Optimistic Rollups y su papel en la Red Boba

Optimistic Rollups es un mecanismo de escalabilidad utilizado por Boba Network para aliviar la congestión en la cadena de bloques de Ethereum y otras cadenas de bloques de Layer-1. En el procesamiento de transacciones tradicional de Layer-1, cada transacción debe ser procesada una por una, mientras que Optimistic Rollups agrega múltiples transacciones para ser procesadas fuera de la cadena y enviar los resultados en forma de lotes a la cadena de bloques de Layer-1. Esta forma reduce significativamente la carga en la red principal y mejora la eficiencia de procesamiento de la red.

El principio fundamental de Optimistic Rollups es suponer que todas las transacciones son válidas a menos que haya evidencia de lo contrario. Esto contrasta con otros métodos de verificación, como los ZK-Rollups (Rollups de conocimiento cero), que verifican cada transacción de antemano. A pesar de que este mecanismo puede parecer contraintuitivo, Optimistic Rollups introduce un período de desafío durante el cual los participantes pueden cuestionar cualquier transacción potencialmente fraudulenta a través de un proceso llamado prueba de fraude. Normalmente, este período de desafío dura hasta siete días, lo que reduce los recursos necesarios para la verificación continua y garantiza la confianza y seguridad del sistema.

Boba Network utiliza este modelo para manejar cálculos fuera de la cadena y aumentar la capacidad de transacción, lo que permite que la red proporcione un entorno altamente escalable para aplicaciones descentralizadas (dApps). En comparación con Layer-1, los costos de transacción de Boba pueden reducirse hasta 100 veces y la velocidad de procesamiento de transacciones es más rápida.

Los Optimistic Rollups también son compatibles con los contratos inteligentes existentes en Ethereum. Los desarrolladores solo necesitan hacer cambios mínimos para migrar sus aplicaciones de Ethereum a la capa 2 de Boba y ejecutarlas.

El cálculo y procesamiento de transacciones fuera de la cadena de Boba Network

Una de las características clave de las soluciones de capa 2 (como Boba Network) es su capacidad de cálculo fuera de la cadena (off-chain computation). Al trasladar parte del trabajo de cálculo a la ejecución fuera de la cadena, se puede aliviar eficazmente la carga de la red principal de Ethereum. Esta característica es una de las principales razones por las que Boba y otras redes que utilizan estas tecnologías pueden reducir significativamente las tarifas de Gas y aumentar la velocidad de las transacciones.

Después de que las transacciones se procesan en lotes fuera de la cadena, BOBA envía los resultados en lotes a la red principal de Ethereum. Esto no solo reduce la necesidad de procesar cada transacción directamente en Layer-1, sino que también mejora significativamente la eficiencia general de la red. Gracias a estos mecanismos, BOBA puede proporcionar soluciones más eficientes y económicas para aplicaciones descentralizadas (dApp).

El principio técnico de la red Boba

• Procesamiento fuera de la cadena: En la red Boba, la mayoría de las transacciones se procesan fuera de la cadena. La verificación de firmas, las actualizaciones de variables de estado y el procesamiento de la lógica de las transacciones no se realizan en la cadena de bloques principal, sino fuera de la cadena. Los resultados de estos cálculos se agregan antes de que los resultados finales se envíen a Ethereum, lo que permite que la red escale mientras mantiene los costos bajos.
• Mecanismo de lotes: BOBA utiliza lotes para mejorar la eficiencia de la presentación de transacciones. A diferencia de la presentación de transacciones una por una en Ethereum, BOBA procesa múltiples transacciones fuera de la cadena, y luego presenta los resultados del lote a Ethereum de una vez. Este método reduce los costos de gas y aumenta el número de transacciones que se pueden procesar por segundo.
• Generación y validación de raíces de estado: Cuando los resultados del procesamiento por lotes se envían a Ethereum, se genera una raíz de estado posterior (post-state root), es decir, un valor hash criptográfico que representa el nuevo estado del sistema después de procesar ese lote de transacciones. Los validadores en Ethereum pueden confirmar que todas las transacciones en el lote se hayan procesado correctamente mediante la validación de esta raíz de estado. Si se detecta algún problema, los validadores pueden iniciar un desafío mediante el mecanismo de prueba de fraude (fraud-proof mechanism) para garantizar la precisión de las transacciones y la seguridad del sistema.

HybridCompute™

HybridCompute es una tecnología innovadora de Boba Network que amplía el concepto de cálculo fuera de la cadena (off-chain computation), permitiendo que los contratos inteligentes interactúen con datos y API fuera de la cadena. Esta función admite aplicaciones más complejas, como la ejecución de algoritmos de aprendizaje automático fuera de la cadena mientras se activan por eventos en la cadena. Por ejemplo, una aplicación DeFi puede obtener precios de acciones en tiempo real u otros datos financieros a través de una API externa, realizar cálculos complejos fuera de la cadena y devolver los resultados a la cadena.

En el modo HybridCompute, las dApp implementadas en BOBA pueden enviar solicitudes, las cuales son procesadas por un servidor fuera de la cadena y se devuelven en formato compatible con Ethereum. Estos resultados luego se envían al contrato inteligente para realizar cálculos avanzados y evitar cargar la cadena de bloques.

Esta capacidad es exclusiva de la red Boba, lo que le proporciona una flexibilidad computacional poco común en otras soluciones de capa 2, lo que amplía en gran medida el potencial de desarrollo de aplicaciones descentralizadas.

El papel de los secuenciadores y el mecanismo de prueba de fraude en la seguridad

El secuenciador en Boba Network es responsable de ordenar las transacciones, asegurando que se procesen en el orden correcto y proporcionando confirmaciones de transacciones rápidas. El secuenciador funciona esencialmente como un servicio centralizado, pero aún está sujeto a las reglas y protocolos del sistema Layer-2. Aunque actualmente se utiliza un mecanismo centralizado, esto es temporal ya que el diseño del sistema ha considerado los futuros modelos de gobernanza y el secuenciador finalmente será administrado por un mecanismo descentralizado.

Esta arquitectura equilibra las necesidades de rendimiento actuales con el objetivo descentralizado futuro. Incluso durante la existencia del secuenciador centralizado, Boba Network garantiza la seguridad de las transacciones a través del mecanismo de pruebas de fraude. Si se descubre que una transacción es ilegal o contiene errores, los validadores pueden presentar pruebas de fraude para cuestionar los resultados de procesamiento del secuenciador y mantener la seguridad y confianza del sistema.

El principio de funcionamiento del Sequencer:

1. Recibir y procesar transacciones:
   El secuenciador recibe transacciones fuera de la cadena del usuario y las agrupa en lotes. El secuenciador se encarga de garantizar que estas transacciones se ordenen correctamente según el tiempo de recepción.

2. Enviar a Ethereum y asegurar la finalidad:
   Una vez que se completa la clasificación, el secuenciador enviará el lote de transacciones a Ethereum Layer-1 para garantizar la finalidad de las transacciones. La finalidad significa que las transacciones se consideran inmutables a menos que se anulen mediante un hard fork.

3. Período de prueba de fraude (Fraud-Proof Period):
   Después de que se envíe un lote de transacciones, generalmente hay un período de siete días de prueba de fraude, durante el cual cualquier persona puede cuestionar la validez de la transacción.

4. Si se detecta una transacción maliciosa o no válida, el impugnador puede presentar una prueba de fraude.

5. La prueba de fraude consiste en volver a ejecutar transacciones controvertidas en la red principal de Ethereum para verificar si los resultados coinciden con los presentados por el Secuenciador.
6. Si el resultado no coincide, la transacción inválida se revertirá y el sistema volverá al estado válido anterior.
7. Reversión y recuperación de estado:
   Si se demuestra fraude, el sistema revertirá la transacción inválida y la restaurará a su estado válido anterior.

El mecanismo de salida de la red Boba: Salida estándar y puente de salida rápida

En las soluciones de capa 2, uno de los desafíos principales es implementar un mecanismo eficiente de retiro de fondos que permita a los usuarios transferir fondos de la capa 2 a la capa 1. Boba Network aborda este proceso a través de dos métodos principales: salida estándar y puente de salida rápida (fast-exit bridge).

Salida estándar

En el proceso de salida estándar, cuando un usuario desea retirar activos de Boba y devolverlos a Ethereum, deben enviar una solicitud de retiro. Sin embargo, debido al período de prueba de fraude de siete días, los usuarios deben esperar todo el ciclo antes de que los activos puedan regresar a Layer-1. Este tiempo de retardo garantiza que haya suficiente tiempo para detectar y resolver cualquier actividad fraudulenta en los lotes de transacciones.

Nota:Esta forma de salida es el método predeterminado en la mayoría de los sistemas Optimistic Rollup. Aunque puede garantizar la seguridad de las transacciones, puede resultar inconveniente para los usuarios que necesitan obtener sus fondos de inmediato.

Puente de salida rápida (Fast-Exit Bridge)

Para resolver el problema de retraso en la salida estándar, Boba ha introducido un puente de salida rápida (fast-exit bridge) que permite a los usuarios obtener fondos de los proveedores de liquidez de forma inmediata, evitando el período de espera de siete días.

Principio de funcionamiento:

• Los proveedores de liquidez adelantan los activos de los usuarios para que puedan retirarlos instantáneamente de Layer-2.
• A cambio, los proveedores de liquidez cobrarán una pequeña tarifa y serán reembolsados al final del período de prueba de fraude y después de que las retiradas se confirmen definitivamente en Layer-1.
• Durante este período, los proveedores de liquidez asumen ciertos riesgos, y si se descubre una operación fraudulenta, podría provocar problemas con los fondos anticipados.
  Este método mejora significativamente la experiencia del usuario, proporcionando un acceso casi instantáneo a los fondos al mismo tiempo que garantiza la seguridad y eficiencia del sistema.

ZK-Rollups y sidechains
Aunque Optimistic Rollups es la tecnología central en la arquitectura de Boba Network, también es muy importante compararla con otras soluciones de capa 2, como Zero-Knowledge Rollups y sidechains.

ZK-Rollups
Existe una diferencia fundamental entre los ZK-Rollups y los Optimistic Rollups en la forma en que se verifican las transacciones. En lugar de asumir que todas las transacciones son válidas, los ZK-Rollups verifican la validez de cada transacción generando pruebas de conocimiento cero y completando la verificación antes de enviarla a la capa 1. Este enfoque elimina la necesidad de un ciclo a prueba de fraudes, lo que permite que las transacciones se confirmen más rápidamente. Sin embargo, los ZK-Rollups requieren costos computacionales más altos debido a la gran cantidad de potencia de procesamiento requerida para generar estas pruebas criptográficas.

A pesar de que ZK-Rollups tiene ventajas en privacidad y velocidad de confirmación de transacciones, suelen ser más complejos que Optimistic Rollups y tienen menos flexibilidad, lo que supone un desafío especialmente para los desarrolladores que desean migrar sus dApps de Ethereum a Layer-2.

Sidechain
Las sidechains son redes que funcionan de manera independiente a las redes de Layer-1 como Ethereum. A diferencia de los Rollups, las sidechains utilizan su propio mecanismo de consenso y validadores, lo que significa que no heredan la seguridad de Ethereum. Aunque las sidechains pueden proporcionar alta capacidad de procesamiento y bajos costos de transacción, también presentan claras compensaciones en términos de seguridad. Si el conjunto de validadores de una sidechain es atacado, toda la sidechain corre el riesgo; mientras que los Rollups como Boba dependen de la finalidad de Ethereum y pruebas de fraude para garantizar la seguridad.

Boba Network ha implementado una solución de extensión de capa 2 cuidadosamente diseñada a través de Optimistic Rollups. Reduce la carga computacional de Ethereum al suponer que las transacciones son válidas, al mismo tiempo que mantiene la descentralización y la seguridad.

Destacar

• Procesamiento de transacciones: Optimistic Rollups procesa múltiples transacciones fuera de la cadena y las envía a Layer-1 para aliviar la carga de Ethereum.
• Hipótesis de validez: el sistema asume que las transacciones son válidas a menos que se demuestre lo contrario, lo cual es diferente a la forma en que ZK-Rollups requiere una prevalidación de cada transacción.
• Mecanismo de Prueba de Fraude: El período de prueba de fraude de siete días permite a los participantes cuestionar las transacciones sospechosas para garantizar la seguridad y reducir la carga de verificación.
• Funciones de HybridCompute: HybridCompute de Boba permite que las dApp utilicen datos fuera de la cadena y API para cálculos complejos sin cargar la cadena de bloques.
• Mecanismo de salida de activos: Boba ofrece opciones de salida estándar y rápida, que permiten a los usuarios retirar activos de la capa 2 a la capa 1, mejorando la liquidez y optimizando la experiencia del usuario.