Gracias a su estructura distribuida, las cadenas de bloques tienden a ser lentas. Si se debe verificar una sola transacción en miles de nodos de Ethereum, esto también hace que el uso de la red sea costoso. Los sistemas de capa 2 son una respuesta potencial a este problema, con resúmenes como el método de escalado más popular.
Los paquetes acumulativos de conocimiento cero (ZK) utilizan los datos mínimos necesarios para verificar las transacciones al descargar a Ethereum del exceso de carga de trabajo de la red. Esto hace que Ethereum sea más rápido y más barato.
Paquetes acumulativos: escalado de capa 2 para hacer que Ethereum sea rápido y barato
Hay varias formas de mejorar el rendimiento de Ethereum. Estas técnicas de escalado van desde resúmenes hasta cadenas laterales y canales de estado. A juzgar por el valor total bloqueado (TVL) en estas redes de capa 2, los rollups son, con mucho, la tecnología de escalado más popular.
Como puede ver, los rollups se dividen en dos tipos: optimistas y de conocimiento cero (ZK). Ambos tipos hacen un solo trabajo: los rollups reducen la carga de trabajo de la red de Capa 1 (Ethereum) al recoger o transferir cientos de transacciones entrantes como una sola transacción.
Esta transacción única agrupada luego se verifica y se vuelve a agregar a Ethereum, como otro bloque de datos en su libro mayor público. Debido a esta descarga continua de transacciones de Ethereum, la red de Capa 1 permanece descongestionada. Y cuando Ethereum no está congestionado, es mucho más barato de usar porque sus tarifas de gas ETH caen drásticamente.
Esto se debe a que las cadenas de bloques públicas y descentralizadas tienen un espacio de bloque limitado para contener transacciones. En consecuencia, cuando el tráfico de la red es mayor, la demanda de espacio en bloque aumenta, lo que hace que los validadores cobren más por cada transacción que se valide.
Después de todo, cada red informática requiere que se gasten algunos recursos informáticos/de ancho de banda. En el caso de las redes blockchain descentralizadas, ese costo recae en los propios usuarios.
Esta es la razón por la cual las redes de Capa 2 son tan importantes. Los paquetes acumulativos, en particular, tienen un doble impacto: otorgan una experiencia de usuario rápida y asequible al ecosistema Ethereum.
¿Qué son los ZK-Rollups?
Los rollups son contratos inteligentes que reducen los requisitos de computación y almacenamiento de Ethereum para validar un bloque de transacciones. Como se señaló anteriormente, lo hacen acumulando cientos de transacciones en una sola.
El trabajo del contrato inteligente acumulativo es luego desensamblar y verificar todas esas transferencias realizadas en una sola transacción, antes de que se envíe como un nuevo bloque a Ethereum. La prueba de conocimiento cero es uno de los métodos para lograrlo.
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La prueba de conocimiento cero ejecuta ese resumen en una red de Capa 2, como ZK-Sync, mediante el envío de una prueba de validez. Esta prueba actúa como un recibo de que las transacciones acumuladas son auténticas y, como tales, se agregan a Ethereum. La criptografía de conocimiento cero entra en juego aquí porque solo utiliza datos mínimos para proporcionar una prueba de autenticidad.
En otras palabras, ZK-rollup presenta la validez pública del bloque, sin revelar sus detalles. Al reducir la carga de datos de transacciones, los ZK-rollups mejoran la privacidad y permiten transacciones económicas y rápidas.
¿Cómo funcionan los ZK-Rollups?
Los ZK-rollups se basan en dos contratos inteligentes: el contrato principal y el contrato verificador. Ambos se ejecutan en Ethereum y funcionan en conjunto para vincular las redes de Capa 1 y Capa 2:
- Las principales tiendas de contratos inteligentes acumulan transacciones o bloques. También compara el estado de la cadena de bloques para determinar el estado de los retiros y nuevos depósitos de los usuarios.
- El contrato inteligente del verificador autentica estas transacciones en un bloque con prueba de conocimiento cero.
Trabajando fuera de la cadena (no en Ethereum), una máquina virtual ejecuta el paquete acumulativo ZK. Esta es la parte de descarga, donde los ZK-rollups ejecutan transacciones para que Ethereum no se congestione. Al igual que Ethereum Virtual Machine (EVM), la máquina virtual ZK es un software que ejecuta contratos inteligentes, al igual que un motor de videojuegos ejecuta todos los activos del juego para que sea jugable.
Con esta máquina virtual, ZK acumula transacciones por lotes de Ethereum fuera de la cadena en una sola transacción por lotes. Sin embargo, todavía confían en Ethereum, ya que envían la transacción como prueba de validez a la red de Capa 1.
La implicación de este proceso es que los paquetes acumulativos de ZK son tan seguros como el mismo Ethereum porque Ethereum, su EVM, confirma que todas las actualizaciones de los datos derivados de ZK son correctas.
Por último, dado que la transacción por lotes ZK se presenta como una prueba de validez, también se conoce como argumento de conocimiento sucinto y no interactivo (SNARK) o argumento de conocimiento sucinto y transparente (STARK).
Pros y contras de ZK-Rollups
A diferencia de los paquetes acumulativos optimistas, que usan una máquina virtual totalmente compatible con EVM, los paquetes acumulativos ZK usan su propia máquina virtual. Esto produce la desventaja de necesitar un alto poder de cómputo para generar una prueba de conocimiento cero.
Por esta razón, los datos de transacciones deben optimizarse aún más para lograr el máximo rendimiento. Del mismo modo, el mayor poder de cómputo de los resúmenes ZK ejerce costos de transacción ligeramente más altos que con los resúmenes optimistas.
No obstante, a diferencia de los resúmenes optimistas, los resúmenes ZK no tienen un período de desafío para retirar los fondos. Esto se debe a que la máquina virtual de ZK ya envía transacciones como prueba de validez, lo que resuelve las disputas de transacciones de antemano. Como resultado, los resúmenes ZK son más rápidos que los resúmenes Optimistic y Plasma.
Otra ventaja de los ZK-rollups es que promueven la descentralización porque las transacciones se calculan en paralelo. Además, debido a que la prueba de conocimiento cero elimina la necesidad de datos adicionales, cada transacción contiene solo el mínimo requerido. No hace falta decir que esto aumenta en gran medida el rendimiento de las redes de Capa 2, lo que también se refleja en la reducción de la congestión de Ethereum.
Con todo lo dicho, uno de los mayores contratiempos de ZK-rollup es el potencial de censura. Este peligro proviene de algunos ZK-rollups que utilizan nodos únicos como secuenciadores de datos de transacciones.
Redes ZK-Rollup en vivo
La tecnología ZK-rollup está ganando terreno a un ritmo acelerado. Estas son algunas de las redes más populares que emplean esta tecnología de escalado:
- ImmutableX: un proveedor de escalabilidad de propósito general para juegos NFT y Web3
- zkSync: una de las redes ZK más avanzadas, ya que es la primera compatible con EMV en zkSync 2.0
- StarkNet: otra escalabilidad de capa 2 para las dApps de Ethereum
- Aztec Connect: aprovecha la privacidad de ZK-rollup para crear un servicio similar a VPN para blockchains
- Polygon Hermez: como parte de la solución de escalado de Ethereum dentro de Polygon
En cuanto a las dApps utilizables que aprovechan los acumuladores ZK, una de las más populares son las dApp Yearn Finance y dYdX, una plataforma de intercambio descentralizado y negociación de derivados apalancados. Otras dApps DeFi notables son en gran parte presente en zkSync: Curve, Taker y ZigZag, con docenas aún por lanzar.
¿Son los ZK-Rollups el futuro de la escalabilidad de Ethereum?
Antes de 2022, los paquetes acumulativos optimistas eran los únicos paquetes acumulativos que permitían ejecutar contratos inteligentes fuera de la cadena porque se ejecutan en una máquina virtual totalmente compatible con EVM. En consecuencia, los ZK-rollups solo podían procesar transferencias o intercambios de tokens básicos.
Todo esto cambió en 2022 con zkSync 2.0, que ofrece compatibilidad con EVM y una velocidad de hasta 100,000 XNUMX transacciones por segundo (tps). Al aprovechar la seguridad de Ethereum, como la red DeFi más grande, los paquetes acumulativos ZK brindan una seguridad superior que otras soluciones escalables.
Aunque esta tecnología de escalado aún enfrenta algunos desafíos, como la centralización del nodo del secuenciador, es probable que se convierta en la solución de escalamiento superior de Ethereum.
Descargo de responsabilidad de la serie:
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- Fuente: https://thedefiant.io/what-are-zk-rollups/
