1. Sistema de Prueba y Prueba Optimista

Volviendo a lo fundamental de blockchain. Blockchain es esencialmente una máquina de estados. Su estado cambia por transacciones, y este estado compartido alterado es utilizado por los participantes. Es crucial asegurar que todos los participantes estén de acuerdo en el estado compartido. Para fomentar un mejor acuerdo y eliminar la necesidad de confianza en partes específicas, blockchain se centra en la descentralización. Sin embargo, esta descentralización puede restringir la escalabilidad, haciéndolo difícil de acomodar más transacciones. Estos problemas forman el trilema de blockchain.

Ethereum, como una de las primeras blockchains de contratos inteligentes, lideró la creación de rollups. En este modelo de rollup, la ejecución se separa de Ethereum, pero aún queda un sistema para verificar la validez y castigar actividades maliciosas. El enfoque para construir este sistema fue bifurcado. El primer método fue optimista, donde el próximo estado está pre-confirmado y finalizado con un búfer para un período de desafío. El segundo método fue aprovechando una prueba de validez con zk, donde el cambio de estado puede ser verificado con una prueba zk en cadena en un proceso de verificación de bajo costo. Mientras que las sidechains eran otra opción, las excluí debido a su baja dependencia de Ethereum para liquidación.

Debido a la simplicidad de la implementación, la prueba optimista (también conocida como prueba de fraude, prueba de fallos) se utilizó en la producción como método dominante para el asentamiento de los cambios de estado del rollup.

1.1 Estado del Sistema de Prueba - ZK y OP

Se pensaba que el sistema de prueba zk pronto se convertiría en dominante, con el sistema de prueba optimista perdiendo terreno. Se espera que el sistema de prueba zk ofrezca costos más bajos y una finalidad más rápida para los rollups. Se han visto avances significativos en cuanto a la generación de pruebas, con experimentos realizados en la construcción de zkVMs de propósito general basados en MIPS, RISC-V y Wasm. Estos incluyen proyectos como ZKM, RiscZero, Succint Labs y Fluent. A pesar de los claros beneficios de los zk rollups, los desafíos para desarrollar versiones rentables y seguras son sustanciales. La actualización de VMs como el EVM también plantea un desafío, ya que es difícil incorporar nuevas funciones sin causar cambios disruptivos.

Debido a estos desafíos, el sistema de prueba optimista es actualmente el más común en el ecosistema de rollup, con la mayoría de los TVLs, alrededor del 75% del TVL total de L2. Queda incierto si esta dominancia continuará en el futuro. Sin embargo, hay muchos desarrollos para mejorar, con numerosas iniciativas dirigidas a mejorar el sistema de prueba.

Origen: Blockchains (L2) | Markets | Token Terminal

1.2 ¿Qué nos depara el sistema de prueba optimista?

La investigación y el desarrollo activos están ocurriendo para mejorar el sistema de prueba optimista y se realizan en tres puntos principales como se muestra a continuación:

1. Reducir el costo
2. Descentralizando el proceso de secuenciación, desafío y finalización
3. Reduciendo la finalidad suave y dura

Se han realizado esfuerzos significativos en los tres ámbitos, algunos ejemplos serían la reciente actualización de Dencun que incorporó EIP-4844, la mejora de la compresión de datos y el desarrollo de un sistema de prueba interactivo. Arbitrum tuvo su nuevo

Antes de sumergirse en la exploración detallada de los avances recientes en “Part4,” es fundamental tener una comprensión completa de los conceptos establecidos y el panorama actual. Para empezar, deberíamos observar la evolución del campo en “2. Desarrollo - Historia del Sistema de Prueba Optimista,” y adentrarnos en el panorama actual de los proyectos de prueba optimista en “3. Panorama Actual.”

2. Desarrollo - Historia del Sistema de Prueba Optimista

El sistema de prueba optimista no se desarrolló de la noche a la mañana. Numerosos investigadores y desarrolladores contribuyeron a construir un sistema de prueba robusto para garantizar su funcionamiento sin problemas en producción, asegurando actualmente alrededor de $18 mil millones. Revisemos los hitos logrados en el pasado.

2.1 Pasado - Volviendo a la Historia

Los rollups optimistas fueron propuestos por primera vez por el investigador de Ethereum John Adler en 2019como una solución de escalado de capa 2 para Ethereum. La idea principal detrás de los rollups optimistas es trasladar la computación y el almacenamiento de datos fuera de la red principal de Ethereum a una cadena separada de capa 2, manteniendo las garantías de seguridad de Ethereum. La motivación principal para desarrollar Rollups Optimistas fue la congestión y las altas tarifas de transacción en la red principal de Ethereum. Con la creciente adopción de protocolos DeFi y NFT, Ethereum enfrentó problemas de escalabilidad que obstaculizaron la experiencia del usuario y la eficiencia económica.

Los rollups optimistas comenzaron a ser experimentados y desarrollados principalmente por dos equipos, Arbitrum y Optimism. Estos rollups tienen como objetivo proporcionar escalabilidad para Ethereum procesando transacciones fuera de la cadena y publicando datos de transacciones comprimidos y la raíz de salida en la red principal de Ethereum. Al proporcionar costos más bajos tanto para usuarios como para dapps, la comunidad de Ethereum lo adoptó rápidamente. (El primer documento sobre Arbitrum se puede encontrar en este enlace.)

Origen: TVL de Arbitrum en USD

La característica clave de los rollups optimistas fue su enfoque “optimista”: después de una simple verificación de validez de la transacción, asumen que todas las transacciones son válidas por defecto, y se basan en un mecanismo de prueba de fraude donde los desafiantes pueden cuestionar la validez de las transacciones dentro de un período de tiempo establecido (normalmente 7 días). Si se detecta una transacción fraudulenta, se ejecuta una prueba de fraude onchain para volver a procesar correctamente las transacciones. Este enfoque optimista permitió a los rollups optimistas lograr mejoras significativas en la escalabilidad sobre la mainnet de Ethereum.

Hubo numerosos desafíos en el pasado. Inicialmente, proyectos como Optimism utilizaron su propio EVM modificado llamado OVM, lo que limitó su compatibilidad con EVM. Un análisis detallado de las modificaciones se puede encontrar en este artículo esclarecedorpor Georgios Konstantopoulos de Paradigm. Los proyectos también tenían, y siguen teniendo, un enfoque centralizado para resolver los mecanismos de reversión y desafío. Este método planteaba un compromiso de seguridad, ya que las transacciones no eran finalizadas de inmediato y podían ser revertidas si un número limitado de participantes detectaba fraude dentro de la ventana de desafío.

2.2 Presente - Mejorando pero Enfrentando Desafíos

Los recientes avances en el sistema de prueba optimista han mejorado significativamente la eficiencia y escalabilidad de las soluciones de Capa 2 de Ethereum, como Arbitrum y Optimism. Aparte de la actualización de Dencun de Ethereum, otras optimizaciones en los rollups optimistas han contribuido a su eficiencia. Por ejemplo, Arbitrum se ha centrado en refinar sus sistemas a prueba de fallos para garantizar la integridad de los datos y la seguridad.

Optimism has also made substantial progress through its Superchain strategy, which aims to create an aligned ecosystem of multiple L2s using the OP Stack. The Superchain is leveraging a custom and alt DA solutions, cross-chain messaging, and shared sequencing to facilitate seamless interoperability and improved scalability.

Recientes mejoras en el ecosistema de Optimistic Rollup han visto un cambio de pruebas de fraude no interactivas a pruebas de fraude interactivas. Las pruebas interactivas implican un diálogo de ida y vuelta para identificar y corregir eficientemente las transacciones defectuosas. Este cambio tiene como objetivo reducir el costo computacional y la complejidad de verificar en cadena.

3. Paisaje Actual

Examinemos el estado actual de rollups, centrándonos en proyectos que operan bajo el sistema de prueba optimista y sus desarrollos.

Actualmente, dos entidades - Arbitrum y Optimism - están trabajando principalmente en mejorar el sistema de prueba optimista. Otros proyectos, como Initia, Dymension y Rollkit, están desarrollando marcos para su ecosistema de rollup.

Arbitrum y Optimism están luchando por mejorar los aspectos tecnológicos a prueba de fraude, mientras que otros proyectos también están implementando enfoques interesantes. Veamos brevemente sus actividades actuales y desarrollos en curso.

3.1 Arbitrum - Prueba multironda y BoLD

3.1.1 Prueba de varias rondas

El sistema de pruebas de Arbitrum utiliza un método de "prueba de fraude de múltiples rondas" para verificar transacciones. Este proceso ocurre principalmente fuera de la cadena, con el estado final registrado en la cadena de bloques de Ethereum para transparencia.

La característica central de este sistema es el “árbol de afirmaciones”. Los validadores, que publican bonos utilizando Ether, hacen afirmaciones sobre el estado de Arbitrum. Estas afirmaciones forman una cadena, cada una construyendo sobre la anterior. Sin embargo, cuando surgen afirmaciones en conflicto, el árbol se divide en ramas, señalando un posible fraude.

Resolver estas disputas implica una técnica interactiva de prueba llamada "disección". Los validadores involucrados en la disputa reducen sistemáticamente su desacuerdo hasta que solo queda una sola operación. Esta operación luego se ejecuta en la Capa 1 de Ethereum para determinar su validez.

Los pasos son los siguientes:

1. Dos validadores tienen una discrepancia sobre el estado de Arbitrum.
2. Gradualmente reducen su disputa a solo un paso computacional.
3. Este paso se ejecuta luego en la Capa 1 de Ethereum para verificar qué validador es correcto.

El enfoque de Arbitrum brilla por su eficiencia. Al aislar y examinar solo la computación en disputa, evita el proceso más costoso de volver a ejecutar toda la transacción en Ethereum, como se hace en las pruebas de fraude de una sola ronda de Optimism. Dado que las pruebas de fraude de una sola ronda requieren toda la computación en la cadena L1/

3.1.2 Arbitrum BoLD

Fuente: Una introducción suave: BOLD | Arbitrum Docs

BoLD (Bounded Liquidity Delay) está diseñado como un nuevo protocolo de resolución de disputas específicamente diseñado para Optimistic Rollups en las cadenas de Arbitrum, con el objetivo de facilitar la validación sin permisos. Este mecanismo mitiga los riesgos asociados con los ataques de retraso al garantizar que las disputas se resuelvan dentro de una ventana de tiempo predeterminada.

BoLD presenta varias características clave que son fundamentales para su funcionamiento. En primer lugar, introduce la validación sin permisos, lo que permite a cualquier parte honesta validar y vincular sus fondos para publicar afirmaciones correctas del estado L2. Esta característica permite a los validadores honestos desafiar y ganar disputas contra actores malintencionados. En segundo lugar, BoLD garantiza que las disputas se resolverán dentro de una ventana de tiempo fija, actualmente establecida en un período de desafío (aproximadamente 6.4 días) para Arbitrum One y Nova. Además, el tiempo máximo total para resolver disputas incluye hasta dos períodos de desafío más un período de gracia de dos días para una posible intervención del Consejo de Seguridad. Por último, BoLD apoya el avance de Arbitrum a un rollup de Etapa 2, asegurando que cualquiera pueda validar el estado L2 y presentar pruebas de fraude a Ethereum, lo que refuerza la descentralización y seguridad de la plataforma.

Crucialmente, BoLD promueve la participación sin permisos, alentando a cualquier parte honesta a participar en el proceso de validación. Esta inclusividad tiene como objetivo fomentar una mayor resistencia dentro de la red al diversificar la participación y reducir los puntos centrales de falla. Actualmente, BoLD se encuentra en su fase de lanzamiento alfa e implementado en una red de prueba pública. También ha sido auditado dos veces (Informe por Trailofbits, Code4rena).

3.2 Optimismo - Cannon, Máquina Virtual a Prueba de Fallos

Fuente: VM a prueba de fallas - Cannon | Documentos de Optimism

El sistema a prueba de fallos en OP-Stack está diseñado para desafiar y mitigar actividades maliciosas dentro de la red. El próximo Fault Proof VM será la mejora clave. Este sistema está compuesto por tres componentes principales: el Programa a Prueba de Fallos (FPP), la Máquina Virtual a Prueba de Fallos (FPVM) y el protocolo de juego de disputas. El FPP verifica la transición de estado de rollup para verificar una salida L2 a partir de entradas L1, resolviendo cualquier disputa sobre salidas en L1. Esta arquitectura modular permite el desarrollo y despliegue independiente de múltiples sistemas de prueba y juegos de disputa únicos, fortaleciendo significativamente la flexibilidad y seguridad del sistema.

El FPVM, una unidad mínima y componible en esta arquitectura, ejecuta los ciclos de instrucción para probar transacciones sin ser afectado por los cambios en el protocolo de Ethereum, gracias a su separación de la FPP. El protocolo del juego de disputas orquesta el mecanismo de desafío al bisectar las transiciones de estado para reducir las disputas a verificaciones de instrucciones individuales, lo que permite pruebas eficientes en el L1 EVM. Este sistema promueve un futuro de múltiples pruebas que incluye diversas metodologías de prueba como las pruebas ZK y los sistemas de prueba agregados.

3.3 Inicia - Enshrined OP-Stack, OPinit

Origen: OPinit Stack | Initia Docs

Initia es un blockchain L1 de Comsos, donde se está construyendo un ecosistema unificado e interconectado de rollup. Se asemeja mucho al ecosistema de rollup en Ethereum, pero está diseñado desde cero para los rollups. Los validadores de Initia L1 ejecutan los secuenciadores para los rollups y la liquidación basada en pruebas optimistas está incrustada en el blockchain L1. Veamos cómo funcionan los rollups, que son construidos por el Stack OPinit que soporta EVM, WasmVM, MoveVM con interoperabilidad nativa a través de IBC.

El Stack OPinit es un marco diseñado para lanzar un Minitia L2 en la parte superior de la cadena de bloques Initia L1. Esta pila está específicamente construida utilizando el CosmosSDK, que ayuda en la construcción de Optimistic Rollups agnósticos de vm, y se modela estrechamente en la interfaz Bedrock de Optimism. Al aprovechar el modelo de gobernanza de Initia L1, maneja eficientemente disputas a prueba de fraude, garantizando validaciones de transacciones fiables y resoluciones de disputas. El desafío ocurre como en el sistema de desafío en Bedrock, los desafiantes con permiso pueden borrar la salida no finalizada. Además, a través de la propuesta L1, el remitente de la salida puede ser cambiado.

Esencial para la pila OPinit son sus dos módulos principales: OPHost y OPChild:

1. El módulo OPHost está diseñado para operaciones de Capa 1 dentro del ecosistema Initia, aprovechando las funcionalidades de Cosmos SDK. Incluye varios tipos de mensajes y métodos de controlador RPC para facilitar actividades principales como envíos por lotes, creaciones de puentes, propuestas de datos de salida y eliminaciones de salida.
2. El módulo OPChild se centra en operaciones de Capa 2, proporcionando mecanismos para apoyar transferencias de tokens y administración de la piscina de tarifas. También incluye tipos de mensajes específicos y controladores RPC para ejecutar mensajes, finalizar depósitos de tokens e iniciar retiros de tokens de L2 a L1, asegurando funcionalidades de Capa 2 simplificadas dentro de la arquitectura Initia.

3.4 Taiko - Sistema Multi-Prueba

Fuente: Descripción del Protocolo Taiko — Laboratorios Taiko

Taiko es un rollup optimista por defecto, a través de un sistema multi-proof. Este sistema combina un enfoque optimista con el uso de ZK-proofs.

El proceso comienza con los Proponentes, quienes construyen bloques de rollup a partir de transacciones de L2 y los sugieren al contrato Taiko de L1 en Ethereum. Estos bloques propuestos se agregan al contrato L1 sin el requisito inicial de pruebas de validez. Los Probadores tienen luego la oportunidad de desafiar la validez de un bloque propuesto proporcionando una fianza, que implica apostar tokens TAIKO. Si un bloque no es desafiado dentro del período de desafío, se considera válido y se finaliza en L1, con la devolución de la fianza del Probador. En los casos en que un bloque es desafiado, se hace necesario un ZK-proof para afirmar la validez del bloque. El Probador que tuvo razón, ya sea el Probador inicial o el Retador, recibe su fianza de vuelta más una recompensa. Mientras tanto, la fianza de la parte incorrecta se reduce, lo que lleva a una quema parcial.

Curiosamente, Taiko estima que aproximadamente el 1% de los bloques requerirán una prueba ZK, lo que ayuda a reducir la sobrecarga computacional mientras ofrece garantías de validez. Para mejorar su resiliencia, Taiko admite múltiples backends de prueba como PLONK, Halo2 y SGX para protegerse contra posibles errores o vulnerabilidades. Este enfoque permite a las dApps establecer sus propias suposiciones de confianza y niveles de seguridad, demostrando la contribución de Taiko a la escalabilidad y seguridad de la cadena de bloques.

3.5 Otros - Dymension y Rollkit

3.5.1 Dymension

Las pruebas de fraude son una parte integral del ecosistema Dymension, diseñadas para garantizar la integridad de las transiciones de estado de la cadena de bloques. Cuando un secuenciador RollApp (Rollup en Dymension L1) publica una raíz de estado, los nodos completos de RollApp supervisan estas transiciones. Si se detecta una transición de estado no válida, estos nodos generan una transacción de prueba de fraude única reuniendo una lista de todas las transiciones de estado dentro del bloque hasta la fraudulenta.

Esta transacción ensamblada, que incluye detalles como la altura del bloque, el índice de transacción, las acciones de blob, las pruebas de inclusión de blob y los testigos de estado, se envía a Dymension para su validación. Una vez enviada, los nodos completos de Dymension verifican los datos y recalculan la transición de estado. Si la transición calculada resulta en una Raíz de Estado Provisional (ISR) diferente a la publicada, se valida la prueba de fraude, lo que conduce a la reversión del estado en disputa y a la penalización del secuenciador responsable.

El período actual de disputa en la red principal de Dymension está establecido en aproximadamente 120.000 bloques. Dado que se produce un bloque cada 6 segundos, la finalidad es de alrededor de 8 días.

3.5.2 Rollkit

Fuente: rollkit/specs/lazy-adr/adr-009-state-fraud-proofs.md en main · rollkit/rollkit

Las Pruebas de Fraude de Estado de Rollkit ayudan a reducir los problemas de confianza en las redes blockchain al identificar transacciones fraudulentas. Se utilizan cuando hay una discrepancia entre las raíces de estado producidas por los nodos completos y el secuenciador. El nodo completo crea una prueba que se comparte en toda la red para su verificación. Si se confirma una discrepancia, se desencadena la necesidad de una acción correctiva, mejorando la seguridad y descentralizando la supervisión.

4. Desarrollos futuros: Problemas y soluciones

Muchas personas solían ver a los rollups optimistas como inferiores a los zk rollups. A medida que los zk rollups se vuelven más listos para la producción, presumiendo fortalezas como la interoperabilidad segura y una finalización más rápida, la gente se pregunta si los sistemas de prueba optimistas perderán su posición. No creo que sea así, ya que hay muchos desarrollos activos dirigidos a resolver los principales problemas en el sistema de prueba optimista.

En esta sección, examinemos algunos de estos problemas importantes y posibles soluciones:

1. Centralización de operación
2. Altos costos operativos
3. Finalización lenta

4.1 Descentralización - Validación sin permisos

La centralización de los secuenciadores en los proyectos de Optimistic Rollup es un problema crítico, ya que implica un punto concentrado de control y confianza dentro de un sistema destinado a ser descentralizado. En un Optimistic Rollup, los secuenciadores son responsables de ordenar las transacciones, agregarlas fuera de la cadena y comprometerlas con el Ethereum. Este papel central otorga a los secuenciadores un poder y control considerable, lo que puede introducir varios riesgos relacionados con la centralización.

La mayoría de los rollups de hoy utilizan secuenciadores centralizados. En esta configuración, una sola entidad u organización suele ejecutar el secuenciador, lo que puede llevar a varios problemas potenciales. La mayoría de los rollups actuales, incluidos OP-Mainnet y Arbitrum, no tienen un sistema totalmente descentralizado. Confían en algunas entidades centralizadas tanto en la presentación de lotes de transacciones como en la participación en el sistema de desafío de fraudes. Sin embargo, Arbitrum tiene una forma incorporada para que los usuarios eviten al secuenciador si este se desconecta o actúa maliciosamente.

La reciente controversia, Incidente de reversión de Blast, sirve como un excelente ejemplo para comprender los beneficios y desventajas de la centralización. Este incidente subrayó los riesgos de las soluciones centralizadas de capa 2 sin estrategias de salida adecuadas para los usuarios. Esto fue evidente cuando Blast fue detenido y se eliminó una transacción relacionada con el hackeo. La entidad central que opera un rollup puede impactar en el ecosistema general, pero en este caso, ayudó a recuperar $62.5M. Además, este artículopor Charles Yu en Galaxy es un gran recurso para entender el proceso de descentralización de Arbitrum y Optimism.

4.1.2 Solución1. Validación sin permisos

Los principales creadores del marco de Optimistic Rollup, Arbitrum y Optimism, ahora están considerando la validación sin permiso como el próximo paso para hacer que el rollup sea más descentralizado. Ambos están listos para lanzar la actualización este año, haciendo que el proceso de validación sea sin permiso.

• Arbitrum:Arbitrum está trabajando para lograr una validación sin permisos a través de su nuevo protocolo de validación llamado BoLD (Bounded Liquidity Delay). BOLD está diseñado específicamente para hacer que la validación de las cadenas de Arbitrum sea segura sin necesidad de permisos. El protocolo permite que cualquier parte honesta participe en el proceso de validación al vincular sus fondos para publicar afirmaciones correctas del estado de la Capa 2 (L2). Esto elimina la necesidad de una autoridad centralizada para gestionar validadores y permite que las disputas se resuelvan en función de la corrección del estado en lugar de la identidad del validador. Se puede encontrar una explicación más detallada en “Part3.1 Arbitrum”.
• Optimismo:El optimismo esapuntando a lograr validación sin permisosal pasar a un sistema descentralizado a prueba de fallos. Inicialmente, Optimism dependía de billeteras multisig gobernadas por el Consejo de Seguridad de Optimism y la Fundación Optimism. Para descentralizar aún más, Optimism introdujo Cannon, un sistema a prueba de fallos fuera de la cadena actualmente implementado en OP Sepolia para pruebas. Al utilizar Cannon, Optimism está tratando de pasar de un sistema que requiere permisos explícitos a uno en el que cualquier participante pueda participar en la verificación de transacciones y la resolución de conflictos. Este sistema permite a cualquier persona participar en el proceso de validación mediante la presentación de reclamos de retiro respaldados por bonos.Esto ahora está en vivo en la red principal.)

4.1.3 Solución2. Descentralización del secuenciador

La naturaleza centralizada de sus secuenciadores, que son responsables de construir y proponer bloques, plantea una preocupación por la centralización. Para abordar estos desafíos, los rollups tienen como objetivo hacer la transición desde un modelo de secuenciador único a una configuración de múltiples secuenciadores, distribuyendo así la responsabilidad de validación y propuesta de bloques entre múltiples entidades independientes. A continuación se presentan algunos de los enfoques que se pueden tomar para descentralizar los secuenciadores.

1. Secuenciadores compartidos: Externalización de la secuenciación a servicios de terceros como Espresso y Radius.
2. Tecnología de Secuenciador Distribuido (DST): Utilizando un grupo de máquinas distribuye tareas de secuenciador, ofreciendo alta tolerancia a fallas. Esto puede ser pensado similar a soluciones DVT como la red Obol está construyendo para validadores de PoS.

Diferentes rollups pueden priorizar varios aspectos como la máxima descentralización, flexibilidad o distribución geográfica en función de sus casos de uso específicos. Por ejemplo, rollups de propósito general como Optimism podrían adoptar un enfoque más descentralizado pero con un conjunto dedicado de secuenciadores como DST, mientras que rollups específicos de aplicaciones, como los diseñados para juegos, podrían inclinarse hacia un modelo centralizado pero emplear Secuenciadores Compartidos para garantizar la fiabilidad y reducir el tiempo de inactividad. Este campo se encuentra en una etapa temprana de desarrollo.

Fuente: Tecnología de Secuenciador Distribuido — Un camino hacia el secuenciado descentralizado | por Figment Capital | Medium

4.2 Menor Costo - DA y Sistema de Prueba Interactiva

Los rollups optimistas requieren el almacenamiento de transacciones para reconstruir el estado del proceso de desafío. Esto puede resultar en altos costos de almacenamiento de datos, que comprenden la mayor parte de los costos operativos de los rollups optimistas. Sin embargo, este problema se está investigando activamente, con soluciones como aplicar más técnicas de compresión o utilizar DAs alternativos. Además, el sistema de prueba interactivo ha contribuido a reducir el costo de los desafíos, ya que la computación del desafío se redujo significativamente.

4.2.1 Solución1. DA más barato

Los rollups optimistas están aprovechando eficazmente los blobs de Ethereum y soluciones alternativas de Disponibilidad de Datos (DA) como Celestia para abordar los altos costos asociados con la publicación de datos de lotes de transacciones.

En el contexto de Ethereum, los rollups optimistas solían publicar datos de transacción en el mainnet como calldata, lo que suponía un costo significativo. Sin embargo, con la actualización de Dencun, ahora están utilizando el nuevo formato de almacenamiento de datos llamado blobs, reduciendo el costo total en más del 90%.

Origen: Optimismo: Cadenas OP (Supercadena) - Actividad L2, Economía de Cadenas, Costos de DA L1

Además de aprovechar los avances propios de Ethereum, los rollups optimistas también se están integrando con soluciones DA alternativas como Avail y Celestia. Al descargar los datos del lote de transacciones en Celestia, los rollups optimistas pueden reducir su dependencia del almacenamiento más caro de Ethereum, lo que permite reducir aún más los costos asociados con la publicación de datos. Esta integración permite a los rollups mantener altos niveles de rendimiento y velocidad de transacción, al mismo tiempo que mantiene los costos gestionables.

Este paisaje alternativo de DA está ganando más tracción, ya que más rollups se están lanzando con un sistema de prueba optimista. A medida que se preparan más rollups para ser lanzados, habrá más mejoras en el espacio alternativo de DA también. Por ahora, el DA no es el cuello de botella del costo de operación y la escalabilidad.

4.2.2 Solución2. Sistema de Prueba Interactiva

En rollups optimistas, si se sospecha que una transacción es fraudulenta, los retadores en la red pueden desafiar la validez de la raíz de salida. Durante el período de desafío, se debe proporcionar una prueba de fraude para demostrar la incorrección de la transacción. Si se prueba que la transacción es fraudulenta, la prueba se verifica en la cadena, lo que conduce a la invalidación de la transacción. Este método asegura que solo las transacciones en disputa estén sujetas a verificación en la cadena, manteniendo así la mayoría de las transacciones fuera de la cadena.

El sistema interactivo de prueba invita a los participantes a generar y enviar pruebas de fraude si sospechan fraude. El contrato inteligente que gestiona el rollup evalúa estas pruebas frente a la raíz del estado que el secuenciador envió. Si se encuentra una discrepancia, el estado incorrecto se descarta y el sistema vuelve a un estado válido anterior. Este enfoque garantiza una verificación eficiente sin sobrecargar la red de Ethereum con cálculos innecesarios. Actualmente, este cálculo se realiza en la cadena, lo que puede ser costoso. Para Arbitrum, el cálculo requerido en los desafíos se realiza fuera de la cadena con los resultados finales publicados en la cadena. Sin embargo, este costo puede ser pequeño porque hay pocos desafíos en los rollups optimistas actuales. El único caso conocido fue hecho por Kromaen abril de 2024.

4.3 Finalización lenta - Sistema de ejecución más rápida y híbrido de prueba

Los rollups optimistas tienen dos tipos de finalización: finalización suave y finalización rápida. La finalización suave se refiere al estado inicial cuando un secuenciador ejecuta la transición de estado, junto con tener un lote de transacciones publicadas en Ethereum. En este punto, las transacciones se consideran "finalizadas suavemente" y pueden ser utilizadas de forma segura por usuarios y aplicaciones en el rollup. Sin embargo, hay un período de desafío (normalmente alrededor de 7 días) durante el cual cualquiera puede enviar una "prueba de fraude" para impugnar la validez de las transacciones en ese lote. Si no se presenta ninguna prueba de fraude dentro del período de desafío, el lote de transacciones alcanza una finalización dura y ya no se puede revertir o impugnar. Normalmente, un puente nativo requiere una finalización dura para la transferencia de activos.

La finalización lenta tanto en la finalidad suave como en la finalidad dura puede causar problemas al construir un puente o dapps de múltiples cadenas. Este problema se está abordando a través de una ejecución más rápida y un sistema de prueba híbrido.

4.3.1 Solución1. Ejecución más rápida

En términos de finalidad suave, el proceso consiste en ejecutar la transición de estado y tener los lotes de transacciones almacenados en Ethereum. El proceso de ejecución ha visto limitaciones debido a la especificación de EVM que no admite la ejecución paralela ni la optimización de la base de datos. Sin embargo, hay proyectos como MegaETHyHeikoque están construyendo el entorno de ejecución paralela, con un sistema de prueba optimista.

Además, los rollups están tratando de almacenar los lotes de transacciones más rápidamente al tener un tiempo de bloque más corto. Para Arbitrun, mediante la generación de bloques cada 250 milisegundos, o tan bajo como 100 milisegundos en cadenas Orbit configurables, Arbitrum garantiza confirmaciones rápidas de transacciones. Además, el diseño de Arbitrum aprovecha un modelo de "secuenciación" único en lugar del enfoque convencional de "construcción de bloques", lo que permite un procesamiento más rápido al eliminar la necesidad de que las transacciones esperen en un mempool. Esto también puede eliminar MEV malos.

4.3.2 Solución2. Sistema de Prueba Híbrido

Los sistemas híbridos de prueba, especialmente aquellos que aprovechan las pruebas de conocimiento cero integradas con rollups optimistas, mejoran significativamente la finalidad de las transacciones en blockchain al reducir el tiempo requerido para su verificación concluyente. Los rollups optimistas, como los utilizados en la pila OP de Optimism, dependen inherentemente de la suposición de que las transacciones son válidas a menos que se cuestionen. Esto lleva a la necesidad de un período de disputa o desafío, donde las transacciones potencialmente inválidas pueden ser impugnadas. Sin embargo, este período de desafío introduce retrasos en la finalidad de la transacción, ya que debe ser lo suficientemente largo para garantizar una verificación sólida y permitir cualquier desafío potencial.

Zeth, un probador de bloques ZK construido en el RISC Zero zkVM, permite realizar comprobaciones de validez inmediatas de transacciones proporcionando pruebas criptográficas de que un bloque de transacciones es correcto sin revelar los detalles de las transacciones mismas. Esto reduce la dependencia de ventanas de disputa extendidas requeridas para rollups optimistas y acorta significativamente el tiempo de finalización.

Herramientas como Zeth garantizan que las secuencias de transacciones y los mecanismos de disponibilidad de datos se mantengan de manera confiable, y al reducir el período de desafío de potencialmente días a horas o incluso minutos, se mejora la eficiencia de soluciones de capa 2, como Optimism. Proyectos como ZKM también han desarrollado @benjamin.wynn_45604/fusing-metis-zkm-the-first-hybrid-roll-up-on-ethereum-3cd896130f9">sistema de prueba híbrido para Metis.

Fuente: Tweet de zerokn0ledge

5. Mirando hacia adelante - ¿Será reemplazado Optimistic Rollup?

En mi opinión, el rollup optimista no será reemplazado pronto. Se están realizando numerosas mejoras en él, y su simplicidad probablemente será adoptada en otros ecosistemas también. En un futuro artículo, intentaré adentrarme en el 'Estado del Sistema de Pruebas ZK', discutiendo los desarrollos recientes y los próximos lanzamientos y comparándolos con los rollups optimistas. Sin embargo, la adopción de marcos como Arbitrum Orbit y OP-Stack se está acelerando, y espero que haya una coordinación mejorada para una mejor infraestructura y herramientas en cada ecosistema.

Un problema que veo en el espacio de rollup es la escalabilidad. Proyectos de Layer1 como Sei, Sui y Solana están desarrollando infraestructura para permitir ejecuciones de transacciones paralelas sólidas y optimización de bases de datos, con el objetivo de hacer que la cadena de bloques sea más accesible para las masas. (Consulte nuestro artículo de Four Pillars sobre la ejecución paralela deSei y Sui)Las rollups actuales pueden no ser capaces de manejar tantas transacciones y alcanzar una finalidad rápida como Sui. Sin embargo, con proyectos como Red de Combustible, MegaETH y Heikohaciendo posible la ejecución paralela, podemos esperar mejoras de rendimiento en los rollups pronto.

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