Ethereum Layer 2: ¿Florecerán cien flores o quedarán solas en la batalla futura?

Como todos sabemos, existe el concepto del triángulo imposible en blockchain: Blockchain no puede tener en cuenta las tres dimensiones de escalabilidad, seguridad y descentralización al mismo tiempo. Para cualquier blockchain, es posible satisfacer como máximo dos de las dimensiones al mismo tiempo. Desde el nacimiento de Ethereum, no hay dudas sobre su seguridad y descentralización, sin embargo, su escasa escalabilidad (rendimiento de 15 transacciones por segundo) a menudo ha causado congestión de la red y altas tarifas de manejo. La aparición de la Capa 2 en Ethereum tiene como objetivo resolver el problema de escalabilidad de ETH y, en resumen, aumentar la velocidad de las transacciones de Ethereum. Vitalik, el cofundador de Ethereum, anunció el inicio de eth2.0. Hasta ahora, el proceso de desarrollo sigue siendo muy lento. Durante este período, algunos desarrolladores han buscado un compromiso y el segundo mejor método, y han surgido soluciones de Capa 2. según lo requieran los tiempos: intente migrar los datos de transacciones procesados por la capa de Ethereum fuera de Ethereum para mejorar la velocidad y la carga de las transacciones.

En la actualidad, todos también tienen la opinión común de que la Capa 2 será la solución de expansión más efectiva antes de la llegada de ETH2.0. Aunque es un método de compromiso, hay que decir que la capa 2 se está desarrollando rápidamente. Al momento de esta publicación, según datos de L2beat, el volumen total de bloqueo de la segunda capa de Ethereum ha alcanzado los 9,32 mil millones de dólares estadounidenses, y su rápido impulso de desarrollo es evidente. Este artículo revisará brevemente la historia de desarrollo de Ethereum Layer 2 y el estado de desarrollo de los proyectos existentes, y analizará brevemente la competitividad y las perspectivas de desarrollo de cada proyecto de Layer 2 desde las dimensiones técnica, ecológica y otras.

Iteración de la tecnología Layer2

Canal de estado

La primera solución de segunda capa de Ethereum no fue Roll-up, sino un canal estatal. De manera análoga a Lightning Network de Bitcoin, ambos se basan en canales estatales para resolver la escalabilidad de la cadena de bloques completando datos de transacciones y operaciones fuera de la cadena y luego resumiéndolas en la Capa 1.

Como solución que existe desde hace mucho tiempo, aquí utilizamos el ejemplo más clásico para presentar brevemente qué es un canal estatal:

Xiao Ming es un ávido amante del café. Todos los días va a la cafetería de Xiaohong a comprar café, que cuesta 2 dólares la taza. Sin embargo, cada transacción en la cadena principal de Ethereum requiere costosas tarifas de transacción y tiempo de espera para la confirmación, lo que las hace incómodas. Para ello, decidieron utilizar un canal estatal: Xiao Ming bloqueó 100 dólares estadounidenses en el contrato inteligente de Ethereum como capital inicial del canal estatal. Este contrato (contrato inteligente) se ejecuta en la cadena principal de Ethereum y contiene las firmas de Xiao Ming y Xiao Hong. Cada vez que compra café, solo necesita firmar un mensaje y no necesita realizar transacciones de la cadena principal, lo que ahorra enormemente las tarifas de transacción y acorta el tiempo de espera. En el momento de la liquidación, el contrato verificará todos los mensajes firmados previamente, pagará el monto correspondiente a Xiaohong según el monto total de la compra y los fondos restantes se devolverán a Xiaoming.

Los canales estatales son muy restrictivos: las transacciones sólo pueden realizarse entre miembros del canal estatal y una gran cantidad de fondos bloqueados deben pagarse por adelantado. Un proyecto que aplica soluciones de canales estatales en Ethereum es Layer2 Finance. A partir de ahora, su posición total bloqueada es de solo $207,300 (fuente de datos: app.l2.finance). No es difícil ver en los datos oficiales que el canal de estado no se ha convertido en una solución convencional para Ethereum Layer 2. Además, vale la pena señalar que Layer2.Finance actualmente también admite otras soluciones Layer2: OP Roll-up y zk-proof.

Plasma

En comparación con los canales estatales, la ventaja de Plasma es que no necesita bloquear fondos en la Capa 1 por adelantado, lo que libera liquidez hasta cierto punto. Los operadores de Plasma reemplazan a Ethereum, agregan la información de las transacciones de los clientes y envían la información agregada a Ethereum dentro de un período determinado.

Aún tomando como ejemplo la compra anterior de café, Xiao Ming no necesita pagar fondos por adelantado a Layer 1. Plasma resumirá la información durante un período de tiempo y resumirá la información de la transacción de Xiao Ming en la cadena principal de Ethereum en cada ciclo. Esto significa que la información de la transacción que ocurre durante este período no se puede procesar a tiempo. Si este período es de una hora, Xiao Ming no podrá completar la transacción de compra de café en una hora. Además de esto, Plasma cuenta con un certificado de fraude de 7 días.

Al igual que los canales estatales, Plasma también corre el riesgo de estar demasiado centralizado, ya que cada cadena de Plasma requiere que un operador publique los compromisos raíz de Merkle en la cadena principal. Esto requiere que dependamos de un tercero para publicar con precisión el compromiso raíz de Merkle con la cadena. Aquí radica el problema de las malas prácticas de los operadores: los operadores pueden realizar los llamados "ataques de disponibilidad de datos" y negarse a publicar determinadas transacciones en la cadena principal. Además, cuando los usuarios desean transferir activos del contrato Plasma a Ethereum, deben esperar 7 días para la verificación del fraude.

Polígono (cadena lateral)

Polygon es una solución Ethereum Layer 2 que es más que una simple solución de escalamiento independiente, sino más bien un marco y protocolo multifuncional que se puede utilizar para crear redes blockchain compatibles con Ethereum.

En Polygon, hay dos tipos de blockchains que se pueden implementar: cadenas independientes y cadenas seguras. Una cadena independiente se refiere a una cadena de bloques que no depende del mecanismo de consenso de Ethereum para garantizar la seguridad y, por lo general, es adecuada para proyectos que ya tienen sus propios nodos de verificación o que están buscando otras soluciones de escalabilidad. Estas cadenas independientes suelen ser utilizadas por redes empresariales o cadenas maduras que desean integrarse con el ecosistema Polygon-Ethereum.

Security Chain se basa en la cadena Polygon Security Layer para lograr un alto nivel de seguridad y permite a los desarrolladores elegir entre varias soluciones de seguridad. Estas cadenas de seguridad están diseñadas para respaldar nuevas empresas y proyectos, permitiéndoles construir sistemas confiables y seguros. Entre ellas, la cadena Polygon PoS (Proof-of-Stake) es una de las cadenas de seguridad más típicas. La cadena utiliza un mecanismo de consenso de prueba de participación y envía periódicamente instantáneas de la cadena a la cadena de bloques Ethereum, que son enviadas por los 100 validadores de Polygon. Este método supera el problema del bajo rendimiento de Ethereum y proporciona una velocidad de procesamiento de transacciones más rápida, reduciendo así las tarifas del gas y mejorando la experiencia del usuario. El volumen total bloqueado del ecosistema Polygon ha alcanzado hasta ahora los 787 millones de dólares estadounidenses (datos de DeFilama). El ecosistema es extremadamente próspero y hay muchos proyectos DeFi de alta calidad como AAVE, QuickSwap y Compound. Al mismo tiempo, Polygon está trabajando actualmente en soluciones full-stack y recientemente también se lanzó Polygon Zkevm en la red principal.

Datos TVL del polígono (DeFilama)

Enrollar

Con respecto a Rollup, Web3CN lo ha presentado en detalle muchas veces antes. El siguiente contenido resumirá brevemente las características técnicas de Rollup. La esencia de Rollup es una tecnología que empaqueta una gran cantidad de información de transacciones en una sola transacción para su procesamiento. La tecnología subyacente más utilizada actualmente en el mercado es OP-Rollup (Optimistic Rollup). Logra la expansión de la capacidad a través de pruebas de fraude. En Op-Rollup, el sistema cree de manera optimista que los datos de la transacción son correctos, sin verificación en tiempo real y entran directamente en un período de espera. Durante el período de espera, si un nodo presenta una objeción y proporciona evidencia para demostrar que existe una transacción maliciosa, la transacción se cancelará; si no hay ninguna objeción, una vez finalizado el período de espera, la transacción se completará automáticamente y el La transacción se verificará en la cadena principal. En este punto anterior, se utiliza el mecanismo de verificación de fraude de Plasma. De forma predeterminada, los usuarios no cometerán fraude, pero para garantizar una seguridad optimista, se requiere un período de verificación de siete días. ZK-Rollup se basa principalmente en tecnología de prueba de conocimiento cero: al separar los procesos de cálculo y verificación, la verificación de la ejecución del contrato se completa fuera de la cadena y luego los resultados de la verificación se envían a la red principal de Ethereum. El proceso de cálculo se realiza fuera de la cadena y el resultado de la verificación solo se envía a Ethereum como prueba, por lo que este método proporciona el más alto nivel de seguridad y protección de la privacidad del usuario. Dado que Zkrollup utiliza tecnología criptográfica de prueba de conocimiento cero, que incluye operaciones matemáticas y se basa en gran medida en operaciones matemáticas, es más difícil ser compatible con eth. El fundador de Ethereum, Buterin, expresó una vez su propia opinión sobre la relación entre Op-Rollup y Zk-Rollup: a corto plazo, Op-Rollup será aceptado más rápido, pero con la familiaridad y la exploración continua del conocimiento cero, a largo plazo. , Zk-Rollup será más prometedor.

Con todo, Rollup en cualquiera de sus formas proporciona a Ethereum una escalabilidad moderada sin sacrificar la descentralización, la seguridad y la versatilidad. Sin embargo, en comparación con otras soluciones de segunda capa que almacenan datos fuera de la cadena, la escalabilidad de Rollup está sujeta a ciertas limitaciones. Además, Rollup depende más de clasificadores centralizados a corto plazo y tiene ciertos riesgos de centralización. Sin embargo, con el desarrollo continuo de la descentralización, Zk-rollup, que representa la pila central de Starknet, se abrió completamente el 6 de septiembre, lo que jugó un papel muy importante en la promoción del proceso completo de descentralización de Rollup. Por lo tanto, la seguridad de Rollup que depende de un secuenciador centralizado es solo una cuestión a corto plazo. Con el tiempo, el secuenciador descentralizado de Rollup lo ha convertido en una tecnología superior a Plasma, cadenas laterales y canales estatales.

Código abierto de pila completa de Starknet

Validez

Es posible que la mayoría de la gente no conozca Validium. De hecho, Stakeware propuso Validium ya en junio de 2020. Vaidium combina Plasma y prueba de conocimiento cero. Puede entenderse como un híbrido que combina las ventajas de plasma y zkrollup. Esto permite Validum para procesar operaciones más rápido y en mayores cantidades. La característica más importante de Validum en comparación con Zkrollup es que también almacena datos de transacciones fuera de la cadena, lo que reduce aún más los costos y mejora el rendimiento. Actualmente, el paquete acumulativo de ZK tiene un límite de uso estricto de 2000 transacciones por segundo (TPS) en la red principal actual de Ethereum, mientras que StarkEx que usa Validium tiene la asombrosa cifra de 9000 transacciones por segundo. Además, combina las ventajas de zkrollup y verifica la validez más rápido que el plasma. La prueba de conocimiento cero de Validum reduce la dependencia de los operadores y, por lo tanto, reduce el riesgo de centralización. Sus escenarios de uso se concentran principalmente en DEX. Validium solo depende de la red principal para la liquidación y el consenso. Actualmente, los proyectos que están mejor desarrollados y utilizan Validum son Immutable, ApeX, Sorare y otros DEX respaldados por tecnología proporcionada por Starkware.

Voluntad: tus datos, tu elección

Volition combina zk-rollup y Validium para brindar a los usuarios soluciones combinadas más completas. En Voliiton, Zk-rollup y Validium comparten una raíz de estado, lo que hace que los fondos en Zk-rollup sean seguros incluso si Validium es atacado. Por lo tanto, las instituciones y los inversores minoristas pueden elegir diferentes soluciones en función de diferentes necesidades: los DEX que proporcionan cientos de millones de dólares en liquidez elegirán el Zk-rollup de alta tarifa a cambio del más alto nivel de seguridad, mientras que los inversores minoristas elegirán el mayor costo. - Validium efectivo. La flexibilidad en los modelos de disponibilidad de datos brindará una vez más mayor libertad para que los desarrolladores y usuarios de Starknet elijan de manera rentable el nivel de seguridad que mejor se adapte a sus necesidades específicas. Según la hoja de ruta oficial, Volition se implementará en la red de prueba en el cuarto trimestre de 2023. Web3CN también presentará Volition en detalle en artículos posteriores.

A juzgar por el proceso de iteración de la tecnología de Capa 2, no es difícil encontrar que no existe una solución perfecta. Entre las muchas soluciones de Capa 2, muchas se han eliminado gradualmente debido a problemas de seguridad de activos, como los canales estatales y Plasma. Soluciones como Rollup, especialmente OP-Rollup, son las más fáciles de implementar con los conocimientos técnicos actuales. Sin embargo, no resuelven fundamentalmente el problema de la seguridad de los activos. Por lo tanto, con el avance de la tecnología a prueba de conocimiento cero, es más probable que ZK Rollup se convierta en la solución final de Capa 2, y el equipo técnico de Starkware también se convertirá en el pionero de la expansión de Capa 2 de Ethereum.

Estado ecológico de la capa 2

Actualmente, la conocida plataforma VISA tiene un TPS de aproximadamente 1.700 transacciones por segundo, y la tasa máxima puede alcanzar las 4.000 transacciones por segundo. En comparación con el asombroso TPS de Validium de 9.000 transacciones por segundo, y a juzgar por la pista actual de Capa 2 donde blockchain aún se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo, el TPS puede no ser el indicador más necesario para el ecosistema. Los criterios de evaluación a nivel mundial pueden centrarse más en el bajo consumo de gas, la seguridad y las perspectivas. En cuanto al estado actual de la ecología de la Capa 2, TVL es más representativo que otros indicadores. En esta parte, analizaremos algunos proyectos representativos de Capa 2 a través de clasificaciones de indicadores TVL para descubrir qué Capa 2 es actualmente la más competitiva.

Al principio del artículo se mencionó que el monto total actual de bloqueo de TVL en la pista de Capa 2 es de 9,32 mil millones de dólares estadounidenses. En la siguiente figura podemos encontrar una situación de clasificación más específica y detallada:

Como puede verse en la figura anterior, el jugador dominante actual sigue siendo Arbitrum One, cuyo TVL representa la mitad de toda la pista de Ethereum Layer 2: 54,16%. OP Mainnet le sigue de cerca, con un TVL de hasta 2.370 millones de dólares estadounidenses, ocupando el 25,59% de toda la pista de Capa 2. El TVL de los diez principales proyectos de Layer2 es de 8.990 millones de dólares, lo que representa el 96,5% del TVL total de Layer2; Layer2 que utiliza la tecnología Zk Rollup ocupa 6 puestos, pero el TVL total es de solo 787 millones de dólares; OP-Rollup ocupa cuatro puestos, y el TVL total, pero llega a 8.200 millones, que es más de diez veces la diferencia.

En resumen, la Capa 2, que se basa en la tecnología OP-Rollup, ocupa la mayor parte de la ecología actual de la segunda capa. Dado que Arbitrum y OP Mainnet basados en la pista OP-Rollup han emitido monedas, y Starknet y Zksync en la pista Zk. Se espera que la emisión de monedas atraiga a un gran número de usuarios que interactúan en anticipación de los lanzamientos aéreos, provocando así un cierto fenómeno de falsa prosperidad, que establece aún más la posición dominante de OP-Rollup. Vale la pena señalar que el TVL del acuerdo único de derivados GMX en Arbitrum alcanzó los 417 millones de dólares estadounidenses, 17 millones de dólares más que ZKsync Era, que ocupa el primer lugar en TVL en la pista Zk.

Perspectivas de desarrollo de capa 2

Súper Cadena

Tomemos como ejemplo OP Stack: OP Stack es un conjunto de herramientas de desarrollo de código abierto mantenidas por Optimism Collective para respaldar la cadena de bloques Optimism. Su objetivo es proporcionar componentes de software estandarizados y compartidos para simplificar el proceso de creación de nuevas cadenas de bloques de Capa 2. El objetivo principal de OP Stack es respaldar la creación de nuevas cadenas de bloques L2. Proporciona un conjunto compartido de estándares que evita que diferentes proyectos creen repetidamente el mismo software en entornos aislados. OP Stack es el motor de la cadena de bloques Optimism, incluida Optimism Mainnet y la futura Optimism Superchain. Superchain es un conjunto de cadenas de bloques de Capa 2 interoperativas que comparten seguridad, capas de comunicación y herramientas de desarrollo. En la actualidad, hay 19 proyectos basados en OP Stack que respaldan a OP Superchain, incluidos intercambios, cadenas públicas, clientes, NFT y muchos otros campos. Entre ellos, BaseTVL, que abrió oficialmente su red principal el 9 de agosto, ha alcanzado los 385 millones de dólares.

En la actualidad, la capa 2 completa que comparte seguridad, capas de comunicación y herramientas de desarrollo será la tendencia de desarrollo futuro, y OP es el líder en este campo; otras capas 2 también están implementando activamente su propia "supercadena" única: Starknet en On. El 19 de julio se anunció oficialmente que Starknet está trabajando en una de las plataformas de expansión más innovadoras y de mayor rendimiento, y Paradex también planea funcionar como la primera Appchain en Starknet. zkSync presenta el concepto de hipercadenas, una red blockchain encadenada personalizable y sin confianza que permite una escalabilidad ultra alta, una capacidad de composición mejorada y una seguridad mejorada. Polygon 2.0 tiene como objetivo unificar su conjunto de soluciones L2, incluidas Polygon PoS, Supernets y zkEVM, a través de un protocolo de coordinación entre cadenas para crear la "capa de valor de Internet".

A nivel técnico, ZK-Rollup será la tendencia de desarrollo futura, pero en términos de ecología, la ecología actual de Capa 2 todavía está dominada por OP-Rollup. Hay que decir que la Capa 2 actual tiene sus propias ventajas, como la tecnología de Starknet, la ecología de Arbitrium y la pista completa de OP. Aunque cada Capa 2 tiene ideas diferentes y se encuentra en diferentes estados, todas se basan en un objetivo común, que es lograr una escalabilidad ilimitada que no se puede lograr en la red Ethereum. Esto significa que Ethereum Laye2 creará un mundo Web3 infinitamente escalable similar a Web2, proporcionando el mejor entorno para desarrolladores y usuarios. También esperamos una red Ethereum Layer 2 que sea más madura técnicamente, más próspera ecológicamente y tenga un entorno de desarrollo más amigable.

referencias

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