Ethereum 2.0 The Surge: Construyendo un ecosistema descentralizado de millones de TPS

Perspectivas de la actualización técnica de Ethereum: The Surge

El cofundador de Ethereum, Vitalik Buterin, publicó recientemente una serie de artículos que exploran el desarrollo futuro de Ethereum. Estos artículos se centran en seis etapas de la hoja de ruta de Ethereum: la fusión, el auge, la liquidación, la validación, la purificación y el salto. Este artículo se centrará en la etapa The Surge, que se enfoca principalmente en la escalabilidad y el desarrollo a largo plazo de Ethereum.

Ethereum protocolo actualización técnica perspectivas análisis (2): The Surge

La visión central de Ethereum

El objetivo esencial de Ethereum es convertirse en la infraestructura de un internet descentralizado. A través de la ejecución automática de contratos inteligentes, Ethereum admite el desarrollo de aplicaciones descentralizadas complejas, lo que hace que sea la plataforma preferida para los desarrolladores que construyen aplicaciones como DeFi, NFT, entre otras.

Sin embargo, Ethereum tiene limitaciones en términos de escalabilidad. Actualmente, Ethereum solo puede procesar entre 15 y 30 transacciones por segundo, muy por debajo de las redes de pago tradicionales. Esto provoca que, en momentos de congestión de la red, las tarifas de gas sean elevadas, lo que limita la capacidad de Ethereum para convertirse en una infraestructura global. The Surge ha sido diseñado precisamente para abordar este problema.

Los principales objetivos de The Surge incluyen:

  • Lograr una capacidad de procesamiento de más de 100,000 transacciones por segundo en Ethereum L1+L2
  • Mantener la descentralización y robustez de L1
  • Asegurar que la parte L2 herede completamente las propiedades fundamentales de Ethereum.
  • Maximizar la interoperabilidad entre L2, haciendo de Ethereum un ecosistema unificado

Estrategia de escalado centrada en rollup

El núcleo de The Surge es mejorar significativamente la escalabilidad a través de soluciones L2, donde el rollup es un componente clave. Esta estrategia define claramente la división de funciones: Ethereum L1 se centra en ser una capa base poderosa y descentralizada, mientras que L2 asume la tarea de expandir el ecosistema.

Rollup empaqueta transacciones fuera de la cadena y luego envía los resultados de vuelta a la red principal, aumentando significativamente el rendimiento mientras mantiene la seguridad y la descentralización. Vitalik afirmó que rollup podría aumentar la capacidad de procesamiento de Ethereum a más de 100,000 transacciones por segundo. Este será un avance transformador que permitirá a Ethereum soportar aplicaciones a escala global sin comprometer la descentralización.

Vitalik enfatizó que los rollups no son solo una solución temporal, sino una solución de escalado a largo plazo. Ethereum 2.0 ha reducido el consumo de energía al pasar de la prueba de trabajo a la prueba de participación a través de The Merge, y los rollups se consideran el próximo hito importante.

Este año, la hoja de ruta centrada en rollup ha logrado importantes avances: con el lanzamiento de los blobs EIP-4844, el ancho de banda de datos de Ethereum L1 ha aumentado significativamente, y varios rollups de la máquina virtual de Ethereum han entrado en la primera fase. Cada L2 existe como un fragmento con sus propias reglas y lógica, y la diversificación de las formas de implementar fragmentos se ha convertido en una realidad.

Ethereum protocolo actualización tecnológica perspectivas de análisis (2): The Surge

Muestreo de disponibilidad de datos ( DAS ) de desarrollo adicional

La muestreo de disponibilidad de datos ( DAS ) es otro aspecto clave de The Surge, diseñado para abordar los problemas de disponibilidad de datos. En una red descentralizada, es crucial que todos los nodos puedan verificar los datos sin necesidad de almacenar o descargar todo el contenido.

DAS permite a los nodos verificar datos sin acceder a un conjunto de datos completo, mejorando así la escalabilidad y la eficiencia.

Vitalik destacó dos formas de DAS: PeerDAS y 2D DAS. Se espera que PeerDAS mejore la suposición de confianza de los rollups y aumente la seguridad. 2D DAS no solo realiza muestreo aleatorio dentro de los blobs, sino también entre los blobs. Utilizando las propiedades lineales de los compromisos KZG, se expande el conjunto de blobs en el bloque a través de un nuevo conjunto de blobs virtuales que codifican la misma información redundante.

Con DAS, Ethereum puede manejar una mayor cantidad de datos, logrando rollups más rápidos y económicos, sin comprometer la descentralización.

En el futuro, se necesitará más trabajo para determinar la versión ideal de 2D DAS y demostrar sus atributos de seguridad.

El camino a largo plazo que Vitalik considera es:

  1. Implementar el DAS 2D ideal
  2. Seguir utilizando 1D DAS, sacrificando la eficiencia del ancho de banda de muestreo, aceptando un límite de datos más bajo por simplicidad y solidez.
  3. Abandonar DA y aceptar completamente Plasma como la principal arquitectura Layer2.

Es importante señalar que, incluso si se decide expandir la ejecución directamente en la capa L1, estas opciones aún existen. Porque si L1 tiene que manejar una gran cantidad de transacciones, los bloques L1 se volverán muy grandes, y los clientes necesitarán verificar su corrección de manera eficiente, por lo que tendrán que usar en la capa L1 tecnologías similares a rollup( como ZK-EVM y DAS).

Plasma y otras soluciones

Además de Rollup, la solución de escalado fuera de la cadena propuesta en sus inicios, Plasma, también es otra solución L2.

Plasma crea subcadenas, estas subcadenas procesan transacciones de manera independiente a la cadena principal de Ethereum y envían resúmenes a la red principal de forma periódica. Para cada bloque, el operador envía a cada usuario una prueba de Merkle que muestra los cambios en el estado de los activos de ese usuario. Los usuarios pueden retirar activos proporcionando la prueba de Merkle. Es importante destacar que esta rama no tiene que tener como raíz el estado más reciente.

Por lo tanto, incluso si hay problemas de disponibilidad de datos, los usuarios aún pueden recuperar sus activos extrayendo el estado más reciente disponible. Si un usuario presenta una rama inválida, se puede determinar la propiedad de los activos a través del mecanismo de desafío en la cadena.

Aunque el desarrollo de Plasma está rezagado en cierta medida en comparación con rollup, Vitalik aún lo considera parte del conjunto de herramientas de escalabilidad más amplio de Ethereum.

Además, Vitalik también discutió la mejora de las tecnologías de compresión de datos y pruebas criptográficas para aumentar aún más la eficiencia de los rollups y otras soluciones L2. La idea es comprimir los datos tanto como sea posible, mientras se asegura que toda la información necesaria siga estando disponible para que los nodos de Ethereum la validen. Estas mejoras tecnológicas probablemente jugarán un papel clave en el proceso de lograr un mayor rendimiento en Ethereum.

Las versiones tempranas de Plasma solo podían manejar casos de pago, lo que dificultaba su promoción adicional. Pero si se exige que cada raíz sea verificada por SNARK, Plasma se volverá más poderoso. Su proceso puede simplificarse considerablemente, ya que se excluyen la mayoría de las posibles rutas de trampa del operador. Al mismo tiempo, también se abre un nuevo camino, es decir, cuando el operador no hace trampa, los usuarios pueden retirar fondos de inmediato, sin necesidad de esperar el período de desafío.

El rendimiento de Plasma es bastante bueno, esta también es la razón clave por la que todos diseñan estructuras de técnicas para superar sus deficiencias de seguridad.

Mejora de la interoperabilidad entre L2

Los principales desafíos que enfrenta el ecosistema L2 actual son la débil interoperabilidad entre L2, y cómo hacer que la experiencia de utilizar el ecosistema L2 se sienta como el uso de un ecosistema Ethereum unificado es un problema que necesita ser mejorado.

Las mejoras en la interoperabilidad entre L2 se dividen en varias categorías. En teoría, Ethereum centrado en Rollup es similar a L1 con fragmentación de ejecución. Actualmente, el ecosistema L2 de Ethereum aún enfrenta los siguientes problemas en la práctica respecto al estado ideal:

Dirección de cadena específica: La dirección debe contener información de la cadena (L1, Optimism, Arbitrum, etc. ). Una vez implementado, se podrá realizar el envío entre L2 simplemente colocando la dirección en el campo de envío; la billetera podrá manejar el método de envío en segundo plano (, incluyendo el uso de protocolos de cadena cruzada ).

Solicitud de pago en una cadena específica: Debe ser fácil y estandarizado crear un mensaje de "envíame X tokens de tipo Y en la cadena Z". Principalmente se aplica a pagos entre personas, pagos entre personas y servicios de comerciantes, así como solicitudes de fondos de dApp.

Intercambio entre cadenas y pago de Gas: Debe haber un protocolo abierto estandarizado que exprese las operaciones entre cadenas. ERC-7683 y RIP-7755 han realizado intentos en este campo, aunque el alcance de ambos es más amplio.

Cliente ligero: Los usuarios deberían poder verificar realmente la cadena con la que interactúan, en lugar de confiar únicamente en un proveedor de RPC. Por ejemplo, Helios de a16z crypto puede hacer esto ( para Ethereum mismo ), pero esta desconfianza necesita extenderse a L2. ERC-3668(CCIP-read) es una estrategia para lograr este objetivo.

Idea del puente de tokens compartidos: En el caso de que todos los L2 sean rollups de prueba de validez y cada slot envíe a Ethereum, para transferir un activo de un L2 a otro en estado nativo, aún se requiere retiro y depósito, lo que implica pagar una gran cantidad de tarifas de Gas de L1.

Una forma de resolver este problema es: crear un Rollup compartido y minimalista, cuya única función es mantener qué L2 posee cada token y sus respectivos saldos, y permitir que estos saldos se actualicen en bloque a través de operaciones de envío entre L2 iniciadas por cualquier L2. Esto permitirá que las transferencias entre L2 no requieran pagar la tarifa de gas de L1 cada vez, ni utilizar tecnologías basadas en proveedores de liquidez como ERC-7683.

Combinación Sincronizada: Permite realizar llamadas sincronizadas entre un L2 específico y L1 o entre múltiples L2. Esto ayuda a mejorar la eficiencia financiera de los protocolos DeFi. El primero se puede realizar sin coordinación entre L2; el segundo requiere un orden compartido. La tecnología basada en rollup se aplica automáticamente a todas estas tecnologías.

Muchos de los ejemplos anteriores enfrentan el dilema de cuándo estandarizar y qué capas estandarizar. Si la estandarización se realiza demasiado pronto, puede consolidar soluciones inferiores. Si se realiza demasiado tarde, puede causar una fragmentación innecesaria.

Un consenso actual es que, en ciertas circunstancias, existen soluciones a corto plazo que son más fáciles de implementar pero con atributos más débiles, así como soluciones a largo plazo que son "finalmente correctas" pero que requieren años para ser realizadas. Estas tareas no son solo problemas técnicos, sino también ( e incluso pueden ser principalmente problemas sociales ) que requieren la colaboración de L2, wallets y L1.

Ethereum protocolo actualización técnica análisis de perspectivas (2): The Surge

Continuar expandiendo Ethereum L1

Vitalik cree que es muy valioso expandir Ethereum L1 en sí mismo y asegurarse de que pueda acomodar cada vez más casos de uso.

Existen tres estrategias de escalado de L1, que se pueden llevar a cabo de forma individual o en paralelo:

  1. Mejorar la tecnología ( como el código del cliente, clientes sin estado, expiraciones históricas ) para hacer que L1 sea más fácil de verificar, y luego aumentar el límite de Gas.
  2. Reducir los costos de operación específicos, aumentando la capacidad promedio sin aumentar el riesgo del peor caso.
  3. Rollups nativos ( es crear N copias paralelas de EVM )

Estas tecnologías tienen diferentes compensaciones. Por ejemplo, los rollups nativos presentan las mismas debilidades en términos de combinabilidad que los rollups convencionales: no se pueden enviar transacciones individuales para ejecutar operaciones de manera sincronizada a través de múltiples rollups. Aumentar el límite de Gas puede debilitar otros beneficios que se pueden lograr mediante la simplificación de la verificación de L1, como aumentar la proporción de usuarios que ejecutan nodos de verificación y el número de stakers en solitario. Dependiendo de cómo se implemente, hacer que ciertas operaciones en el EVM sean más baratas puede aumentar la complejidad general del EVM.

Descentralización y seguridad

El equilibrio entre escalabilidad y descentralización es un tema que Vitalik enfatiza repetidamente. Muchos proyectos de blockchain eligen sacrificar la descentralización a cambio de un mayor rendimiento. Por ejemplo, una plataforma de intercambio puede procesar miles de transacciones por segundo, pero requiere hardware potente para operar nodos, lo que centraliza la red. Vitalik sostiene que, incluso a medida que Ethereum se expande constantemente, debe mantenerse el compromiso con la descentralización.

Rollup y DAS se consideran métodos para aumentar la capacidad de Ethereum mientras se mantiene su naturaleza descentralizada. A diferencia de ciertas blockchains de alto rendimiento, la estrategia de escalado de Ethereum asegura que cualquier persona pueda ejecutar un nodo para proteger la red de manera verdaderamente descentralizada. Esto es crucial para la visión de Ethereum de construir una blockchain capaz de soportar un sistema financiero global sin permisos.

Cuanto mayor es la escalabilidad, mayor es la responsabilidad en términos de seguridad. A medida que Ethereum avanza hacia un futuro centrado en rollups, garantizar la confianza sin necesidad se vuelve crucial. Los rollups dependen de pruebas criptográficas para asegurar que las transacciones fuera de la cadena sean legales al ser enviadas de vuelta a Ethereum. Aunque estos sistemas han demostrado ser efectivos, no están exentos de riesgos. Vitalik reconoce que la madurez de estas tecnologías requiere pruebas rigurosas e iteraciones, especialmente cuando son adoptadas más ampliamente.

Perspectivas de The Surge

Después de The Surge, Vitalik imaginó que Ethereum no solo sería escalable, sino que también mantendría una completa descentralización, seguridad y sostenibilidad. Esta visión incluye no solo la expansión de la capa 1 a través de rollup y DAS, sino también la construcción de algoritmos de consenso más eficientes, la mejora de las herramientas para desarrolladores y el fomento de un ecosistema de dApp en pleno crecimiento.

El mapa de ruta de Ethereum es optimista, aunque también enfrenta muchos desafíos. La implementación a gran escala de rollups, garantizar la seguridad de las soluciones L2 y prepararse para un futuro cuántico son tareas complejas. Sin embargo, si Ethereum puede superar estos obstáculos con éxito, consolidará su posición como el núcleo de Web3.

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PumpBeforeRugvip
· 07-11 17:07
gas alto es alto, no digas cosas inútiles
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TokenSleuthvip
· 07-10 21:54
el tío v ha ganado mucho
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LadderToolGuyvip
· 07-10 13:19
¿Es realmente posible llegar a niveles de tps de millones? No es posible.
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ZKSherlockvip
· 07-10 13:06
en realidad, el problema de escalado necesita integración zk-snark, para ser honesto...
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PancakeFlippavip
· 07-10 13:06
¡Cocina, subir, cocina hasta matar al oponente!
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NeverPresentvip
· 07-10 13:01
Otra vez están pintando BTC.
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PrivacyMaximalistvip
· 07-10 12:56
¿Acaso el ETH que ha estado corriendo tanto tiempo aún es lento?
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