Prefacio

Ethereum opera sobre el principio de que cada nodo almacena y ejecuta cada transacción enviada por los usuarios. Para escalar toda la red, Ethereum ha adoptado la solución Rollup. En pocas palabras, traslada la mayor parte del procesamiento de transacciones fuera de la cadena (L2), lo que reduce la carga en la red principal de Ethereum (L1) y disminuye las tarifas de transacción. Rollup = un conjunto de contratos inteligentes en L1 + una red de nodos en L2, que incluye tanto contratos inteligentes en la cadena como agregadores fuera de la cadena. Depende de Ethereum para liquidación, consenso y disponibilidad de datos, mientras que solo es responsable de ejecutar transacciones. Los nodos de la red L2 están compuestos por varias partes, la más crítica de las cuales es el secuenciador. Sin embargo, actualmente, los secuenciadores de Rollups enfrentan problemas de centralización.

Rollup y Secuenciador

Rollup es una solución de escalado para Ethereum (L1) que ejecuta transacciones fuera de la cadena y las empaqueta en bloques. Para cada bloque, Rollup publica los datos necesarios para reconstruir el estado de la cadena (como fuente de disponibilidad de datos) en la capa de disponibilidad de datos y publica pruebas de la corrección de la ejecución fuera de la cadena en la capa de liquidación. Los rollups son de dos tipos: en el caso de ZK-rollup, se publica una prueba de conocimiento cero con cada bloque, mientras que, en el caso de Optimistic rollup, solo se publica una prueba de fraude cuando surge una disputa. Después de EIP-4844, cuando la publicación de datos cambia a blobs, esta capa podría denominarse "capa de publicación de datos". Los contratos inteligentes acumulativos en L1 verifican las pruebas publicadas. Cada Rollup tiene uno o más puentes para permitir la transferencia de datos entre cadenas, así como depósitos y retiros.

En la lógica de implementación de Rollup, el secuenciador es un componente clave responsable de recibir solicitudes de transacción en L2, determinar su orden de ejecución y empaquetar las transacciones en lotes que finalmente se envían al contrato inteligente de Rollup en L1. Esto desempeña un papel crucial en la mejora de la eficiencia del procesamiento de transacciones y la reducción de costos.

La funcionalidad y los principios de funcionamiento del secuenciador se pueden resumir en cuatro partes:

1. Transacciones de recepción: El secuenciador recibe solicitudes de transacción de usuarios o aplicaciones. Estas transacciones se procesan primero en L2, en lugar de hacerlo directamente en la mainnet de Ethereum.

2 Transacciones de pedido: El secuenciador es responsable de ordenar las transacciones recibidas, determinando su secuencia de ejecución. Este proceso es similar a lo que hacen los mineros de Ethereum antes de empaquetar las transacciones en bloques.

3 Transacciones de empaquetado: El secuenciador empaqueta las transacciones ordenadas en lotes que contienen información resumida de múltiples transacciones.

4 Enviar a L1: Finalmente, el secuenciador envía los lotes de transacciones empaquetadas a la mainnet de Ethereum (L1) para liquidación y almacenamiento de datos. Esto permite que L1 verifique y almacene las actualizaciones de estado de L2.

Aunque la tecnología de Rollup proporciona una solución efectiva de escalado, todavía existen algunos problemas en el diseño e implementación de los secuenciadores, siendo el problema de la centralización el más importante. La mayoría de los proyectos de Rollup actualmente dependen de secuenciadores centralizados, generalmente controlados por una entidad única o unas pocas entidades, lo que plantea los obvios riesgos de falta de transparencia y puntos únicos de fallo.

Dejando de lado las explicaciones rígidas anteriores, las discusiones sobre soluciones de secuenciador descentralizado para L2, como se menciona en los artículos anteriores de YBB Capital, ya sea la solución L2 de Metis, que abre directamente el staking de nodos de piscina de secuenciador al mercado, o el proyecto independiente Espresso, su esencia es la distribución del "pastel de ganancias" de secuenciación y las expectativas futuras del mercado. Por lo tanto, el interés y la corrección de la ortodoxia son los puntos clave inevitables.

Antecedentes históricos y diseño de Based Rollup

Fuente de la imagen: @drakefjustin

El concepto de Rollup fue propuesto por primera vez por el fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, quien inicialmente imaginó lograr un estado completamente sin restricciones de "Anarquía Total" para permitir una expansión ilimitada de transacciones. Dado los problemas actuales con los secuenciadores, en 2023, el investigador de Ethereum, Justin Drake, propuso una solución llamada Rollups Basados, donde los secuenciadores son gestionados por Ethereum L1 sí mismo. Los detalles son los siguientes (fuente: ver enlace de extensión 1):

Definición:

"Cuando la secuenciación de Rollup es impulsada por la capa base (L1), nos referimos a ella como secuenciación de Rollup basada en L1 o impulsada por L1. Específicamente, un Rollup basado en L1 significa que el próximo proponente de L1 puede trabajar sin permiso con buscadores y constructores de L1 para incluir el próximo bloque de Rollup en el próximo bloque de L1."

Ventajas:

● Vitalidad: El Rollup basado disfruta de las mismas garantías de actividad que L1. Tenga en cuenta que los Rollups no basados con escapes tienen una actividad reducida (los escapes son un mecanismo de seguridad en Rollups que permiten a los usuarios retirar activos de L2 de forma segura y volverlos a la cadena principal L1 en caso de problemas del sistema Rollup. Es similar a una salida de emergencia).

Garantías de liquidación más débiles: Las transacciones a través de las salidas de emergencia deben esperar un período de tiempo antes de que se garantice el arreglo.

MEV de la censura:Los rollups con salidas de emergencia son vulnerables a los efectos adversos de MEV debido a la censura del secuenciador a corto plazo durante el período de tiempo de espera.

Efectos de red en riesgo: Las salidas masivas desencadenadas por fallas de la vida del secuenciador (por ejemplo, un ataque del 51% en los mecanismos de secuenciación de PoS descentralizados) perturbarán los efectos de red de Rollup. Tenga en cuenta que, a diferencia de L1, Rollup no puede recuperarse elegantemente de las fallas de vida del secuenciador utilizando consenso social. En todos los diseños conocidos de Rollup no basados, las salidas masivas son la espada de Damocles.

Penalización de gas: Las transacciones liquidadas a través de las salidas de emergencia suelen incurrir en una penalización de gas para los usuarios (por ejemplo, debido a la compresión de datos no óptima de transacciones no agrupadas en lotes).

● Descentralización: Rollup hereda la descentralización de L1, reutilizando naturalmente la infraestructura de buscador-creador-propuesto de L1. Los buscadores y creadores de L1 tienen incentivos para incluir bloques de Rollup en sus bloques de L1 para extraer el MEV de Rollup. A su vez, esto incentiva a los proponentes de bloques de L1 a empaquetar bloques de Rollup en L1.

●Simplicidad: La secuenciación de Rollup basado es la más simple, incluso más simple que la secuenciación centralizada. Rollup basado no requiere verificar las firmas del secuenciador, salidas de emergencia o consenso externo de PoS.

Nota histórica: En enero de 2021, Vitalik se refirió a la secuenciación basada en L1 como "Anarquía total", lo que tenía el riesgo de que se enviaran varios bloques Rollup simultáneamente, lo que provocaba un desperdicio de gas y carga de trabajo. El esquema actual de separación entre proponentes y constructores (PBS) puede controlar estrictamente la secuenciación de L1, lo que permite como máximo un bloque Rollup por bloque L1 y sin desperdicio de gas. Cuando el bloque n+1 de Rollup (o para k >= 1, n+k) incluye la prueba SNARK del bloque n, se puede evitar el desperdicio de pruebas ZK-rollup.

●Costo: La sobrecarga de gas de Based Rollup es cero, ni siquiera requiere verificar firmas de secuenciadores descentralizados o centralizados. La simplicidad de Based Rollup reduce los costos de desarrollo, acorta los tiempos de lanzamiento y minimiza la exposición a vulnerabilidades de código. La secuenciación de Based Rollup también es libre de tokens, evitando las cargas regulatorias asociadas con secuenciadores basados en tokens.

●Alineación económica L1:El MEV derivado de Based Rollup fluye naturalmente hacia su base L1. Este flujo fortalece la seguridad económica de L1 y, en caso de quema de MEV, aumenta la escasez económica de los tokens nativos de L1. Esta estrecha alineación económica con L1 puede ayudar a construir la legitimidad de Based Rollup. Es importante destacar que, a pesar de sacrificar los ingresos de MEV, Based Rollup conserva la opción de obtener ingresos de las tarifas de congestión de L2 (por ejemplo, en forma de tarifas base de EIP-1559).

●Soberanía: A pesar de delegar la secuenciación a L1, Based Rollup mantiene la soberanía. Based Rollup puede tener un token de gobernabilidad, cobrar tarifas base y utilizar los ingresos de estas tarifas base como corresponda (por ejemplo, Optimism financia bienes públicos).

Desventajas:

●Sin ingresos MEV:Rollup basado en renunciar a MEV a L1, limitando sus ingresos a las tarifas base. Contraintuitivamente, esto podría aumentar los ingresos generales de Rollup basado. La razón es que el panorama de Rollup parece ser de ganador se lleva todo, donde el Rollup exitoso puede aprovechar la seguridad, descentralización, simplicidad y consistencia de Rollup basado para lograr la dominación y, en última instancia, maximizar los ingresos.

●Secuenciación restringida: Delegar la secuenciación a L1 reduce la flexibilidad de la secuenciación. Esto hace que ciertos servicios de secuenciación sean más difíciles, o incluso imposibles:

○Preconfirmación:La preconfirmación rápida no es un problema para el secuenciación centralizada y se puede lograr a través de un consenso externo de PoS. El uso de la secuenciación L1 para la preconfirmación rápida es una pregunta abierta, con muchas direcciones de investigación prometedoras, incluyendo EigenL, Listas de Inclusión y Bonos de Constructor.

○ Primero en llegar, primero en ser servido (FCFS): No está claro si la secuenciación FCFS al estilo de Arbitrum se puede implementar en Based Rollup secuenciado en L1. EigenL puede proporcionar una superposición FCFS para Based Rollup secuenciado en L1.

Nomenclatura:

El nombre 'Based Rollup' proviene de su proximidad a la cadena base (Base L1). Esto coincide casualmente con el reciente anuncio de Coinbase sobre la cadena base. Curiosamente, Coinbase compartió dos objetivos de diseño en su anuncio de la cadena base:

●Tokenless: No tenemos planes de emitir un nuevo token de red.

●Descentralización: “Planeamos descentralizar progresivamente la blockchain con el tiempo.”

Base puede lograr la descentralización sin tokens al convertirse en un Rollup de Base.

Fuente de la imagen: @jchaskin22

En resumen, Based Rollup permite a cualquier persona escalar bloques de Rollup, publicando los cambios de estado de transacción secuenciados a L1 para extraer MEV de L2, con toda la secuenciación y seguridad proporcionada por Ethereum L1. Este enfoque evita la necesidad de un consenso externo de PoS y tokens Rollup específicos. En comparación con otros Rollups que requieren una función esencial de "escape de emergencia" para proteger los activos, la visión de Based Rollup elimina esta necesidad, asegurando una finalización de transacción fluida en Rollup siempre y cuando Ethereum siga funcionando de manera segura.

Rollup basado y Laboratorios Taiko

Fuente: Sitio web oficial de Taiko

Taiko Labs es el equipo principal que desarrolla y promueve Based Rollup, una solución de escalabilidad de capa 2 de Ethereum. Su visión es abordar los problemas de escalabilidad de la red principal de Ethereum a través de tecnologías innovadoras como Based Rollup. Taiko Labs tiene tres características principales:

1. Totalmente Equivalente a Ethereum (Tipo 1) ZK-EVM: Utilizando un zkEVM de Tipo 1 que ofrece plena compatibilidad con Ethereum, los desarrolladores pueden migrar sin problemas aplicaciones descentralizadas (dApps) entre Ethereum y Taiko sin preocuparse por fallos en la ejecución de contratos inteligentes.

2.Código abierto:Todo el código fuente de Taiko está disponible en GitHub, lo que permite a cualquier persona ver, construir o modificarlo. Este enfoque de código abierto garantiza que el desarrollo de la tecnología blockchain no se limite a un pequeño equipo, sino que incluya contribuciones de una comunidad global de desarrolladores.

3.Totalmente descentralizado:Además de garantizar una alta compatibilidad con EVM, Taiko se compromete a lograr una plena descentralización. Taiko planea presentar bloques y generar zkPs a través de proponentes y validadores descentralizados, asegurando la naturaleza descentralizada del protocolo.

Taiko tiene como objetivo construir un ZK-EVM equivalente completo de Tipo 1 a Ethereum, como mencionó Vitalik Buterin en "Los diferentes tipos de ZK-EVMs" (ver Enlace de Extensión 2). Esta búsqueda de equivalencia completa e intransigente con Ethereum tiene como objetivo lograr una compatibilidad completa para verificar bloques de Ethereum (al menos la capa de ejecución, excluyendo el consenso de la cadena de beacons pero incluyendo todas las transacciones, contratos inteligentes y lógica de cuentas sin reemplazar el hash, los árboles de estado/transacción y otra lógica de consenso). Por lo tanto, en comparación con otros tipos, el Tipo 1 es la solución más compleja y desafiante para acercarse a la solución nativa.

Fuente de la imagen: Vitalik Buterin: «Los diferentes tipos de ZK-EVMs»

Otras Estructuras Centrales:

Base Competitive Rollup (BCR)

Base Competitive Rollup es una solución innovadora de escalado de blockchain desarrollada por Taiko Labs. BCR tiene como objetivo mejorar la eficiencia y seguridad de Rollup a través de un mecanismo competitivo, permitiendo que diferentes participantes compitan libremente en el envío de bloques y generación de pruebas, mejorando así el rendimiento y la descentralización de toda la red.

●Características

Competencia Abierta: Permite que cualquier participante elegible compita en la presentación de bloques y la generación de pruebas. Este mecanismo abierto reduce el control centralizado y mejora la descentralización de la red. Los competidores tienen incentivos para proporcionar mejores servicios para ganar recompensas y tarifas de transacción.

Escalado eficiente:Mejora eficazmente la eficiencia de generación y verificación de bloques. Varios competidores pueden trabajar en paralelo, evitando puntos únicos de fallo y mejorando la velocidad de procesamiento de transacciones y la escalabilidad de la red.

Seguridad:A través de un mecanismo competitivo de múltiples partes, se mejora la resistencia al ataque del sistema. Los bloques y las pruebas generados por múltiples partes aumentan la transparencia y la seguridad del sistema, lo que dificulta que una sola entidad lo controle o ataque.

● Ventajas

Compatibilidad con EVM: BCR es totalmente compatible con la Máquina Virtual Ethereum (EVM), lo que permite que los contratos inteligentes y dApps existentes de Ethereum migren fácilmente a BCR sin modificaciones significativas.

Alta capacidad de procesamiento:Dado que BCR puede procesar transacciones y generar bloques en paralelo, la capacidad de la red se incrementa significativamente, siendo capaz de manejar volúmenes de transacciones más altos al tiempo que reduce los costos y la latencia de las transacciones.

Descentralización: La generación descentralizada de bloques y el mecanismo de prueba garantizan la descentralización de la red, reduciendo el riesgo de control por entidades centralizadas.

● Desventajas

Mayor complejidad:La complejidad del sistema requiere algoritmos y protocolos sofisticados para coordinar la generación y verificación de bloques entre múltiples competidores. Los contratos inteligentes pueden necesitar lógica adicional para manejar los resultados competitivos.

Posibles problemas:En el mecanismo competitivo de BCR, múltiples competidores que calculan y envían bloques simultáneamente pueden llevar a tarifas más altas. Los usuarios pueden enfrentar costos de transacción más altos, especialmente durante períodos ocupados o altamente competitivos. Además, los nodos grandes con recursos pueden dominar la competencia, lo que lleva a la centralización.

BBR (Basado en Booster Rollup)

En BBR, un Booster es un participante especial responsable de optimizar lotes de transacciones, comprimir datos de transacciones y procesar múltiples lotes de transacciones en paralelo. Su función principal es separar la ejecución y el almacenamiento, asegurando que mientras L2 maneja la ejecución, L1 permanezca descentralizado y las direcciones de contratos inteligentes permanezcan consistentes en L1 y todos los BBR.

Sin embargo, BBR enfrenta desafíos como un aumento en la complejidad del sistema, el consumo de recursos y la posible centralización. Los desarrollos futuros requerirán una mayor optimización y expansión para satisfacer las demandas cambiantes de la tecnología blockchain.

Fuente de imagen: Taiko Labs

Conclusión

Actualmente, Based Rollup representa un cambio significativo en los métodos de escalado de la Capa 2 de Ethereum. Delega la secuenciación de Rollup directamente a los proponentes de la Capa 1, utilizando el diseño de separación de proponentes-constructores. Esto permite que la Capa 1 realice todos los roles de secuenciación para Rollup. Al mismo tiempo, extiende MEV, permitiendo a los buscadores de L2 agrupar transacciones y enviarlas a los constructores de L2, que también son buscadores de L1. Estos bloques completos de L2 luego se convierten en parte de los bloques de L1, que finalmente son procesados por los constructores de L1 y la red principal de Ethereum.

Si bien queda por ver si Based Rollup se puede considerar la solución definitiva para Rollups, innegablemente representa una innovación importante en la escalabilidad de Ethereum Layer 2, proporcionando una solución más segura y descentralizada. Si aplicamos el mismo pensamiento al ecosistema de Bitcoin, lograr una MV nativa y descentralizada con la extensibilidad de Ethereum sin duda será un desafío. Toda la industria todavía tiene un largo camino por recorrer para resolver el problema de la escalabilidad verdaderamente descentralizada.

Enlaces extendidos:

【1】Rollups basados en secuencias L1: superpoderes

【2】Los diferentes tipos de ZK-EVMs

Artículo de referencia

【1】El juego del crédito: Rollups manipulados por firmas múltiples y comités

【2】Informe de investigación de Taiko: solución de capa 2 de Ethereum que logra una escalabilidad perfecta y plena compatibilidad

declaración:

1. Este artículo es reproducido de [marea profunda de flujo tecnológico], título original “De la teoría a la práctica: ¿Puede Based Rollup implementar el esquema Rollup impulsado por L1?”, los derechos de autor pertenecen al autor original [Investigador de YBB Capital Ac-Core], si tiene alguna objeción a la reproducción, por favor contacte conEquipo de Aprendizaje de GateEl equipo lo manejará lo antes posible según los procedimientos relevantes.

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