mayor rendimiento posible para su caso de uso específico y beneficiarse de una mayor eficiencia y escalabilidad que cualquier blockchain monolítica puede proporcionar.
El enfoque modular es una poderosa alternativa a la construcción de una cadena de bloques personalizada desde cero, que es lo que han hecho algunos desarrolladores más ambiciosos, lo que les permite beneficiarse de capas de rendimiento altamente optimizadas y al mismo tiempo compartir la seguridad de redes más establecidas.
Componentes modulares de blockchain
Si bien existen todo tipo de posibilidades para mezclar y combinar varias capas, una cadena de bloques modular casi siempre implicará unir cuatro componentes básicos. El concepto es una revolución arquitectónica que muchos creen que superará el modelo tradicional de redes descentralizadas.
Los cuatro componentes básicos incluyen una capa de ejecución, que es la capa primaria o fundamental, donde se envían las transacciones de los usuarios y donde interactúan con las dApps a través de contratos inteligentes. Estas interacciones son las que desencadenan “transiciones de estado”, como la actualización de saldos y cuentas en cadena.
Al separar la capa de ejecución de tareas como el consenso, las transacciones y las interacciones se pueden realizar fuera de la cadena, utilizando técnicas como ZK-Rollups o Optimistic Rollups, lo que permite un procesamiento más eficiente (más rápido y más económico).
El segundo componente principal es la capa de liquidación, que realiza el trabajo de liquidar todas las transacciones que se descargaron en esos paquetes acumulativos. Lo hace procesando sus pruebas de transacción. Esta tarea implica validar los estados de las transacciones, gestionar pruebas de fraude y resolver cualquier disputa que pueda surgir, especialmente en el caso de Optimistic Rollups.
En tercer lugar está la capa de consenso, que puede ser una cadena lateral basada en acumulaciones o alguna otra arquitectura, y es responsable de garantizar que la mayoría requerida de nodos estén de acuerdo con el estado de la cadena de bloques. Hace el trabajo de agrupar múltiples transacciones para liquidarlas como una sola y debe garantizar que cada una sea válida. También debe acordar el orden en que se procesan esas transacciones.
Una ventaja de tener una capa de consenso es que proporciona a los desarrolladores más flexibilidad sobre qué tan descentralizadas quieren que sean sus dApps, ya que pueden configurar la cantidad de validadores involucrados.
Finalmente, cada tipo de dApp necesita una capa de disponibilidad de datos, que garantice que todos los datos necesarios para validar las transacciones y procesar la interacción de contratos inteligentes estén disponibles para todos los demás participantes de una red. De esta manera, permite que cualquier persona que utilice o participe en la red verifique rápidamente todos los datos esenciales en la cadena. Las capas de disponibilidad de datos se han vuelto especialmente populares entre las dApps que tienen como objetivo aumentar su eficiencia eliminando la necesidad de depender del propio Ethereum para proporcionar disponibilidad de datos.
¿Qué aporta la arquitectura modular?
Es fácil entender por qué dividir estas tareas en capas separadas puede aumentar la eficiencia general de las dApps. Las cadenas de bloques modulares están surgiendo rápidamente como una solución convincente a los problemas de escalabilidad de Ethereum y otras redes descentralizadas. En el caso de Ethereum, significa que la red principal fuertemente congestionada puede centrarse únicamente en ejecutar transacciones y producir bloques, y mantener el consenso, mientras que la liquidación, el consenso y la disponibilidad de datos se realizan en otros lugares. Es algo así como emplear personas separadas para manejar las diversas tareas en una cocina, como preparar los ingredientes, cocinarlos y lavar los platos, en lugar de que un solo empleado haga todo.
Además de permitir que las tareas se procesen más rápido, también significa menores costos, ya que los paquetes acumulativos pueden acceder a datos verificados sin realizar costosas llamadas a la red principal de Ethereum. Además, las actualizaciones y mejoras centradas en la disponibilidad de datos se pueden iniciar por separado, sin causar ninguna interrupción en la red principal.
Como ejemplo, un desarrollador que busque construir una plataforma de intercambio descentralizada de alto rendimiento podría emplear paquetes acumulativos de ZK como capa de ejecución para un procesamiento eficiente de transacciones fuera de la cadena, y utilizar Ethereum para el consenso y la liquidación a fin de beneficiarse de su seguridad. Finalmente, pueden utilizar una capa de disponibilidad de datos especializada como EigenDA o 0G para un acceso más rentable y rápido al almacenamiento de datos fuera de la cadena.
Arreglar la disponibilidad de datos para el acceso de alta velocidad
Ha habido algunas críticas a las cadenas de bloques modulares debido a las complicaciones de seguridad y las mayores suposiciones de confianza que surgen al tener una arquitectura de red más fragmentada. Pero nada de eso ha impedido que se lograran avances significativos.
De hecho, el consenso general es que los beneficios de un enfoque modular superan los riesgos. En los últimos 12 meses, la idea de las cadenas de bloques modulares realmente se ha popularizado y existen numerosos proyectos que hacen realidad el sueño de una mayor escalabilidad.
En el espacio de disponibilidad de datos, una de las iniciativas más prometedoras es la red de 0G, que se centra en ofrecer acceso a datos de alta velocidad y alta seguridad para redes descentralizadas. Su objetivo es ofrecer un rendimiento rápido de hasta 50 Gbps, lo que mejora enormemente la velocidad de 1,5 Mbps de Ethereum cuando se utiliza como capa de disponibilidad de datos.
0G está construyendo su capa de disponibilidad de datos para respaldar una nueva generación de juegos basados en blockchain y aplicaciones de inteligencia artificial que requieren una canalización de datos extremadamente rápida y confiable. Si dichas aplicaciones no tienen un rendimiento rápido y eficiente, no podrán igualar el rendimiento de sus contrapartes Web2 y verán que sus costos de transacción aumentarán mucho más allá de lo que muchos usuarios estarían dispuestos a pagar.
El fundador Michael Heinrich dijo a TechCrunch que, en última instancia, 0G pretende lograr una “capacidad infinita”. Entonces, así como AWS permite a los desarrolladores activar tantos servidores como necesiten para garantizar un rendimiento increíblemente rápido de las aplicaciones, 0G podrá activar tantas redes de consenso como necesiten.
Impulso en blockchains modulares
Mientras tanto, ha habido desarrollos prometedores en toda la pila de blockchain modular. Fuel Labs es pionero en el concepto de máquinas virtuales paralelizadas en la capa de ejecución, mientras que Optimism ha logrado avances significativos en áreas como fragmentación, secuenciación descentralizada y verificación incentivada.
El propio Ethereum también está contribuyendo a la modularidad de la cadena de bloques. Como parte de su hoja de ruta de desarrollo posterior a la fusión, está trabajando para crear capas de disponibilidad de datos y liquidación separadas pero unificadas. Una de sus ideas más prometedoras es el concepto de “danksharding”, que está trabajando para evolucionar los fragmentos de datos L1 y el espacio de bloques de Ethereum en un “motor de disponibilidad de datos” separado, allanando el camino para que los acumuladores de Capa 2 implementen sistemas de bajo costo y alto. transacciones de rendimiento.
Otro proyecto interesante es Celestia, cuya implementación de capa de ejecución también se puede utilizar como capa de disponibilidad de datos. Está sentando las bases para alternativas a las máquinas virtuales basadas en EVM, como las máquinas virtuales basadas en WASM, Starknet y FuelVM. Al compartir la disponibilidad de datos con una variedad de capas de ejecución, Celestia hace posible que los desarrolladores creen puentes de confianza minimizada entre clústeres que desbloquean la componibilidad e interoperabilidad entre ecosistemas y entre cadenas.
El proyecto Volitions de Starkware presenta una solución convincente al dilema de la disponibilidad de datos dentro y fuera de la cadena. Con él, los desarrolladores y usuarios de dApp podrán elegir si desean enviar los datos de sus transacciones fuera de la cadena, donde pueden procesarse más rápido, o mantenerlos dentro de la cadena, donde son más seguros.
Incluso es probable que Bitcoin se beneficie de la modularización. Un proyecto llamado Babylon está trabajando en un protocolo que permitirá apostar BTC para mejorar la seguridad de las cadenas de aplicaciones dentro del ecosistema Cosmos y luego extenderlo a otras cadenas de bloques de prueba de participación.
Las perspectivas de las cadenas de bloques modulares
Aunque muchos de los proyectos mencionados anteriormente son todavía ideas muy incipientes, la impresionante velocidad a la que han progresado sugiere que es más probable que el futuro de blockchain sea modular que monolítico.
Sin embargo, las cadenas de bloques modulares no están exentas de problemas. Unir muchos componentes diferentes como si fueran Lego podría crear algunos dolores de cabeza para los desarrolladores. Con las cadenas de bloques modulares, la seguridad depende en última instancia de la capa de liquidación subyacente, pero los desarrolladores deberán tener cuidado de no crear una situación en la que una falla de una capa cause problemas en las otras capas.
Un segundo desafío puede implicar costos. La optimización de cada capa genera una mejor experiencia para los usuarios, pero tiene el costo de una mayor complejidad, siendo la necesidad de crear mecanismos para gestionar el fraude y las pruebas de validez un desafío importante.
Para que las cadenas de bloques modulares tengan éxito, los desarrolladores tienen la responsabilidad de garantizar que todo encaje a la perfección para que sus dApps simplemente “funcionen”.