Con la constante expansión de la industria blockchain, los proyectos más populares, incluido Ethereum, enfrentan un problema crítico: la congestión de transacciones en blockchain. Independientemente del tamaño, las redes informáticas sólo pueden contener una cantidad limitada de tráfico. Cuanto más popular se vuelve la red, más probabilidades hay de que se congestione. Este problema restringe la escalabilidad y afecta la experiencia del usuario en general.

Como tal, Ethereum necesita diferentes redes de capa 2 para ayudar con sus problemas de escalabilidad. Entre estas redes de capa 2 adjuntas a la cadena de capa 1 de Ethereum se encuentra la Máquina Virtual Optimista. Este artículo profundiza en el funcionamiento interno de OVM y arroja luz sobre su importancia para el buen funcionamiento del ecosistema Ethereum.

¿Qué es una máquina virtual optimista?

La Optimistic Virtual Machine (OVM), construida por Optimism utilizando su tecnología Optimism Rollup (OR), sirve como una solución de escalamiento de Capa 2 para Ethereum. Fue diseñado para aprovechar la compatibilidad con EVM, ofreciendo un marco estable para que los desarrolladores escale de manera fácil y eficiente sus contratos inteligentes.

OVM proporciona un ecosistema unificado para protocolos de Capa 2, combinando otras soluciones de escalamiento bajo un mismo paraguas. En lugar de actualizar las transacciones directamente en la cadena de bloques de Capa 1, OVM utiliza datos fuera de la cadena para garantizar (o tomar decisiones optimistas sobre) transacciones actualizadas en la cadena de bloques Ethereum.

¿Cómo funciona la OVM?

Cada proceso computacional realizado por el OVM se llama transición. Estas transiciones son evaluadas por parte del cliente por usuarios individuales que desean confirmar el último estado de un contrato inteligente o verificar pruebas de fraude (mecanismos diseñados para detectar y probar comportamientos fraudulentos en sistemas descentralizados) en la cadena.

OVM funciona como un espacio de trabajo dedicado a contratos inteligentes. Los contratos inteligentes se implementan, ejecutan y monitorean en OVM, lo que garantiza que cualquier otra tarea de contrato inteligente se realice de manera eficiente. Cuando un nodo en la cadena de Capa 2 envía una transacción, el OVM procesa estas transacciones y luego activa diferentes cambios de estado dentro de su entorno, lo que en consecuencia genera resultados variables, como la liquidación de pagos.

OVM también implementa un sistema de límite de gas para protegerse de transacciones maliciosas que se ejecutan constantemente y agotan los recursos de la red. Al realizar una transacción, los usuarios deben establecer un límite de gas, especificando cuánto gas pueden gastar en una transacción. Estas tarifas también sirven como compensación a los nodos por proporcionar recursos computacionales adicionales para ejecutar transacciones.

Además, OVM solo puede interpretar y ejecutar contratos inteligentes escritos en código de bytes. Si bien los lenguajes de alto nivel compatibles con EVM, como Solidity, son más amigables para los humanos y simplifican el proceso de implementación, deben traducirse y compilarse en código de bytes antes de poder implementarse. Sin embargo, debido a la compatibilidad de OVM con EVM a nivel de código de bytes, los desarrolladores pueden implementar directamente contratos inteligentes de EVM existentes en OVM.

Decisiones optimistas: ¿Qué hace que el OVM sea especial?

Si bien la sección anterior analizó las complejidades del OVM, su verdadera innovación radica en su proceso de “decisión optimista”. Como se indicó anteriormente, una decisión optimista es un concepto en el que OVM utiliza datos fuera de la cadena para predecir el estado futuro de la capa 1 de Ethereum. Este enfoque allana el camino para transacciones más rápidas y eficientes. El proceso de decisión optimista implica tres pasos principales:

1. Examina la Capa 1 y estima lo que podría pasar en el futuro.
2. Examine los mensajes fuera de la cadena y considere su impacto si se integran en la Capa 1.
3. Después de estudiar los conocimientos de los pasos anteriores, el OVM tiene una buena idea del estado futuro del EVM. Esta visión guiará las próximas decisiones de la OVM.

Sin embargo, uno podría preguntarse cómo llega exactamente la OVM a estas decisiones a pesar de las posibilidades aparentemente infinitas. Los siguientes conceptos nos ayudarán a comprender mejor la metodología detrás de las decisiones optimistas:

Cono de futuros de Ethereum

Los estados futuros de Ethereum son infinitos y abarcan todas las transacciones posibles, cada DAO que podría ser pirateado y cualquier otro evento. A pesar de tratar con futuros infinitos, las reglas del EVM ayudan a filtrar estados futuros que tienen menos probabilidades de ocurrir. Podemos comparar este proceso con un enorme cono que se contrae desde un gran agujero hasta convertirse en un embudo más estrecho cada vez que se extrae y finaliza un nuevo bloque.

Información local

La capa 2 amplía el protocolo de consenso incorporando información local, incluidos mensajes fuera de la cadena, una actualización de canal firmada o una prueba de inclusión para un bloque de plasma. El OVM utiliza esta información local para tomar decisiones, pero primero debe definir las suposiciones que se utilizarán para derivar posibles estados futuros de Ethereum.

Supuestos locales

Los programas OVM definen suposiciones basadas en la información local explicada anteriormente, sirviendo como filtros para diferenciar estados futuros realistas de los imposibles. Un ejemplo de esto es el uso del supuesto de “vida de la disputa”, que utilizan muchas soluciones de Capa 2. Dado que los participantes del canal esperan que se cuestionen los retiros maliciosos, cualquier estado que contenga un retiro malicioso se considerará imposible y se rechazará. Cuando los supuestos locales hayan eliminado estos futuros imposibles, finalmente podremos tomar “decisiones optimistas” sobre el futuro.

Pros y contras: OVM frente a EVM y zkEVM

Ahora que entendemos cómo funciona OVM, es esencial comprender sus fortalezas y debilidades, especialmente en comparación con otras máquinas virtuales como Ethereum Virtual Machine (EVM) y Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine (zkEVM). Examinar sus diferencias resaltará el valor único de OVM y cómo trabajan de la mano para impulsar la escalabilidad.

OVM frente a EVM

OVM prioriza transacciones más rápidas en comparación con EVM. Con OVM, un nodo puede escribir directamente en la cadena de bloques, eliminando la necesidad del proceso de verificación de múltiples nodos de EVM. Por otro lado, el EVM exige consenso de todos los nodos haciendo que cada uno de ellos vote en cada transacción antes de actualizar la cadena de bloques. Esta minuciosidad es razonable porque garantiza una confianza absoluta, pero el costo es un rendimiento reducido en comparación con el OVM.

OVM y EVM también difieren en términos de validez, ya que OVM no impone la validez de los cambios de estado. Con OVM, un usuario con intenciones maliciosas puede transferirse los activos de otro usuario antes de enviar la transacción a la Capa 1. Si la transacción no es cuestionada, la OVM la acepta.

Por otro lado, todos los cambios de estado en el EVM deben seguir las reglas de consenso de la red antes de ser aceptados. Como tal, el escenario anterior seguiría reglas diferentes, ya que la clave de firma del remitente no coincidiría con su clave pública, que es un requisito para que se acepten transacciones.

Además, el EVM garantiza una finalidad instantánea. La finalidad instantánea se refiere a cuando se acepta un cambio de estado en la red, no se puede alterar ni revertir. OVM no garantiza una finalidad instantánea, ya que no exige la validez de las transacciones y finalizar transacciones no válidas o maliciosas corrompería la cadena de bloques. Por lo tanto, los estados de OVM solo son definitivos cuando se aceptan en la cadena de Capa 1.

OVM vs zkEVM

El OVM se centra principalmente en la ejecución de transacciones y contratos inteligentes y deja que el EVM de Capa 1 haga cumplir las reglas de blockchain, especialmente en los cambios de estado. La OVM prioriza la velocidad al enviar transacciones completadas sin prueba de validez. Esto aumenta la escalabilidad, pero existe el riesgo de que las transacciones no válidas pasen desapercibidas y finalicen en la Capa 1, especialmente si no se cuestionan.

Una máquina virtual Ethereum de conocimiento cero (zkEVM) aborda este problema creando pruebas criptográficas para cada transacción fuera de la cadena, similares a los recibos. Esto aumenta la garantía de la validez de las actualizaciones estatales, lo que aumenta aún más la confianza en el sistema en general.

Con zkEVM, las transiciones de estado finalizan tan pronto como se verifican en la cadena. Esto reduce los retrasos en la finalización de las transacciones de la Capa 2 en la Capa 1. Las pruebas de conocimiento cero también confirman la validez de las actualizaciones de estado, eliminando la necesidad de pruebas de fraude a menos que sea necesario.

Los zkEVM son generalmente más difíciles de implementar que los OVM porque desarrollar pruebas tan elaboradas para varios pasos de cálculo es costoso. Esta accesibilidad hace que OVM sea más fácil de iniciar que zkEVM. No obstante, ambos proyectos son compatibles con EVM y pueden ejecutar contratos inteligentes.

Casos de uso de OVM

Al ejecutarse en la Capa 2, el OVM permite a los usuarios utilizar el EVM basado en la Capa 1 sin actualizar constantemente el estado del EVM directamente. Imagine al OVM como un asistente del EVM, trabajando detrás de escena en la Capa 2 y manejando transacciones para que el EVM no se sienta abrumado.

En contexto, supongamos que el usuario A posee 2 WBTC y envía 1 WBTC al usuario B mediante un resumen optimista. Luego, un agregador enviará los detalles de la transacción al contrato acumulativo de Capa 1. Si no se cuestiona, se integrará permanentemente en la cadena de bloques Ethereum, haciéndola oficial.

Esta garantía es posible bajo dos condiciones. La primera es que OVM ejecuta transacciones de acuerdo con las reglas de EVM, por lo que se garantiza que las transacciones procesadas correctamente fuera de la cadena serán aceptadas en la Capa 1. El segundo factor es que el agregador comparte públicamente los datos de la transacción, lo que permite que cualquiera señale inconsistencias en la ejecución de una transacción y, por extensión, mantiene a todas las partes honestas.

No obstante, ya sea que ambas partes decidan retirar sus activos o realizar otras transacciones, aún se han beneficiado del EVM sin tener que ejecutar ninguna transacción en la Capa 1.

Además de ejecutar transacciones más rápidas, OVM se puede utilizar de otras formas. OVM también ha revolucionado los juegos blockchain, permitiendo un juego más rápido sin demoras ni retrasos, donde las transacciones ocurren instantáneamente y el mundo del juego reacciona en tiempo real. Su uso para mejorar las aplicaciones DeFi tampoco puede pasar desapercibido, ya que proporciona intercambios de tokens casi instantáneos en intercambios descentralizados con tarifas de gas más bajas.

Conclusión

Con Optimistic Virtual Machine, los desarrolladores pueden implementar contratos inteligentes y los usuarios pueden realizar transacciones sin la molestia de las altas tarifas del gas y los lentos tiempos de procesamiento que afectan a Ethereum. Si bien enfrenta desafíos relacionados con la seguridad y posibles riesgos de centralización, OVM tiene la clave para desbloquear una nueva era de aplicaciones impulsadas por blockchain y la adopción masiva en general. Con la evolución de la tecnología blockchain, OVM es una de las herramientas innovadoras que se espera que dé forma al futuro de las aplicaciones descentralizadas.