Escrito por: Kyrian Alex

Traducción: Blockchain en lenguaje sencillo

Durante mucho tiempo, la demanda de soluciones de escalado en la tecnología de la cadena de bloques ha sido un tema controvertido. Como es bien sabido, a medida que la red de la cadena de bloques se expande, la cantidad de transacciones por segundo (TPS) se convierte en un problema clave. Actualmente, la capacidad de las principales cadenas de bloques como Bitcoin y Ethereum es insuficiente para manejar el volumen de transacciones necesario para una adopción generalizada.

Por ejemplo, Bitcoin procesa aproximadamente 7 transacciones por segundo, mientras que Ethereum procesa aproximadamente 15. En comparación, Visa procesa un promedio de aproximadamente 1,700 transacciones por segundo. Sin soluciones de escalado, la cadena de bloques no puede competir con los sistemas de finanzas tradicionales y lograr una adopción a gran escala.

Entonces, ¿qué pasa si echamos un vistazo al costo real de las operaciones comerciales?

La situación real es la misma... A medida que más personas utilizan simultáneamente la cadena de bloques, los costos de transacción se vuelven muy altos, lo que obstaculiza a los usuarios durante las horas pico y hace que las transacciones pequeñas sean poco realistas. Por ejemplo, durante el auge de DeFi en 2020 y 2021, los costos de gas de Ethereum se dispararon, lo que hizo que incluso las transacciones de pequeñas cantidades fueran extremadamente costosas.

Entonces, ¿cómo resolvemos este problema? Lo solucionamos mediante la introducción de una solución de extensión para abordar este problema.

La solución de escalabilidad es una técnica diseñada para mejorar la capacidad y eficiencia de la red de blockchain, con el objetivo de manejar un mayor volumen de transacciones. El objetivo principal de la solución de escalabilidad es aumentar la capacidad de la red, es decir, el número de transacciones por segundo (TPS), al tiempo que se mantiene o mejora la seguridad, descentralización y rentabilidad.

Las soluciones de escalabilidad son cruciales para reducir los costos de transacción, permitiendo que la tecnología blockchain sea más ampliamente adoptada y utilizada en el día a día. Los tiempos de transacción lentos y los altos costos reducen la experiencia del usuario, obstaculizan la incorporación de nuevos usuarios y limitan la disponibilidad de aplicaciones descentralizadas (DApps).

Para atraer y retener usuarios, la red de Cadena de bloques debe ofrecer transacciones sin problemas, rápidas y rentables, lo que puede lograrse a través de soluciones de escalado efectivas.

Hoy, discutiremos cómo diferentes redes abordan estos desafíos, especialmente al comparar zk Rollups en Ethereum y zk Compression en Solana. Ambas tecnologías están diseñadas para mejorar la escalabilidad, pero logran este objetivo de manera diferente, lo que refleja los diseños y prioridades únicas de sus respectivos ecosistemas.

1. ¿Qué son los ZK Rollups?

ZK Rollups es una solución de escalado L2 que traslada los cálculos y el estado fuera de la cadena, al mismo tiempo que empaqueta los datos de transacción en lotes para almacenar en la cadena, aumentando así la escalabilidad de la cadena de bloques.

Utilizan pruebas criptográficas llamadas argumentos sucintos no interactivos del conocimiento para demostrar la validez de estas transacciones empaquetadas sin revelar datos reales. De esta manera, se puede lograr transacciones más rápidas y más baratas en las sidechains mientras se mantiene la seguridad en la red principal de Ethereum.

¿Cómo funcionan?

Un secuenciador procesa transacciones en lotes fuera de la cadena.

El generador de secuencias produce pruebas zk-SNARK (argumentos de conocimiento sucintos no interactivos) que son una forma compacta de pruebas criptográficas que verifican la validez de transacciones sin revelar todos los detalles.

Los datos de prueba y transacción se envían a la red principal de Ethereum, donde cualquiera puede verificar la prueba en la red principal para asegurar la validez de la transacción. En caso de disputa, cualquiera puede enviar los datos de transacción originales para un asentamiento en la cadena, aprovechando la robusta seguridad de Ethereum. Rollup incluye una prueba de encriptación (específicamente una prueba de conocimiento cero) para verificar la precisión de las transacciones empaquetadas. La red de Ethereum solo necesita verificar esta prueba en lugar de cada transacción, lo que reduce significativamente la carga computacional. Las transacciones se agrupan en Rollup fuera de la cadena. Se generan pruebas de conocimiento cero para confirmar la validez de las transacciones agregadas. Las pruebas y los datos de resumen mínimos se envían a la red principal de Ethereum para su verificación. Después de una verificación exitosa, el estado en la red principal de Ethereum se actualiza para reflejar las transacciones de Rollup.

2. ¿Qué es ZK Compression?

ZK Compression es una técnica en la cadena de bloques de Solana que se utiliza para reducir los costos de almacenamiento de datos. Almacena solo la 'huella' (hash) de los datos comprimidos en la cadena, manteniendo al mismo tiempo la privacidad de los datos.

En ZK Compression, "ZK" representa conocimiento cero, lo que indica que la privacidad de los datos comprimidos está protegida. Este método ayuda a reducir significativamente la cantidad de datos que deben almacenarse en la cadena, lo que reduce los costos de almacenamiento para los desarrolladores.

¿Cómo funciona completamente la compresión ZK?

ZK Compression reduce el costo de estado en Solana al utilizar la tecnología de conocimiento cero (ZK), lo que se refiere al almacenamiento y mantenimiento de datos (como el saldo de la cuenta y el almacenamiento de contratos inteligentes) en la cadena de bloques.

A continuación se presenta un desglose detallado de cómo funciona:

Los datos de cada cuenta se comprimen en un valor hash único. Este valor hash incluye no solo la información de la cuenta, sino también su posición en el árbol de estado, garantizando su singularidad. Este valor hash se almacena en los nodos hoja del árbol de estado.

El árbol de estado es una estructura de datos similar a un árbol de Merkle, donde cada nodo es el hash de sus nodos hijos. El árbol de estado resume toda la información y datos de la cuenta y los comprime en un valor hash de nivel superior llamado raíz de estado.

La raíz de estado es el valor hash superior del árbol de estado, almacenado en la cadena de bloques. Esta raíz actúa como una huella digital de todo el árbol de estado, asegurando la integridad y completitud de todos los datos en el árbol.

Los datos detallados de la cuenta no se almacenarán directamente en la cadena de bloques. En cambio, se almacena como datos de llamadas en el espacio de libro de cuentas de Solana, que es más económico. Solo se almacenan en la cadena los metadatos básicos y la raíz del estado, lo que reduce significativamente los costos de almacenamiento y mantiene la seguridad de los datos.

Para garantizar la integridad y autenticidad de los datos comprimidos, ZK Compression utiliza pruebas de conocimiento cero (ZK-proofs). Estas pruebas verifican la precisión y la integridad de los datos sin revelar su contenido real, lo que garantiza que incluso los datos comprimidos sean seguros y verificables.

Tenga en cuenta que ZK Compression no es una solución L2, sino una actualización diseñada para mejorar la eficiencia de almacenamiento de datos en Solana.

ZK Compression es diferente de las soluciones de capa 2 en rodajas, ya que en ZK Compression, la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado se realizan directamente en la cadena de primera capa (L1), es decir, en Solana.

La diferencia clave radica en la ubicación de la ejecución y la gestión del estado. En los zk Rollups, estos procesos ocurren en una cadena auxiliar que periódicamente envía compromisos y pruebas a la cadena L1 principal. En cambio, la compresión ZK mantiene toda la ejecución y el estado en Solana misma en lugar de en una cadena separada.

Esta diferencia fundamental significa que, aunque ZK Rollups traslada algunos procesos a la capa 2 para mejorar la escalabilidad, ZK Compression optimiza directamente el almacenamiento de datos en la cadena de bloques principal sin crear capas separadas para la ejecución.

3. Diferencias entre los dos

La diferencia clave entre zk Rollups y zk Compression en Ethereum y Solana radica fundamentalmente en sus métodos para mejorar la escalabilidad de la cadena de bloques y optimizar el almacenamiento de datos:

1）ejecución y gestión del estado：

zk Rollups: la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estados ocurren en una cadena auxiliar separada de la red principal de Ethereum. Esta cadena auxiliar envía periódicamente compromisos y pruebas a la red principal de Ethereum.

Compresión zk: todas las transacciones de ejecución y el almacenamiento de estado se realizan directamente en la cadena de primera capa (L1), es decir, en la cadena Solana. No hay una cadena auxiliar separada involucrada aquí.

2. Procesamiento de datos en la cadena:

zk Rollups: solo envía pruebas encriptadas y datos de resumen mínimos a la Mainnet de Ether para su verificación. Este método minimiza al máximo la carga computacional en la Mainnet.

Compresión zk: Solo almacenar en la cadena de bloques Solana el "fingerprint" (hash) de los datos comprimidos y la prueba ZK correspondiente. Esto reduce significativamente la cantidad de datos almacenados en la cadena, lo que a su vez reduce el costo de almacenamiento.

3. Privacidad e integridad:

zk Rollups: Utilizando zk-SNARK (Argumento de Conocimiento Succinct Non-Interactive Zero-Knowledge) para garantizar la validez de las transacciones sin revelar detalles de los datos de la transacción. Este método protege la privacidad de la red principal de Ethereum al tiempo que garantiza la seguridad.

Compresión zk: combina la compresión de datos y las pruebas zk para optimizar el almacenamiento de blockchain y demostrar matemáticamente la integridad de los datos comprimidos. Garantiza que los datos después de la descompresión coincidan con los originales sin revelar el contenido, protegiendo así la privacidad.

4. Naturaleza de la solución:

zk Rollups: considerado como una solución de escalado de capa 2 (L2) porque trasladan la ejecución de transacciones y la gestión de estados a una cadena secundaria, mejorando la escalabilidad y soltando los costos de la Mainnet.

zk Compression: no se clasifica como una solución de capa 2 de rollup, sino como una actualización que aumenta directamente la eficiencia de almacenamiento de datos en la cadena on-chain de Solana. Optimiza los costos de almacenamiento sin necesidad de introducir una capa de ejecución separada.

4. Conclusion

En resumen, ambos métodos de expansión enfatizan la importancia de equilibrar la sostenibilidad del crecimiento de la red, manteniendo los principios fundamentales de la cadena de bloques.

En este sentido, Solana ha logrado un notable éxito en la adopción y la innovación de la industria blockchain, allanando el camino para su amplia utilización.