El nuevo trabajo de Vitalik: ¿En qué se diferencia L2 de realizar fragmentación?

Texto: Vitalik Buterin

Peng Sun, Foresight News.

Hace dos años y medio, mencioné en el artículo “Endgame” que las diferentes rutas de desarrollo de la cadena de bloques en el futuro se ven muy similares, al menos técnicamente. En ambos casos, hay un gran número de transacciones en la cadena on-chain, y el procesamiento de estas transacciones requiere: (1) una gran cantidad de cálculo; (2) Una gran cantidad de ancho de banda de datos. Los Ethereum Nodo ordinarios (como el archivo reth de 2 TB Nodo ejecutando en mi computadora en este momento), incluso con un sólido rendimiento de ingeniería de software y árboles Verkle, no son suficientes para verificar directamente la gran cantidad de datos y cálculos. Por el contrario, tanto en los esquemas de “fragmentación L1” como en los centrados en Rollup, los ZK-SNARK se utilizan para verificar el cálculo y DAS se utiliza para verificar la disponibilidad de los datos. Ya sea que se trate de fragmentación L2 o Rollup, DAS es lo mismo y la tecnología ZK-SNARKs es la misma. Ambos son código de contratos inteligentes y una función del protocolo. En un verdadero sentido técnico, Ethereum es fragmentación, y Rollup es fragmentación. **

Esto naturalmente plantea una pregunta: ¿cuál es la diferencia entre los dos? Una de ellas es la consecuencia de las vulnerabilidades del código: en Rollup, los tokens pueden ser robados; en la fragmentación, el consenso se rompe. Sin embargo, preveo que a medida que el protocolo se fortalezca y mejore la tecnología de verificación formal, el impacto de las vulnerabilidades del código será cada vez menor. Entonces, ¿cuáles son las otras diferencias entre estas dos soluciones que podrían existir a largo plazo?

El más largo de los entornos de ejecución

2019, una idea que discutimos brevemente en Ethereum fue el concepto de un entorno de ejecución. En esencia, Ethereum tendría diferentes “zonas” que podrían establecer reglas diferentes para cuentas (incluyendo métodos completamente diferentes como UTXO), la forma en que funciona la máquina virtual y otras funcionalidades. Esto permitiría diversidad de métodos en diferentes partes del stack, pero sería difícil de lograr si Ethereum intenta tener todo en un solo lugar.

Finalmente, renunciamos a algunos planes más ambiciosos y nos quedamos solo con EVM. Sin embargo, se puede decir que Ethereum L2 (incluyendo rollups, valdiums y Plasmas) terminó siendo el entorno de ejecución. Actualmente, nos centramos principalmente en L2 equivalente a EVM, pero hemos pasado por alto la diversidad que otras metodologías pueden brindar.

• Arbitrum Stylus, añade un segundo oráculo basado en WASM fuera de la Máquina Virtual de Ethereum (EVM).
• Fuel, utiliza una arquitectura basada en UTXO similar a Bitcoin (pero más completa);
• Aztec, introduce un nuevo lenguaje y paradigma de programación centrado en el diseño de contratos inteligentes basados en ZK-SNARK para la protección de la privacidad.

基于 UTXO 的架构，来源：Fuel 文档 -> Arquitectura basada en UTXO, Fuente: Documentación de Fuel

Podemos intentar convertir EVM en una supermáquina virtual que abarque todos los posibles paradigmas, pero eso haría que la eficiencia de cada función se reduzca significativamente. Sería mejor dejar que estas plataformas hagan lo que saben hacer.

Seguridad equilibrada: escalabilidad y velocidad de transacción

La capa 1 de Ethereum proporciona una seguridad muy sólida. Si se incluyen ciertos datos en un bloque finalizado en la capa 1, todo el consenso (incluido el consenso social en casos extremos) se esforzará por asegurar que estos datos no se modifiquen, garantizando que cualquier ejecución desencadenada por estos datos no se revierta y que los datos sigan siendo accesibles. Para lograr esta garantía de seguridad, Ethereum capa 1 está dispuesto a aceptar costos elevados. En el momento de escribir este artículo, las tarifas de transacción son relativamente bajas: las transacciones en la capa 2 cuestan menos de 1 centavo de dólar y incluso las transferencias básicas de ETH en la capa 1 cuestan menos de 1 dólar. Si el avance tecnológico avanza lo suficientemente rápido y el crecimiento del espacio de bloque disponible puede mantenerse al día con la demanda, es posible que estas tarifas sigan siendo bajas en el futuro, pero también es posible que no lo sean. Para muchas aplicaciones no financieras, como las redes sociales o los juegos, incluso 0.01 dólares por transacción es demasiado alto.

Pero las redes sociales y los juegos no necesitan el mismo nivel de seguridad que L1. No importa si alguien puede gastar un millón de dólares para deshacer el registro de una partida que perdieron, o hacer que un tweet parezca haber sido publicado tres días después de su publicación real. Por lo tanto, estas aplicaciones no deben pagar el mismo costo de seguridad. Los esquemas de L2 logran esto al admitir una serie de métodos de disponibilidad de datos, desde rollups, plasma hasta validiums.

L2：Las diferentes formas de L2 son adecuadas para diferentes casos de uso. Leer más.

Otro enfoque intermedio surge en torno al problema de transferencia de activos de L2 a L2. Preveo que en los próximos 5 a 10 años, todos los Rollups serán ZK Rollup, y sistemas de prueba ultraeficientes como Binius y Circle STARKs con búsquedas, junto con capas de agregación de pruebas, permitirán que L2 proporcione el estado final raíz en cada ranura. Pero por ahora, solo podemos combinar complicadamente Optimistic Rollup y ZK Rollup, utilizando ventanas de tiempo de prueba diferentes. Si implementamos la fragmentación en 2021, el modelo de seguridad para mantener la honestidad de la fragmentación será Optimistic Rollup, no ZK. Por lo tanto, L1 tendrá que manejar la lógica compleja de prueba de fraude en el sistema en cadena, y los tiempos de retiro también serán de hasta una semana para transferir activos entre fragmentos. Sin embargo, al igual que los errores de código, creo que este problema también es temporal.

La velocidad de transacción es el tercer aspecto de compromiso entre seguridad y durabilidad. Ethereum genera un bloque cada 12 segundos y no puede ser más rápido, de lo contrario, la centralización sería demasiado alta. Sin embargo, muchos L2 están explorando la posibilidad de comprimir el tiempo de generación de bloques a unos cientos de milisegundos. 12 segundos no está mal: los usuarios suelen esperar alrededor de 6-7 segundos después de enviar una transacción para que sea incluida en un bloque (no solo 6 segundos, ya que el siguiente bloque puede no incluirlos). Esto es similar al tiempo de espera al pagar con tarjeta de crédito. Sin embargo, muchas aplicaciones requieren una velocidad más rápida, lo cual es posible con L2.

Para lograr una mayor velocidad, L2 cuenta con un mecanismo de preconfirmación: los validadores de L2 se comprometen a incluir las transacciones en un momento específico mediante una firma digital. En caso de que una transacción no sea incluida, serán penalizados. El mecanismo StakeSure amplía aún más esta función.

L2 confirmación anticipada

Ahora podemos intentar implementar todas estas funcionalidades en L1. L1 puede incluir un sistema de “preconfirmación rápida” y “confirmación final lenta”. También puede incluir diferentes fragmentaciones con diferentes niveles de seguridad. Sin embargo, esto aumentará la complejidad del protocolo. Además, hay riesgo de sobrecarga de consenso al completar todo el trabajo en L1, ya que muchos enfoques a mayor escala o mayor capacidad de procesamiento tienen un mayor riesgo de centralización o requieren formas más sólidas de “gobernanza”. Si se completan en L1, estos efectos de demandas más sólidas afectarán otras partes del protocolo. A través de L2, Ethereum puede evitar en gran medida estos riesgos.

Los beneficios de Layer2 para organizaciones y culturas

Imagina un país dividido en dos partes: una se convierte en un país capitalista y la otra en un país altamente controlado por el gobierno (a diferencia de lo que ocurre en la realidad, supongamos que en este experimento mental esto no es el resultado de una guerra traumática, sino que un día aparecen fronteras naturales, nada más). En la parte capitalista, los restaurantes están formados por diferentes formas de propiedad descentralizada, blockchain y derecho de voto. En el país controlado por el gobierno, son ramas del gobierno, como las comisarías de policía. El primer día no habría muchos cambios. Las personas seguirían en su mayoría las costumbres existentes, lo que es factible y lo que no, dependiendo de las habilidades laborales y las realidades tecnológicas como la infraestructura. Sin embargo, después de un año, se verían grandes cambios, ya que las diferentes estructuras de incentivos y de control darían lugar a cambios significativos en el comportamiento, afectando quién llega y quién se va, qué se construye, qué se mantiene y qué se abandona.

La teoría de la organización industrial habla de muchas diferencias de este tipo: no solo se refiere a la diferencia entre una economía gestionada por el gobierno y una economía capitalista, sino también a la diferencia entre una economía dominada por grandes empresas concesionarias y una economía en la que cada supermercado es administrado por empresarios independientes. Creo que también hay una diferencia similar entre un ecosistema centrado en L1 y un ecosistema centrado en L2.

“La arquitectura de ‘los desarrolladores principales controlan todo’ ha tenido grandes problemas.”

Como un ecosistema centrado en L2, considero las principales ventajas de Ethereum son las siguientes:

Debido a que Ethereum es un ecosistema centrado en L2, puedes construir libremente un subecosistema con características únicas y al mismo tiempo formar parte de la red Ethereum más grande.

Si estás construyendo solo un cliente de Ethereum, entonces eres parte de algo más grande que Ethereum, aunque tengas cierto espacio para la innovación, no es tan amplio como L2. Sin embargo, si estás construyendo una cadena completamente independiente, tendrás mucho más espacio para la creatividad, pero también perderás los beneficios de la seguridad compartida y los efectos de red compartidos. L2 es un buen punto de equilibrio.

No solo ofrece oportunidades técnicas para probar nuevos entornos de ejecución y compromisos de seguridad, lo que permite la escalabilidad, flexibilidad y velocidad, sino que también proporciona un mecanismo de incentivos que motiva tanto a los desarrolladores a construir y mantener, como a la comunidad a apoyar.

En realidad, cada L2 es independiente, lo que significa que desplegar nuevos métodos no requiere permiso: no es necesario convencer a todos los desarrolladores principales de que tu nuevo método es “seguro” para otras partes de la cadena. Si tu L2 falla, es tu responsabilidad. Cualquier persona puede proponer ideas extrañas (como el método Plasma de Intmax), incluso si los desarrolladores principales de Ethereum no le prestan atención, pueden seguir construyendo y finalmente implementarlos. Esto no es así para las funciones L1 y los precompilados, incluso en Ethereum, el éxito o fracaso del desarrollo L1 a menudo depende en última instancia de la política, en mayor medida de lo que nos gustaría. Independientemente de lo que se pueda construir en teoría, los diferentes mecanismos de incentivos generados por el ecosistema centrado en L1 y el ecosistema centrado en L2 afectarán seriamente el contenido, la calidad y el orden de lo que realmente se construye.

¿Qué desafíos enfrenta el ecosistema centrado en L2 de Ethereum?

L1 + L2 architecture has major issues.

Fuente de la imagen: Reddit

Esta metodología centrada en L2 se enfrenta a un desafío clave, mientras que el ecosistema centrado en L1 apenas tiene que enfrentarse a los mismos problemas: la coordinación. En otras palabras, aunque Ethereum tiene muchos L2, el desafío es cómo hacer que aún se sienta como “Ethereum” y tenga el efecto de red de Ethereum, en lugar de ser N cadenas independientes. Hoy en día, esta situación no es satisfactoria en muchos aspectos.

• La interacción cross-chain entre L2 generalmente requiere puentes cross-chain centralizados, lo cual es muy complicado para los usuarios comunes. Si tienes tokens en Optimism, no puedes pegar la dirección de Arbitrum de otra persona en tu billetera para enviar fondos.
• Para las billeteras de contratos inteligentes personales y organizacionales (incluidas las DAO), el soporte para billeteras de contratos inteligentes cross-chain no es muy bueno. Si cambias una llave secreta en una capa 2, aún necesitarás cambiar las llaves secretas en cada capa 2.
• La infraestructura de verificación descentralizada suele ser escasa. Ethereum finalmente tiene clientes ligeros decentes como Helios. Sin embargo, si todas las actividades ocurren en L2 y requieren su propio RPC centralizado, no tiene sentido. En teoría, una vez que tienes los encabezados de bloque de Ethereum, construir un cliente ligero para L2 no es difícil, pero en la práctica, se presta poca atención a este aspecto.

La comunidad está trabajando arduamente para mejorar en estas tres áreas. Para el intercambio de tokens cross-chain, el estándar ERC-7683 es una nueva solución que difiere de los “puentes centralizados cross-chain” existentes, ya que no tiene nodos centralizados fijos, tokens o gobernabilidad. Para las cuentas cross-chain, la mayoría de las billeteras adoptan el enfoque de actualizar las claves con mensajes reutilizables a corto plazo y utilizar rollups de keystore a largo plazo. Los clientes ligeros para L2 están comenzando a surgir, como Beerus para Starknet. Además, recientemente se han solucionado problemas más básicos a través de mejoras en la experiencia del usuario mediante la próxima generación de billeteras, como acceder a DApps sin tener que cambiar manualmente de red.

Rabby vista integral de saldo de activos de múltiples cadenas, ¡las billeteras anteriores no podían hacer esto!

Pero es importante tener en cuenta que el ecosistema centrado en L2 puede ser difícil de coordinar en cierta medida. Esto se debe a que un solo L2 no tiene incentivos económicos naturales para construir infraestructura de coordinación: los L2 de pequeña escala no lo harán porque solo buscan obtener una pequeña parte de los beneficios; los L2 de gran escala tampoco lo harán porque pueden obtener la misma cantidad o incluso más beneficios al fortalecer los efectos de red locales. Si cada L2 solo piensa en sí mismo y nadie considera cómo encajar en el sistema Ethereum más amplio, fracasaremos como las utopías urbanas en las imágenes anteriores.

Es difícil decir que hay una solución perfecta para resolver este problema. Solo puedo decir que el ecosistema necesita ser más consciente de que la infraestructura L2 cruzada, al igual que los clientes L1, las herramientas de desarrollo y los lenguajes de programación, es un tipo de infraestructura de Ethereum y, por lo tanto, debe recibir atención y financiamiento. Tenemos Protocol Guild, tal vez necesitemos Basic Infrastructure Guild.

Resumen

En varias discusiones públicas, “L2” y “Fragmentación” a menudo se consideran dos estrategias opuestas para la escalabilidad de blockchain. Sin embargo, cuando investigas la tecnología subyacente, descubres un problema: los métodos reales de escalabilidad subyacente son exactamente los mismos. Ya sea la fragmentación de datos, validadores fraudulentos o validadores ZK-SNARK, o soluciones para la comunicación entre “Rollup” y “Fragmentación”, la diferencia principal radica en: ¿quién se encarga de construir y actualizar estos componentes y cuánta autonomía tienen?

Desde el punto de vista técnico, un ecosistema centrado en L2 es una fragmentación, pero dentro de esa fragmentación, puedes construir tus propias reglas. Esto es muy poderoso, con infinitas posibilidades de creatividad y capacidad de lograr una gran cantidad de innovación independiente. Sin embargo, también presenta algunos desafíos clave, especialmente en términos de coordinación. Para que un ecosistema centrado en L2, como Ethereum, tenga éxito, es necesario comprender estos desafíos y enfrentarlos de manera valiente para obtener tantos beneficios como sea posible del ecosistema centrado en L1 y acercarse lo más posible al estado óptimo de ambos.