¿Qué es el Upgrade Cancún?

La actualización de Cancún es una mejora técnica importante en la hoja de ruta de desarrollo de blockchain de Ethereum. Similar a la actualización anterior de Shanghai, lleva el nombre de la ciudad donde se llevó a cabo la Conferencia de Desarrolladores de Ethereum, que es Cancún en México.

Cada actualización técnica de Ethereum incorpora varias propuestas de mejora de Ethereum (EIP) críticas destinadas a resolver mejor el trilema de blockchain para mejorar el rendimiento y la experiencia del usuario. La actualización de Cancún se centra principalmente en actualizar la capa de ejecución de Ethereum, mientras que la actualización de la capa de protocolo se conoce como Deneb. Los desarrolladores también combinan los dos nombres en "Dencun". Por lo tanto, la mejora de Cancún también se conoce como mejora de Dencun.

Ethereum, como la cadena pública más activa en el mundo Web3, tiene la mayor cantidad de aplicaciones y protocolos blockchain. Cada actualización técnica subyacente tiene un impacto significativo y atrae la atención de los expertos de la industria.

¿Qué significa la actualización de Cancún para Ethereum?

Según los registros de llamadas de desarrolladores principales de Ethereum publicados el 14 de septiembre, las propuestas actualmente aceptadas para esta actualización incluyen:

1. EIP-4884: Transacciones de blobs fragmentados
2. EIP-1153: códigos de operación de almacenamiento transitorio
3. EIP-4788: Raíces de bloque de baliza en EVM
4. EIP-5656: MCOPY - Instrucción de copia de memoria
5. EIP-6780: Autodestrucción solo en la misma transacción
6. EIP-7516: código de operación BLOBBASEFEE*
7. EIP-7044: Bloquear el dominio de firma de salida voluntaria en Capella
8. EIP-7045: aumentar el espacio máximo de inclusión de atestación
9. EIP-7514: Agregar límites máximos de abandono por época*

El * indica el EIP recién agregado para esta reunión. Los últimos tres EIP son actualizaciones a nivel de protocolo para Deneb.

Aunque la terminología pueda parecer técnica, estos EIP logran principalmente dos cosas:

1. Optimice la tecnología de participación aportada por la actualización de Shanghai y mejore la infraestructura de participación
2. Reduzca las tarifas del gas y mejore la escalabilidad de blockchain, brindando más soporte para la tecnología acumulada en Ethereum

Después de la actualización de Shanghai, el enfoque actual del desarrollo de Ethereum es promover la escalabilidad centrada en Rollup. Por lo tanto, en esta actualización, la propuesta EIP-4844, que puede promover el desarrollo de Rollup y reducir las tarifas del gas, se ha convertido en el núcleo de esta actualización.

¿Cuándo se realizará la actualización?

Según la última reunión de desarrolladores, el lanzamiento de la red de pruebas Dencun Devnet-9 se pospuso una semana hasta el martes 26 de septiembre. También hay una sugerencia para abrir Devnet-10 para pruebas a corto plazo. El final de la red de prueba orientada a desarrolladores está determinado principalmente por los resultados de las pruebas de estrés de la red. Si los desarrolladores están satisfechos, pasará a la red de prueba pública; de lo contrario, se iniciará Devnet-10. La red de prueba pública incluirá redes como Goerli y Sepolia. La actualización oficial en la red principal solo se producirá si la red de prueba pública se ejecuta correctamente.

Aunque el tiempo exacto de actualización es incierto, la mayoría de los expertos de la industria estiman que se completará entre el tercer trimestre de 2023 y el primer trimestre de 2024.

¿Qué es EIP-4844?

EIP-4844 (Proto-Danksharding) es una solución propuesta por la Fundación Ethereum para reducir las tarifas del gas y aumentar el rendimiento. La discusión en torno a EIP-4844 es anterior a la actualización de Shanghai, pero los desarrolladores pospusieron su implementación para garantizar mejores efectos de actualización.

A corto y mediano plazo, Rollup es probablemente la solución de escalabilidad más confiable para Ethereum. Las tarifas de transacción en la Capa 1 (L1) siempre han sido altas, por lo que se deben hacer esfuerzos para cambiar todo el ecosistema hacia Rollups. Los rollups pueden reducir significativamente los costos de usuario de Ethereum: Optimism y Arbitrum, así como otras soluciones Layer2, a menudo tienen tarifas aproximadamente entre 3 y 8 veces más bajas que las de la red principal de Ethereum. Por otro lado, ZK Rollups tiene capacidades superiores de compresión de datos y puede evitar la inclusión de firmas, lo que resulta en tarifas entre 40 y 100 veces más bajas que las de la red principal.

Sin embargo, a pesar de estos avances, los costos siguen siendo demasiado altos para muchos usuarios. La solución a largo plazo para abordar las limitaciones inherentes de Rollup siempre ha sido la fragmentación de datos (Danksharding), pero su implementación y despliegue completos llevará mucho tiempo. Por lo tanto, se eligió EIP-4844 [1] como solución provisional.

¿Qué es Danksharding?

Danksharding es un nuevo diseño de fragmentación propuesto para Ethereum, presentado por Dankrad a finales de 2021. Antes de esto, la solución de escalabilidad que se estaba discutiendo era Sharding 1.0, que puede entenderse simplemente como agrupar validadores de red para paralelizar el cálculo de varias transacciones en cadena. Esto significa que una única cadena de bloques comprende múltiples "cadenas de fragmentos" paralelas. Esto es esencialmente una forma de computación paralela o enfoque de divide y vencerás. El plan Ethereum Beacon Chain tiene como objetivo conectar inicialmente 64 cadenas de fragmentos, con una capacidad de procesamiento estimada en 64 veces la de Ethereum 1.0. En el plan inicial, la cantidad de cadenas de fragmentos podría llegar a 1024. El desafío de esta tecnología es que la red necesita sincronizar con frecuencia el estado y los datos de cada cadena de fragmentos, lo que no solo es técnicamente complejo sino que también impone altas exigencias a los nodos, ya que requiere que todos los nodos completen la sincronización dentro de un período específico. Este proceso puede introducir latencia de red y posibles problemas de seguridad de la red.

Posteriormente, Dankrad introdujo un nuevo esquema de fragmentación que satisface tres características: producción de bloques centralizada, verificación descentralizada y resistencia a la censura. El plan tiene tres innovaciones principales:

1. Muestreo de disponibilidad de datos (DAS): en blockchain, los productores de bloques (mineros/validadores) deben revelar y proporcionar los datos de transacción de los bloques que producen para la validación completa del nodo. Este proceso se conoce como Disponibilidad de Datos (DA). Danksharding utiliza un diseño matemático que permite que los nodos de validación solo verifiquen una parte de los fragmentos de datos para obtener la disponibilidad de los datos. Esto mejora enormemente el rendimiento de los nodos.
2. Separación proponente-constructor (PBS): actualmente, los validadores de Ethereum crean y transmiten bloques. Agrupan transacciones de las que han oído hablar a través de la red de chismes y las empaquetan en un bloque que se envía a sus pares en la red Ethereum. PBS divide estas tareas entre varios validadores. Los constructores de bloques se vuelven responsables de crear bloques y ofrecerlos al proponente de bloques en cada espacio. El proponente del bloque no puede ver el contenido del bloque, simplemente elige el más rentable y paga una tarifa al creador del bloque antes de enviarlo a sus pares.
3. Lista de resistencia a la censura (crList): los productores de bloques deben especificar una lista de todas las transacciones elegibles que ven en el mempool; Los empacadores deben acreditar que han visto esta lista y están obligados a incluir estas transacciones, evitando la omisión intencional de ciertas transacciones legales.

El plan, que finalmente lleva el nombre de Dankrad como Danksharding, es técnicamente difícil de implementar y, por lo tanto, debe implementarse en fases. EIP-4844 se utiliza principalmente para implementar la mayor parte de la lógica y los "andamios" (como el formato de transacción y las reglas de validación) necesarios para una especificación completa de Danksharding.

En blockchain, las transacciones normalmente se empaquetan y registran por bloques. Sin embargo, el nuevo tipo de transacción introducido por EIP-4844, llamado Blob, difiere de los bloques visibles para la Máquina Virtual Ethereum (EVM). Blob solo está disponible por un corto período de tiempo y no es visible para el EVM. Los blobs, que ocurren cada 12 segundos, pueden almacenar 1 MB de datos. Esto aumenta significativamente la capacidad de almacenamiento en comparación con el tamaño de bloque promedio de Ethereum, que es de aproximadamente 90 KB, lo que permite acomodar más transacciones. Además, los Blobs existen en la capa de consenso de Ethereum en lugar de en la capa de ejecución de computación intensiva. Debido a que los Blobs no son visibles para EVM y no pertenecen a la capa de ejecución, su costo es extremadamente bajo, lo que reduce en gran medida las tarifas de transacción. [2]

Entonces, ¿por qué mucha gente dice que tiene un impacto significativo en Layer2?

Esto se debe a que Layer2 opera basándose en la tecnología Rollup, que esencialmente ejecuta un conjunto de transacciones fuera de la red principal de Ethereum. Después de la ejecución, los resultados de la ejecución y los datos de la transacción se comprimen y se envían de regreso a L1 para que otros verifiquen la exactitud de los resultados de la transacción. Obviamente, si otros no pueden leer los datos, no se podrá completar la verificación. Por lo tanto, es fundamental que otros puedan acceder a los datos de la transacción original, lo que también se conoce como "disponibilidad de datos".

Sin embargo, debido a la arquitectura actual de Ethereum, los datos transmitidos de L2 a L1 se almacenan en los Calldata de las transacciones. Calldata se diseñó originalmente como un parámetro para llamadas a funciones de contratos inteligentes y son datos que todos los nodos deben descargar de forma sincrónica. Si Calldata se infla, provocará una gran carga en los nodos de la red Ethereum, lo que encarecerá el costo de Calldata. Este es el principal factor que contribuye al coste actual de la L2. [3]

Blob soluciona este problema diseñando un tipo de datos separado para los datos transmitidos desde L2, separándolos de los Calldata de L1. Este tipo de datos solo debe ser accesible y descargable por las partes relevantes dentro de un período de tiempo determinado, sin requerir una sincronización completa de la red.

Impacto de EIP-4844

Tarifa de gas más baja

Esto reduce el costo de transacción en la red, especialmente para las soluciones Layer2.

Preparándose para la fragmentación

La actualización sirve como transición para la futura tecnología de fragmentación de datos en Ethereum.

Fortalecimiento de la competitividad central

Con la aparición de más soluciones Layer1, la reducción de las tarifas de transacción de Layer2 y mainnet ayuda a Ethereum a mantener o ganar más participación de mercado.

Experiencia de usuario mejorada

Se pueden realizar más transacciones después de la actualización y las tarifas son mucho más bajas.

Introducción de un mercado de tarifas

Dado que Blob es diferente de los métodos de almacenamiento anteriores, traerá un nuevo mercado de tarifas independiente de las tarifas de gas L1.

Proyectos con Impacto Potencial

Capa2: Arbitrum, Optimismo, zkSync, etc.

Como se mencionó anteriormente, Layer2 tiene que pagar altas tarifas de gas para almacenar sus datos en el campo calldata para su verificación. Después de la actualización EIP-4844, los costos se pueden reducir significativamente, aumentando así las ganancias. Además, una mayor reducción de las tarifas de Layer2 también promoverá la actividad en cadena en Layer2, contribuyendo a la prosperidad de su ecosistema.

DeFi de capa 2

Los proyectos DeFi basados en Layer2 como GMX y RDNT, que enfatizan la eficiencia del capital y la velocidad de las transacciones, pueden permitir a los usuarios "hacer más con menos dinero" después de la actualización de Cancún, preparándolos mejor para dar cabida a más usuarios.

Pista DA

Como los datos de Blob solo se pueden guardar durante un período corto, resolver el problema de la recuperación de datos históricos puede estimular nuevos servicios y empresas emergentes, como soluciones de escalado de DA diseñadas específicamente para Layer2.

Esta actualización fundamental no solo afecta las vías anteriores, sino que también afectará a las NFT, los puentes entre cadenas y otras áreas.

Pasos futuros

De acuerdo con la hoja de ruta de Ethereum presentada por ETH Chinese, la actualización de Cancún es el núcleo de The Surge, cuyo principal objetivo es promover el escalamiento centrado en el rollup, logrando 100,000 TPS. Consta principalmente de dos fases:

1. Escalado de acumulación preliminar: EIP-4844 introduce un nuevo tipo de transacción en Ethereum que transporta datos de Blob transitorios, lo que reduce la sobrecarga de acumulación entre 10 y 100 veces. También empleará pruebas preliminares de fraude OP Rollup y ZK-EVM para el escalado inicial.
2. Escalamiento acumulativo completo: basándose en la base anterior, el enfoque será optimizar la disponibilidad de datos (DA), como los clientes de muestreo de disponibilidad de datos, el diseño P2P, etc.

La mejora de Cancún es simplemente el primer paso de la ampliación preliminar, sentando las bases para la segunda fase de ampliación completa.

Hoja de ruta de desarrollo de Ethereum (Fuente: ETH )

Después de The Surge, habrá cuatro fases más: The Scourge, The Verge, The Purge y The Splurge.

Conclusión

Como actualización importante en la fase Surge, la actualización de Cancún optimizará aún más la experiencia y los costos de Layer2. Esto mejora significativamente la competitividad de las cadenas de bloques basadas en Ethereum y EVM, fortaleciendo la posición de liderazgo de la red principal de Ethereum. Al mismo tiempo, debido a que los costos de Layer2 se han optimizado aún más, los márgenes de ganancia en la vía Layer2 podrían aumentar, lo que posiblemente lleve a una nueva ronda de competencia.