“Por favor, dame lo que necesito y también obtendrás lo que necesitas”. Adam Smith propuso por primera vez el concepto de división del trabajo y la cooperación en “La Riqueza de las Naciones”, explicando sistemáticamente cómo mejora la eficiencia del mercado en general. La esencia de la modularidad es la división del trabajo y la cooperación. Un sistema completo se puede dividir en módulos intercambiables, cada uno de los cuales es independiente, seguro y escalable. Los diferentes módulos se pueden combinar para lograr el funcionamiento de todo el sistema. Un mercado libre inevitablemente se moverá hacia la división del trabajo y la cooperación, lo que conduce a mejoras significativas en la eficiencia general. Actualmente, la modularidad es una de las narrativas principales en la industria de la cadena de bloques. Aunque la atención del mercado no está en proyectos de infraestructura subyacente en este momento, la mejora de la infraestructura fundamental es una fuerza crucial que impulsa el desarrollo de la industria. Este artículo proporcionará un análisis en profundidad de las cadenas de bloques modulares, incluyendo su historia de desarrollo, panorama del mercado actual y futuras direcciones.

01 ¿Qué es la modularidad

De hecho, el desarrollo de la modularidad en la industria blockchain tiene una larga historia. Podemos revisitar la evolución completa de la industria desde la perspectiva de la modularidad. La cadena Bitcoin más temprana era un sistema completo con módulos estrechamente integrados que permitían funciones como las transferencias de Bitcoin y la contabilidad. Sin embargo, el problema principal con la cadena Bitcoin era su capacidad limitada, que no podía soportar más casos de uso. Esto llevó a la aparición de Ethereum, a menudo llamado el "ordenador del mundo". Ethereum puede ser visto como una extensión modular de Bitcoin, añadiendo un módulo de ejecución conocido como la Máquina Virtual Ethereum (EVM). La máquina virtual sirve como entorno de ejecución para el código del programa. Bitcoin sólo puede realizar operaciones simples como transferencias, pero el código complejo requiere una máquina virtual. En consecuencia, Ethereum permitió diversas aplicaciones blockchain, como DeFi (Finanzas Descentralizadas), NFTs (Tokens No Fungibles), SocialFi (Medios Sociales Descentralizados) y GameFi (Juegos Blockchain).

Más tarde, el rendimiento de Ethereum también falló en cumplir con las crecientes demandas de varias aplicaciones, lo que llevó al desarrollo de redes de capa 2. Estas soluciones de capa 2 representan la modularidad para Ethereum al mover el módulo de ejecución de Ethereum fuera de la cadena, logrando efectivamente la escalabilidad. La capa 2, o la segunda capa, construye una red adicional sobre la capa base de Ethereum, desplazando gran parte de la computación a esta nueva red y luego enviando los resultados de vuelta a Ethereum. Esto reduce la carga computacional en Ethereum y mejora su velocidad. Con la modularización de la capa de ejecución de Ethereum y la aparición de varias soluciones de capa 2, Ethereum se ha convertido en una estructura de cuatro capas.

• Capa de ejecución: Responsable de manejar transacciones y ejecutar contratos inteligentes (análogo a jugar un juego de acuerdo a sus reglas).
• Capa de liquidación: valida el estado de la capa de ejecución y resuelve disputas, completando la liquidación final de transacciones y asegurando que las transferencias y registros de activos se almacenen permanentemente en la cadena de bloques, determinando el estado final de la cadena de bloques (resolviendo problemas que surgen durante el juego).
• Capa de datos: Normalmente incluye funciones para almacenamiento, transmisión y verificación de datos, garantizando la transparencia y confiabilidad de la red blockchain (transmisión o registro del juego).
• Capa de Consenso: Utiliza algoritmos de consenso específicos para validar transacciones y crear nuevos bloques, asegurando la consistencia de los datos y transacciones en toda la red (asegurando que todos tengan la misma comprensión del resultado del juego).

Cada capa ha visto la aparición de varios proyectos, con mejoras de eficiencia en todos los ámbitos. Ensamblar diferentes proyectos hace que sea fácil construir una nueva cadena de bloques. Esto se puede comparar con el desarrollo en la industria de la computación. Inicialmente, Apple ofrecía máquinas integradas. Con la aparición del sistema Windows de Microsoft, surgieron muchos PC personalizados. Podrías comprar componentes de alta especificación y ensamblarlos en una computadora de alto rendimiento.

En el mundo de la cadena de bloques, si una cadena necesita almacenamiento económico, puede usar una capa de disponibilidad de datos independiente, similar a un disco duro externo: gran capacidad, asequible y efectiva. Además de la capa de datos, cada módulo es plug-and-play y puede ser ensamblado de forma flexible. Sin embargo, las PC personalizadas no reemplazaron completamente a las máquinas integradas como las de Apple. Muchos usuarios no quieren o no pueden pasar tiempo investigando configuraciones y simplemente quieren una computadora que funcione bien. Las máquinas integradas ofrecen la mejor coordinación entre componentes, lo que las hace más eficientes y proporciona una mejor experiencia que las PC personalizadas de alta especificación.

Por ejemplo, Solana, una de las principales cadenas de bloques de Capa 1, es una típica “máquina integrada”. No es modular pero sigue ofreciendo un alto rendimiento y ha dado lugar a muchos proyectos populares. Por lo tanto, podemos observar tanto las ventajas significativas como las desventajas inherentes de la modularidad. Las ventajas incluyen:

• Descentralización: al separar la capa de datos, los requisitos de hardware para los nodos se reducen, lo que aumenta el número de nodos y mejora la descentralización de la red sin introducir suposiciones de confianza adicionales.
• Implementación Simplificada de Cadenas: Utilizando un diseño modular se reducen los costos de inicio y los costos de desarrollo para diseñar e implementar nuevas blockchains.
• Mejor rendimiento de la cadena: el rendimiento de cada módulo ha mejorado significativamente, como se puede ver con las soluciones de escalabilidad de Ethereum.
• Fomentando la prosperidad del ecosistema: diferentes módulos manejan diversas funciones mientras se garantiza la seguridad general.
• Mejora en la experiencia del usuario: Por ejemplo, reducción de la complejidad y de las comisiones de transacción.

Desventajas:

• Seguridad: A diferencia de las blockchains integradas, delegar la capa de datos a un tercero puede introducir riesgos y no garantiza la seguridad de la misma manera que una cadena todo en uno. Por lo tanto, las arquitecturas modulares pueden ser menos seguras, especialmente cuando se requiere una comunicación extensa entre cadenas, lo que aumenta la superficie de ataque para los hackers.
• Complejidad: La complejidad del diseño modular presenta mayores riesgos. Con numerosos módulos para elegir y posibles riesgos de "caja ciega" entre los diferentes módulos, la construcción de un sistema modular estable se convierte en una preocupación crítica.

02 Análisis de proyectos clave

Desde una perspectiva global, el todo se puede dividir en tres capas principales:

• Capa de aplicación:
  • Varias DApps (Aplicaciones Descentralizadas) se construyen sobre blockchains.
  • Actualmente, incluyen varias categorías principales: Carteras (portales al mundo Web3), DeFi (Finanzas Descentralizadas), NFTs (que pueden entenderse como coleccionables digitales), SocialFi (Medios Sociales Descentralizados) y GameFi (Juegos en Blockchain).
• Capa intermedia:
  • Si las aplicaciones interactúan directamente con las blockchains, su rendimiento y experiencia de usuario se ven fuertemente limitados por las características de la tecnología blockchain. Esto es especialmente cierto en el actual panorama de múltiples blockchains, donde muchas blockchains diferentes con arquitecturas técnicas y características de sistema variables afectan la dificultad del desarrollo de aplicaciones y la experiencia de usuario.
  • Para mejorar la experiencia del usuario y facilitar el desarrollo de aplicaciones, ha surgido una capa intermedia. Esta capa conecta horizontalmente varias blockchains y encapsula las características de la blockchain, proporcionando diferentes middleware técnico para el desarrollo de aplicaciones. Esto incluye la abstracción de cuentas (permitiendo que las cuentas de usuario sean programables y admitan funcionalidades complejas) y la abstracción de cadenas (permitiendo a los usuarios interactuar con diferentes blockchains sin necesidad de entender sus diferencias, basándose en sus propias intenciones).
• Capa de cadena pública:
  • Capa de ejecución: Incluye EVM (Máquina Virtual Ethereum), EVM Equivalente (VMs compatibles con EVM), EVM Paralelo (EVMs que admiten transacciones paralelas) y VM Modular (máquinas virtuales de tipo no EVM).
  • Capa de liquidación: Además de liquidación en Ethereum, el proyecto principal de liquidación modular actualmente es Dymension.
  • Capa de datos: También conocida como Capa de Disponibilidad de Datos, esta capa tiene la mayoría de los proyectos porque los costos de almacenamiento de datos son una parte importante de las tarifas de transacción. Existe una fuerte demanda de mercado de módulos de almacenamiento asequibles y efectivos. El almacenamiento de Ethereum es demasiado caro, con Celestia siendo un proyecto líder en almacenamiento de datos modular, y Nubit siendo un proyecto líder en el ecosistema de Bitcoin.
  • Capa de consenso: Celestia también proporciona una capa de consenso, pero esto desafía la base de Ethereum. La comunidad de Ethereum no reconoce las cadenas públicas que utilizan Celestia como su capa de consenso como la Capa 2 de Ethereum. Además, la seguridad de Celestia no ha sido validada por el tiempo como la de Ethereum, lo que genera preocupaciones sobre su seguridad.

A continuación, analizaremos específicamente tres proyectos clave: Celestia, Dymension y AltLayer.

2.1 Celestia

• Introducción básica
  • Como el primer proyecto en proponer el concepto de blockchains modulares, Celestia puede considerarse un pionero en la pista modular. Especialmente después de que su precio de token se disparó, atrajo una atención significativa del mercado y abrió el potencial de toda la pista.
  • Celestia tiene como objetivo construir una capa de disponibilidad de datos escalable para permitir la próxima generación de arquitectura de blockchain escalable: blockchains modulares. Su objetivo es permitir que cualquier persona pueda implementar fácilmente su propia blockchain con un mínimo de sobrecarga.
• Mecanismo de operación
  • Muestreo de disponibilidad de datos
    • Celestia no maneja la validez de las transacciones ni las ejecuta. Solo empaqueta, ordena y transmite transacciones, con todas las reglas de validez de transacciones aplicadas por los nodos de Rollup de los clientes (es decir, desacoplando la capa de consenso de la capa de ejecución).
    • Método de verificación de datos: Abstractamente, los datos de la cadena de bloques se pueden dividir en una matriz (por ejemplo, 8x8). Al codificar y agregar filas y columnas de "comprobación" adicionales a los datos originales, se forma una matriz más grande (por ejemplo, 16x16). Al muestrear aleatoriamente y verificar la precisión de partes de esta matriz más grande, se puede garantizar la integridad y disponibilidad de los datos generales. Incluso si algunos datos se pierden o se dañan, la suma de comprobación y los datos pueden recuperar todo el conjunto de datos.
  • Sovereignty Rollup
    • Método de verificación de transacciones: La principal diferencia entre los Rollups Soberanos y los Rollups de Contratos Inteligentes (como Optimism, Arbitrum, zkSync, etc.) radica en el método de verificación de transacciones. En los Rollups de Contratos Inteligentes, las transacciones son verificadas por contratos inteligentes desplegados en Ethereum. En los Rollups Soberanos, los propios nodos de Rollup son responsables de verificar las transacciones.
    • Método de actualización:
      • Para los Smart Contract Rollups, las actualizaciones dependen de los contratos inteligentes en la capa de liquidación. Para actualizar el Rollup, se deben realizar cambios en los contratos inteligentes, lo cual puede requerir múltiples firmas para controlar quién puede iniciar la actualización. Si bien es común que los equipos controlen las actualizaciones de firma múltiple, también es posible el control basado en la gobernanza de las firmas múltiples. Dado que los contratos inteligentes están en la capa de liquidación, están sujetos al consenso social de esa capa.
      • Los rollups soberanos, por otro lado, se actualizan a través de forks similares a las blockchains de Capa 1. Después de que se lance una nueva versión de software, los nodos pueden optar por actualizar su software a la última versión. Los nodos que no estén de acuerdo con la actualización pueden seguir utilizando el software antiguo. Esta opción permite a la comunidad de operadores de nodos decidir si aceptar o no los cambios nuevos. Incluso si la mayoría de los nodos se actualizan, no pueden obligar a otros a aceptar la actualización. Esta característica hace que los rollups soberanos sean verdaderamente "soberanos".
  • Puente de Gravedad Cuántica (QGB)
    • Actúa como un puente entre Celestia y Ethereum (u otras cadenas de capa 1 EVM), facilitando la transferencia de datos y activos entre las dos redes.
    • Al introducir el concepto de Celestium (EVM L2 Rollup), aprovecha Celestia para la disponibilidad de datos mientras utiliza Ethereum como capa de liquidación. Este enfoque utiliza completamente las fortalezas de ambas redes: la escalabilidad y disponibilidad de datos de Celestia, y la seguridad y descentralización de Ethereum.

2.2 Dymension

• Introducción básica
  • Dymension es un Sovereign Rollup construido en Cosmos, con el objetivo de simplificar el desarrollo de RollApps (blockchains centradas en aplicaciones personalizadas) a través de Dymension Chain (capa de liquidación), RDK (RollApp Development Kit) e IRC (Inter-Rollup Communication).
  • La característica principal de Dymension es la modularización de la capa de liquidación, al tiempo que ofrece capacidades de RaaS (Rollup as a Service), posicionándose como competidor de AltLayer.
• Mecanismo de funcionamiento
  • Frontend → RollApps: RollApps son blockchains modulares de alto rendimiento en Dymension, diseñados específicamente para aplicaciones particulares. Están construidos utilizando el Kit de Desarrollo de RollApp (RDK) de Dymension.
  • Backend → Dymension Hub: Dymension Hub, construido utilizando Cosmos SDK, sirve como la capa de liquidación y utiliza IBC para la transferencia segura de mensajes entre Dymension RollApps.
  • Base de datos → Red de Disponibilidad de Datos: La red de disponibilidad de datos es descentralizada y almacena datos durante un período de tiempo relativamente corto.

2.3 AltLayer

• Introducción básica
  • Una plataforma RaaS (Rollup as a Service) modular, similar a Lego, que abarca los conceptos de modularización y Restaking.
  • Permite la creación rápida de Rollups rápidos, escalables y específicos de la aplicación protegidos por Layer 1. Esta plataforma permite a los desarrolladores construir Rollups personalizados de manera eficiente y permite incluso a aquellos con experiencia mínima en programación configurar un Rollup personalizado en solo unos clics en 2 minutos.
• Mecanismo de operación
  • Capacidad de implementación de cadena con un solo clic (basada en OP Stack, Arbitrum Orbit, zkSync ZK Stack, Polygon CDK)
  • Servicios de restaking (basados en EigenLayer)
  • DA de terceros (basado en Celestia, EigenDA, Avail)
  • Secuenciadores de terceros (basados en Espresso, Radius)

03 Modular future narrative

La narrativa futura de la modularidad gira principalmente en torno a tres direcciones: el mayor desarrollo de la modularidad de Ethereum, la expansión del ecosistema de Cosmos y el crecimiento del ecosistema de Bitcoin.

La modularidad comenzó con Ethereum y se está desarrollando allí, pero no se deben pasar por alto otros dos ecosistemas: Cosmos y Bitcoin. Cosmos surgió para abordar problemas de interoperabilidad entre cadenas y construir un ecosistema multi-cadena. Las cadenas basadas en los componentes tecnológicos de Cosmos pueden compartir seguridad y facilitar interacciones entre cadenas. Para lograr esto, Cosmos desarrolló capacidades de implementación de cadenas con un alto grado de modularidad y ha estado evolucionando durante años. Muchos proyectos conocidos han surgido del ecosistema de Cosmos, incluyendo Celestia, Dymension y el popular proyecto de staking de BTC Babylon.

Bitcoin, como la cadena fundadora de la industria blockchain y la cadena pública más grande por capitalización de mercado, casi tres veces la de Ethereum, también tiene un potencial significativo. El ecosistema de Bitcoin está prosperando y muchas tecnologías ya validadas en Ethereum se están adaptando para su uso en el ecosistema de Bitcoin.

• Mayor profundización del módulo Ethereum
  • Capa de Disponibilidad de Datos: Esta capa tiene la mayoría de los proyectos y es el sector más competitivo. Actualmente, Celestia lidera, pero enfrenta desafíos significativos. Con la actualización EIP-4844 de Ethereum, los datos de Rollup se pueden almacenar como Blobs, reduciendo drásticamente los costos de almacenamiento de datos y disminuyendo la ventaja de costos de Celestia. Además, Celestia enfrenta fuertes competidores como NearDA de la confiable blockchain L1 Near y EigenDA del proyecto líder de restaking EigenLayer.
  • Capa de middleware: En un panorama de múltiples cadenas, los usuarios y la liquidez están fragmentados. Para mejorar la experiencia del usuario en la capa de aplicación, han surgido numerosos servicios de middleware. Los conceptos populares incluyen Abstracción de Cuenta (cuentas de usuario programables con funciones complejas) y Abstracción de Cadena (abstrayendo cadenas para que los usuarios puedan interactuar con múltiples cadenas sin necesidad de entender sus diferencias).
  • RaaS: la implementación de Layer2 con un solo clic integra varios servicios base modulares, ofreciendo soluciones de grado empresarial para la construcción rápida de Layer2. Esto reduce las barreras de desarrollo, lo que indica que la futura competencia de Layer2 se centrará más en los ecosistemas, las operaciones y los servicios de capa de aplicación en lugar de solo en la tecnología.
  • Tecnología ZK: la tecnología de prueba de conocimiento nulo (ZK) sirve para dos propósitos principales en blockchain: verificar la corrección de los cálculos más rápido sin volver a calcularlos y proteger la privacidad mediante la provisión de pruebas de ZK sin revelar información cruda. Actualmente, la tecnología ZK se utiliza principalmente para verificar la corrección de los cálculos en Layer2, con futuras direcciones que se centran en habilitar ZK en máquinas virtuales. En el plan de ruta de Ethereum, ZK es un componente fundamental de la fase Verge, integrando SNARKs en L1 EVM. Varias soluciones Layer2 también están adoptando la tecnología ZK. El fundador de Ethereum, Vitalik Buterin, ha declarado: 'En 10 años, todos los Rollups serán ZK'.
• Expansión del Ecosistema Cosmos
  • Después del colapso de Luna en 2022, el ecosistema de Cosmos se vio significativamente afectado. Sin embargo, a pesar de la caída, el ecosistema no pereció. En su lugar, ha visto surgir muchos proyectos pioneros, incluyendo Celestia como líder en capas de disponibilidad de datos y Dymension como líder en capas de liquidación.
  • El ecosistema Cosmos utiliza una arquitectura multi-cadena que admite múltiples blockchains independientes que operan simultáneamente e interactúan entre sí, ofreciendo una gran interoperabilidad.
  • Cosmos emplea un diseño modular, lo que permite a los desarrolladores seleccionar y combinar diferentes módulos para construir sus propias cadenas de aplicaciones, proporcionando una gran autonomía y flexibilidad.
  • Sin embargo, Cosmos también enfrenta varios desafíos, incluidos los altos costos asociados con el establecimiento y mantenimiento de cadenas de aplicaciones, la falta de un modelo de ingresos para Cosmos Hub y un modelo económico insostenible. Estos son problemas que deberán abordarse en el futuro.
• El auge del ecosistema Bitcoin:
  • Desde la introducción del protocolo Ordinals, ha habido una atención significativa en el ecosistema de Bitcoin. Durante el último año, hemos visto un aumento en las tendencias de inscripción, desarrollos de la capa 2 de BTC y entusiasmo por el restaking de Bitcoin.
  • Las direcciones de desarrollo para el ecosistema de Bitcoin son principalmente de dos tipos: una es expandirse en base a las características técnicas propias de Bitcoin, y la otra es integrarse con EVM (Ethereum Virtual Machine), facilitando la liquidez entre los ecosistemas de Bitcoin y Ethereum.
  • Ethereum puede considerarse como una extensión modular de Bitcoin, o incluso como un campo de pruebas. Muchas tecnologías maduras de Ethereum se pueden aplicar directamente al ecosistema de Bitcoin. Esto ha dado lugar a la aparición de varios proyectos modulares, incluidos proyectos de disponibilidad de datos como Nubit, proyectos de Capa 2 como Merlin y BitLayer, y servicios compartidos de seguridad de Bitcoin (restaking) como Babylon.

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