Paquete acumulativo vernáculo: papel borrador para Ethereum

Empecemos con una analogía.

Imagina que estamos de vuelta en la clase de matemáticas de la escuela secundaria. El profesor de matemáticas de secundaria "cruel" nos dio a cada uno de nosotros un papel con una lista de 100 problemas de división con números muy grandes. Nuestra tarea es resolver tantos acertijos como sea posible. Sin embargo, hay una trampa: solo podemos escribir la solución final y cada paso de cálculo en una hoja de respuestas. Después de unos minutos, tuvimos una sensación de aprensión, y cuanto más lo pensábamos, más absurda era la misión. Después de contar algunas preguntas, esta hoja de respuestas ya está completa.

¿Qué tiene que ver esta historia de pesadilla con Rollup?

En esta historia, la hoja de respuestas es el bloque Ethereum y el problema aritmético es la transacción del contrato inteligente. Ethereum está muy congestionado en este momento. Hay demasiadas transacciones para incluir en cada bloque. Para empeorar las cosas, la gran mayoría de las transacciones son computacionalmente intensivas, como los préstamos flash y las transacciones enrutadas a través de agregadores. Con el auge de DeFi, las transferencias y los pagos simples son cosa del pasado.

Ese es el quid de la cuestión. Al igual que el profesor de matemáticas nos pidió que escribiéramos cada paso de cálculo en una hoja de respuestas, Ethereum también debe procesar y registrar cada cálculo de cada transacción.

Hasta que aparezca Resumen.

Rollup mueve el cálculo fuera de la cadena, almacenando solo datos mínimos de transacciones en la cadena. En este sentido básico, Rollup es el borrador de Ethereum. Rollup se encarga de todo el procesamiento de datos complejos, lo que permite que cada bloque de Ethereum acomode (rollup) múltiples transacciones de contratos inteligentes.

Esta metáfora no solo visualiza el problema que Rollup pretende resolver ("congestión de la red causada por la sobrecarga de cómputo"), sino que también nos da una idea de lo que debe hacer una solución de Rollup ("desplazar el cómputo fuera de la cadena"). Pero cómo funciona realmente Rollup, cómo se ve y qué lo hace tan atractivo es algo en lo que debemos profundizar.

Rollup es esencialmente una cadena de bloques independiente, pero con algunas modificaciones. Al igual que Ethereum, el protocolo Rollup utiliza una "máquina virtual" para ejecutar el código de contrato inteligente. La máquina virtual de Rollup se ejecuta independientemente de la propia máquina virtual (EVM) de Ethereum, pero se administra mediante contratos inteligentes en Ethereum. Por lo tanto, esta conexión permite la comunicación entre Rollup y Ethereum. Rollup es responsable de ejecutar transacciones y procesar datos, y Ethereum es responsable de recibir y almacenar los resultados (Nota del traductor: De hecho, Ethereum también almacena los datos de las transacciones de Rollup, no solo los resultados). 2

El fabricante vietnamita de vehículos eléctricos VinFast utiliza la tecnología blockchain para las reservas de automóviles nuevos: Jinse Finance informó que el fabricante vietnamita de vehículos eléctricos VinFast anunció que ha iniciado un programa de reservas para los dos primeros vehículos eléctricos (EV) VF e35 y e36. Comienza CES 2022. VinFast quiere aplicar la tecnología blockchain al proceso de autenticación de reservas, así como a los pagos e incluso a la propiedad. A través de la tecnología blockchain, los clientes también recibirán un VinFast NFT para demostrar su membresía como empresa pionera. (Autoevolución) [2022/1/6 8:30:29]

Desde una perspectiva técnica, la principal diferencia entre las cadenas Rollup y las cadenas de bloques tradicionales es la forma en que se producen los bloques.

Por lo general, una cadena de bloques es mantenida por una red distribuida de participantes ("mineros" o "validadores", según el tipo de cadena). Estos partidos crean bloques por consenso. En términos simples, los participantes votan para decidir qué hacer con un conjunto de transacciones (cómo crear el siguiente bloque). Los bloques con soporte mayoritario se escriben permanentemente en la cadena de bloques.

En cambio, las cadenas Rollup no funcionan por regla de la mayoría. Una parte que monitorea el estado de un Rollup puede enviar "afirmaciones" a Ethereum indicando cómo se procesó la transacción. Es importante destacar que Ethereum decidirá si acepta la afirmación, independientemente de si la afirmación cuenta con el apoyo de la mayoría de los participantes en el Rollup. 3 Esto generalmente significa que en un Rollup, solo una de las partes es realmente responsable de procesar transacciones y generar bloques. 4 (Nota del traductor: esto no es absoluto en absoluto)

Parte de la razón por la que Rollup puede procesar transacciones de manera tan eficiente es su naturaleza centralizada de generación de bloques. Sin embargo, esto también plantea una pregunta preocupante: ¿cómo garantiza Rollup la corrección de los bloques en ausencia de un consenso mayoritario? ¿Qué pasa si los creadores de bloques hacen algo malo?

Dado que los usuarios de criptomonedas están acostumbrados a las cadenas de bloques basadas en el consenso, esta centralización puede confundirlos. De hecho, si esta publicación termina aquí, podríamos pensar erróneamente que los Rollups son solo "bases de datos replicadas por una sola parte", como tuiteó recientemente el cofundador de Avalanche, Kevin Seqniqi.

UNI supera la marca de $ 26 con un aumento intradiario del 1,42 %: los datos de OKEx muestran que UNI subió a corto plazo y superó la marca de los $ 26. Ahora se reporta en $ 26,02, con un aumento intradiario del 1,42 %. El mercado fluctúa mucho , así que por favor haga un buen trabajo en el control de riesgos. [2021/3/3 18:09:26]

De hecho, como pronto veremos, las preocupaciones sobre la naturaleza centralizada de Rollup son menos equivocadas que equivocadas. Por lo general, las cadenas de bloques centralizadas que carecen de un mecanismo de consenso sólido son, de hecho, vulnerables al sabotaje y la manipulación maliciosa. Sin embargo, en lo que respecta a las soluciones Rollup, la falta de descentralización no afecta su seguridad e integridad. 5 Para entender la razón detrás de esto, necesitamos una comprensión más profunda del principio de Rollup.

Recuerde el examen de matemáticas mencionado al principio del artículo. El papel borrador es nuestro salvavidas. Siempre que el proceso de cálculo esté escrito en el papel borrador, solo necesitamos escribir el problema y la solución en la hoja de respuestas. El resumen es como un papel borrador, "transfiere el cálculo del contrato inteligente fuera de la cadena y solo almacena los datos mínimos de transacción en la cadena".

De hecho, la segunda mitad de la oración (almacenar datos de transacciones en la cadena) es crucial para el funcionamiento de Rollup. En el caso de Rollup, solo el cálculo (procesamiento de datos) está fuera de la cadena. Los datos de entrada ("datos de llamada") para cada transacción procesada por Rollup aún se almacenan en Ethereum.

¿Por qué es importante mantener los datos de las transacciones en la cadena? Tomando nuevamente el ejemplo del examen de matemáticas, la hoja de respuestas que finalmente le entregamos al maestro solo contenía problemas y soluciones de matemáticas. De esta forma, aunque no hayamos anotado cada paso del cálculo, el profesor puede comprobar nuestro trabajo. De manera similar, la disponibilidad de datos en Eternal Chain significa que cualquier cálculo en Rollup puede ejecutarse repetidamente por la capa base de Ethereum (Nota del traductor: Para ser exigente, esto es incorrecto. Los cálculos son limitados).

En resumen, la disponibilidad de datos en cadena de Rollup presenta un proceso de revisión integrado. Ethereum puede volver a confirmar la integridad de las transacciones procesadas en un Rollup antes de escribirlas permanentemente en el libro mayor, algo así como el poder de revisión judicial de la Corte Suprema de los EE. UU. 6

La principal ventaja de Rollup es su limitación. Rollup solo puede enviar transacciones a la capa base, no puede obligar a la capa base a aceptar, porque Ethereum puede anular cualquier transacción de Rollup si es necesario. Debido al proceso de revisión, las transacciones de acumulación no tienen una verdadera finalidad.

Después de comprender las limitaciones de Rollup, volvemos al problema de centralización planteado anteriormente. El mecanismo de generación de bloque unilateral de Rollup tiene la posibilidad de hacer el mal. Sin embargo, una vez que esto suceda, Ethereum rechazará la transacción relevante después de completar el proceso de revisión y castigará al creador del bloque. 7

El "proceso de revisión" funciona de manera diferente para Optimistic Rollups y ZK Rollups (detalles aquí). Sin embargo, independientemente del tipo de Rollup, el proceso de revisión es mucho más eficiente que el propio procesamiento de transacciones de Ethereum (sin depender del Rollup).

En resumen, el sistema Rollup se basa en "controles y equilibrios" para garantizar el estado de la cadena soberana de Ethereum. El consenso de Ethereum es el árbitro final de la verdad. Tenga en cuenta que la situación es completamente diferente con las cadenas laterales. La cadena lateral no tiene un proceso de revisión como Rollup, pero tiene un mecanismo de consenso independiente para procesar transacciones. Las cadenas laterales pueden dotar directamente a las transacciones de finalidad, mientras que las transacciones en Rollup no se pueden finalizar hasta que Ethereum las confirme. Como tal, las cadenas laterales requieren más suposiciones de confianza, ya que no pueden beneficiarse de la seguridad descentralizada de Ethereum. De hecho, creo que las cadenas laterales se parecen más a la Capa 1 compatible con EVM que al Rollup.

En resumen: Rollup mueve el cómputo fuera de la cadena, liberando así más espacio en la cadena. La disponibilidad de datos en cadena es importante porque le permite a Ethereum revisar la integridad de las transacciones acumulativas. Por el contrario, el proceso de revisión puede comprobar los bloques de resumen, lo que elimina la necesidad de un mecanismo de consenso.

Los paquetes acumulativos finalmente pueden darle a Ethereum lo mejor de ambos mundos: liberar exponencialmente más espacio en la cadena sin comprometer la seguridad descentralizada de la red. Al menos en mi opinión, esto es exactamente lo que esperamos de las elegantes soluciones de escalabilidad.

Gracias a t11s y Hasu por sus valiosos comentarios y sugerencias.

Nota al pie

Nota: Recientemente comencé una serie sobre Rollup en Deribit Insights. Entre ellos, la Parte 1 explora la diferencia entre ZK Rollup y Optimistic Rollup. Muchos lectores esperan que pueda recomendar un artículo introductorio no técnico sobre Rollup, porque mi artículo requiere que los lectores tengan ciertos conocimientos previos. De hecho, hay algunos artículos de divulgación científica que serán de gran ayuda (ver artículos 1, 2, 3 (ver 1, 2, 3 para la traducción al chino)). Sin embargo, no he visto una introducción completa para principiantes sin jerga técnica. Mi propósito al escribir este artículo es llenar ese vacío.

Por cierto, esta conexión se mantiene en la cadena a través de algo llamado "raíz del estado" (la raíz del estado rastrea el estado interno de Rollup, incluidos los saldos de las cuentas, las transacciones, el código, etc.). Para obtener más detalles, lea la introducción de Vitalik.

De hecho, en un resumen optimista, un productor de bloques puede (¡correctamente!) procesar una transacción incluso si otros participantes de la red se oponen. Esta es la suposición de 1/n jugador honesto de Optimistic Rollup (lea la sección "Consideraciones de seguridad" de esta publicación si desea comprender esta parte en profundidad).

Optimistic Rollup y ZK Rollup tienen diferentes requisitos sobre las responsabilidades de los productores de bloques. Si desea obtener más información al respecto, lea la sección "Consideraciones de seguridad" de este artículo.

Haseeb Qureshi tiene un artículo muy estimulante sobre la descentralización. El argumento de Qureshi es que la descentralización no es necesariamente buena en sí misma, ni la centralización en sí misma es mala. Aunque Qureshi no habla de Rollup en este artículo, sus argumentos son muy relevantes.

En Marbury v. Madison en 1803, la Corte de Marshall dictaminó que la Corte Suprema tenía el poder de anular la legislación del Congreso que considerara inconstitucional, otorgando efectivamente a la Corte el poder de revisión final en todos los asuntos legislativos.

De hecho, ZK Rollup utiliza criptografía para evitar que sus productores de bloques hagan algo malo al procesar transacciones, porque la prueba de conocimiento cero de las transacciones relacionadas no es válida en sí misma.

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