ZK-Rollups transforma el trilema en dilema
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Compatibilidad frente a rendimiento: la guerra de zkWars en Ethereum
Artículo de tommasogualtieri.eth Editado por Trewkat & Hiro Kennelly Portada de Chameleon
Este es sin duda uno de los momentos clave en la historia reciente de blockchain, y en particular para el protocolo Ethereum. Los desarrolladores de Ethereum, al igual que los jugadores experimentados, están a un paso de derrotar al jefe final: el mítico y temible Trilemma, y alcanzar el objetivo final: la adopción masiva.
En general, no ha sido posible lograr la seguridad y la descentralización de la red y, al mismo tiempo, permitir la escalabilidad. Este reto ha sido etiquetado como el trilema, y ha demostrado ser uno de los problemas más difíciles de resolver en la arquitectura blockchain.
La descentralización y la seguridad de una red están relacionadas con el número de nodos sobre los que se distribuye el ledger -cuantos más nodos, más descentralizada y segura es la blockchain-, pero la descentralización y la seguridad se consiguen sacrificando la escalabilidad, que es la capacidad de una blockchain para aumentar el número de transacciones por segundo. La escalabilidad se resiente porque durante los periodos de mayor actividad el proceso de validación de las transacciones por cada nodo ralentiza la red.
A veces, se prefiere sacrificar la seguridad por la escalabilidad, como ocurre con la red Lightning de capa 2 de Bitcoin.
Incluso antes de la transición a proof-of-stake, la red Ethereum podía procesar una media de 15-45 transacciones por segundo (TPS), lo que puede ser más rápido que Bitcoin, pero no es suficiente rendimiento para crear una buena experiencia para la mayoría de los usuarios de Ethereum, que a veces se enfrentan a la congestión de la red, altas comisiones y largos tiempos de espera.
La solución a estos problemas es la escalabilidad de la red.
Cómo se amplían las redes de cadenas de bloques
Generalmente, se puede escalar una cadena de bloques a nivel de red o a través de soluciones de escalado de capa 2.
Para el escalado a nivel de red, estas soluciones pueden ir desde el aumento del tamaño de los bloques, como Bitcoin, hasta la tan debatida fragmentación de Ethereum, que permitiría el procesamiento paralelo y simultáneo de un número muy elevado de transacciones. Estas soluciones pueden ser eficaces, pero no son fáciles de aplicar.
La segunda forma, y la más sencilla, de escalar una cadena de bloques consiste en emplear diversas soluciones de escalado. Estas pueden ir desde la creación de cadenas laterales, como Polygon, pasando por las cadenas Plasma (que han caído en desgracia en gran medida), hasta los canales estatales, que es casi como una solución basada en depósitos en garantía y la empleada por la Lightning Network.
Pero las soluciones de escalado más prometedoras pueden ser los Rollups y, en particular, los Optimistic Rollups y los ZK-Rollups, soluciones en las que las transacciones de Capa 2 se empaquetan esencialmente y se envían a Ethereum Mainnet en un paquete.
Los Rollups optimistas y ZK (conocimiento-cero) comparten la doble característica de procesar transacciones fuera de la cadena y almacenar el resultado de estas transacciones en Mainnet, pero existen diferencias sustanciales entre estas soluciones de escalado.
Los Rollups optimistas asumen que todas las transacciones son válidas y legítimas "a priori", y los lotes de transacciones se envían a Mainnet sin realizar ninguna prueba de compresión o validez. En cambio, los ZK-Rollups se aseguran de que las transacciones son legítimas antes de enviarlas por lotes a Mainnet.
Otra diferencia fundamental, al menos hasta ahora, era que los ZK no eran compatibles con la Ethereum Virtual Machine (EVM), una circunstancia que generalmente se traducía en una preferencia por los Rollups optimistas. Los Optimistic Rollups son equivalentes a la EVM, como el Optimism, o compatibles con la EVM, como el Arbitrum, y esta interoperabilidad ha hecho de los Rollups la solución de escalado preferida. Es decir, hasta ahora, ya que el trabajo realizado por los desarrolladores de ZK en los últimos meses ha sido realmente increíble.
El auge de los EVM-ZK
Fue el 4 de agosto de 2022 cuando Vitalik Buterin, en su artículo sobre los diferentes tipos de ZK-EVMs, los identificó como la solución ideal para la escalabilidad, al tiempo que anticipaba la necesidad de un proceso de desarrollo largo y complejo. En aquella ocasión, Vitalik dio pie a lo que yo denomino "el dilema": el hecho de que las ZK exigen a los desarrolladores equilibrar dos métricas de rendimiento que compiten entre sí, como puede verse en el diagrama de Buterin que figura a continuación:
La compatibilidad con la infraestructura de Ethereum y el rendimiento se miden por la capacidad de crear rápidamente pruebas de validez, con el consiguiente aumento de transacciones validadas. Ambos factores parecen estar inversamente correlacionados: cuanto mayor es la compatibilidad con la infraestructura de Ethereum, menor es el rendimiento (las ZK que se sitúan en el nivel 1 de la imagen anterior) e, inversamente, cuanto menor es la compatibilidad con la infraestructura existente, mayor es el rendimiento medido por la velocidad de generación de pruebas, al tiempo que se reducen los costes y los riesgos de centralización (las ZK que se sitúan en el nivel 4).
En esencia, la compatibilidad de los EVM es un espectro con compensaciones entre alta compatibilidad (facilidad de reutilización desde la Capa 1) y alto rendimiento (velocidad de generación de pruebas ZK). Cuanto mayor sea la compatibilidad con la capa 1, menor será el rendimiento, y viceversa.
Protocolos actuales de ZK-EVM
Hay dos competidores principales en la carrera ZK, zkSync, de Matter Labs, lanzado en Mainnet el 24 de marzo de 2023 y zkEVM, de Polygon, lanzado en Mainnet el 27 de marzo de 2023. Sus enfoques representan los extremos del gráfico anterior, los niveles uno y cuatro.
zkEVM es el ZK-Rollup de código abierto de Polygon que proporciona compatibilidad total con los opcodes EVM. Es la primera solución de escalado de conocimiento cero totalmente equivalente a la EVM, que aprovecha la potencia de las pruebas ZK para reducir los costes de transacción y aumentar masivamente el rendimiento, heredando la seguridad de Ethereum.
El zkEVM de Polygon ha sido descrito como de nivel 3 por Buterin, pero va en la dirección correcta.
El principal competidor de Polygon para zkEVM es zkSync. Fue construido por Matter Labs para ser menos compatible con Ethereum en el lanzamiento, pero para ejecutar rápidamente transacciones de bajo coste.
Alex Glukhowski, Consejero Delegado de Matter Labs, habló de zkSync:
"NO NOS CENTRAMOS EN CONSEGUIR RÍGIDAMENTE LA RETROCOMPATIBILIDAD. ESE NO ES NUESTRO OBJETIVO. QUEREMOS APROVECHAR AL MÁXIMO EL POTENCIAL DE ZK-PROOFS PARA EL FUTURO", Y "ESTAMOS DISPUESTOS A DESVIARNOS DEL ESTÁNDAR ACTUAL PARA INNOVAR MÁS RÁPIDO".
zkSync se encuentra en el nivel 4 del esquema de Vitalik (de ahí la prioridad al rendimiento). Así pues, tenemos dos visiones que podrían parecer completamente distintas, aparentemente enfrentadas, pero que, en el fondo, representan dos aspectos diferentes de un mismo objetivo: la escalabilidad.
Para despejar el campo de dudas sobre el rendimiento, el equipo de Polygon se apresura a aclarar que se está trabajando en innovaciones criptográficas que le permitirán ofrecer un mejor rendimiento que los optimistas y otros ZK.
Del mismo modo, para demostrar que la falta de compatibilidad no es un problema, zkSync afirma habitualmente que dApps de todo tipo han decidido aprovechar la tecnología de Matter Labs intentando demostrar que, quizás, el Dilema no sea para tanto:
Hay que admitir que, aunque dar prioridad a la compatibilidad EVM tiene ventajas significativas, las ZK altamente compatibles con EVM suelen ser más lentas y requieren más recursos que las ZK que eligen un menor grado de compatibilidad EVM para optimizar la eficiencia y la escalabilidad. Este compromiso entre rendimiento y equivalencia EVM es la razón por la que zkSync eligió el enfoque menos compatible para construir sus máquinas virtuales.
Entonces, ¿quién tiene razón?
Como siempre, la solución viene de Vitalik que concluye Los diferentes tipos de ZK-EVMs diciendo que:
LOS TIPOS NO SON INEQUÍVOCAMENTE "MEJORES" O "PEORES" QUE OTROS TIPOS. SE TRATA MÁS BIEN DE DIFERENTES PUNTOS EN EL ESPACIO DE COMPENSACIONES: LOS TIPOS CON NÚMEROS MÁS BAJOS SON MÁS COMPATIBLES CON LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE, PERO MÁS LENTOS, Y LOS TIPOS CON NÚMEROS MÁS ALTOS SON MENOS COMPATIBLES CON LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE, PERO MÁS RÁPIDOS. EN GENERAL, ES SALUDABLE PARA EL ESPACIO QUE SE EXPLOREN TODOS ESTOS TIPOS.
La #zkWars ha comenzado.
Biografía del autor
tommasogualtieri.eth es abogado titulado en Italia - Abogado interno (Derecho Mercantil, Contractual, Fusiones y Adquisiciones) - Entusiasta de Blockchain, Web3 y Crypto - Colaborador de BanklessDAO - Colaborador de 333.builders - Miembro de la Asociación Blockchain Italia - Miembro de Blockchain Education Network Italia.
Biografías de los editores
Trewkat es escritora y editora en BanklessDAO. Está interesada en aprender todo lo posible sobre criptomonedas y NFT, con un enfoque particular en la mejor manera de comunicar este conocimiento a los demás.
Hiro Kennelly es redactor, editor y coordinador en BanklessDAO, asociado en Bankless Consulting, y está ayudando a crear una organización centrada en las subvenciones en DAOpunks.
Biografía del diseñador
Chameleon es un diseñador y creador en el espacio web3.
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