A mesura que les xarxes distribuïdes evolucionen, el repte d’escalar sense comprometre la descentralització ni la seguretat continua sent una prioritat crítica. En aquest context, els rollups optimistes emergeixen com una solució clau, ja que permeten processar més transaccions amb més eficiència, mantenint intactes els principis fonamentals que defineixen aquestes xarxes.
En aquest article analitzem com aquesta tecnologia aconsegueix un equilibri entre escalabilitat, seguretat i descentralització, tot explorant-ne l’arquitectura i els beneficis que aporta a l’ecosistema de les xarxes distribuïdes.
Què són els Rollups Optimistes?
Els rollups optimistes són una solució de segona capa (L2) dissenyada per escalar blockchains processant transaccions fora de la cadena principal (L1). El terme “optimista” fa referència al seu enfocament: assumeixen que totes les transaccions són vàlides, tret que es demostri el contrari.
En lloc de validar cada transacció individualment a la L1, els rollups agrupen múltiples transaccions i les processen off-chain, reduint així la congestió i els costos. Aquest model es complementa amb un mecanisme de fraud proof, que permet impugnar i corregir qualsevol transacció incorrecta.
Els rollups optimistes no publiquen proves de validesa a la cadena principal per cada lot de transaccions, sinó que confien en aquest sistema de prova de frau per detectar irregularitats. Si es presenta una fraud proof vàlida, el protocol reexecuta les transaccions i actualitza l’estat del rollup. Si no es produeix cap impugnació dins del període de disputa, el lot es considera vàlid.
Aquest enfocament permet als rollups optimistes millorar considerablement l’escalabilitat: les transaccions es processen fora de la cadena principal i només es publiquen les dades mínimes necessàries a la L1, alleugerint-ne la càrrega i millorant-ne el rendiment.
El trilema de la blockchain
Un dels reptes estructurals de les xarxes distribuïdes és el conegut trilema de la blockchain, que postula que optimitzar un dels tres factors —escalabilitat, descentralització o seguretat— acostuma a implicar compromisos en algun dels altres dos. Els rollups optimistes intenten equilibrar aquests tres elements de la manera següent:
- Descentralització: Permeten que qualsevol participant pugui impugnar transaccions sospitoses, evitant la concentració del control en un únic node o entitat.
- Seguretat: Tot i que les transaccions no es validen immediatament a la L1, el sistema de fraud proof assegura que qualsevol transacció incorrecta sigui detectada i rectificada abans que afecti l’estat global.
- Escalabilitat: Processant les transaccions fora de la cadena principal i publicant només les dades essencials, els rollups optimitzen el rendiment sense saturar la xarxa principal.
Com funcionen els Rollups Optimistes?
El funcionament dels rollups optimistes es basa en l’assumpció de validesa per defecte, juntament amb la possibilitat d’impugnació via fraud proof. Les transaccions es processen ràpidament off-chain, mentre que els usuaris poden impugnar aquelles que considerin incorrectes.
Procés d’una transacció en un rollup optimista
Una transacció en un rollup optimista sol seguir aquestes tres fases:
- Dipòsit d’actius: L’usuari diposita els seus actius en un contracte bridge a la L1. Aquest contracte comunica la informació a la L2, on es crea una representació d’aquests actius per a l’usuari dins el sistema de rollup. Aquest pas estableix el vincle entre els fons dipositats a la L1 i els disponibles a la L2.
- Transaccions a la L2: A la L2, l’usuari pot dur a terme transaccions que són agrupades pel sequencer en blocs. Aquests blocs es publiquen a la L1 com una única transacció comprimida. Les arrels d’estat que s’enregistren reflecteixen la situació del rollup abans i després de l’execució.
- Retirada de fons: Per retirar actius de la L2, l’usuari ha de presentar una prova de Merkle que acrediti que la seva transacció va ser correctament inclosa a la cadena. Abans de completar la retirada, cal esperar el període de disputa, durant el qual altres participants poden impugnar-ne la validesa.
Components essencials del rollup
El funcionament intern d’un rollup optimista implica diversos actors i components fonamentals que fan possible el sistema:
- Seqüenciador (Sequencer): Agrupa les transaccions dels usuaris en blocs, ordenant-les de manera immutable i transparent. Aquest procés garanteix un registre cronològic clar de les transaccions i optimitza l’eficiència operativa de la xarxa.
- Proponent (Proposer): S’encarrega d’aplicar les transaccions a la màquina virtual del sistema, generant un nou estat. Aquest estat es compromet públicament i queda enregistrat en el contracte del rollup a la L1, assegurant la integritat i coherència de la informació publicada.
- Desafiador (Challenger): Té la capacitat d’impugnar la validesa de l’estat proposat. Si es presenta una impugnació amb èxit mitjançant una prova de frau, el sistema reverteix les transaccions incorrectes i corregeix l’estat del rollup, evitant que afectin la xarxa global.
Prova de frau (fraud proof)
La fraud proof és el mecanisme clau que assegura la seguretat dels rollups optimistes. Quan es detecta un possible frau en la transició d’estat d’un lot de transaccions, qualsevol participant pot presentar una impugnació.
Si la impugnació és vàlida, el sistema revisa el lot complet, reverteix les accions fraudulentes i actualitza l’estat del rollup. Aquest procés evita que el comportament maliciós tingui un impacte persistent sobre la xarxa, mantenint-ne la integritat abans que el canvi d’estat sigui considerat definitiu.
Avantatges dels rollups optimistes
Els rollups optimistes aporten diversos beneficis per millorar l’escalabilitat i la funcionalitat de les xarxes descentralitzades:
- Major escalabilitat: Permeten un processament de transaccions més ràpid i eficient, incrementant la capacitat de la xarxa i millorant l’experiència d’usuari. Aconsegueixen un major volum de transaccions per segon sense comprometre la seguretat.
- Reducció de costos: Com que la major part de les operacions es processen fora de la cadena principal, les comissions són més baixes, fent les aplicacions descentralitzades més accessibles i sostenibles per a un públic ampli.
- Flexibilitat per a desenvolupadors: Els rollups optimistes són compatibles amb EVM i Solidity, la qual cosa facilita la creació i migració d’aplicacions descentralitzades existents, aprofitant l’ecosistema actual d’eines i contractes.
- Seguretat i transparència: Les dades de les transaccions es conserven a la L1, cosa que garanteix transparència, resistència a la censura i un nivell elevat de seguretat a l’hora de verificar l’activitat fora de la cadena.
Desavantatges dels rollups optimistes
Tot i els avantatges que ofereixen, els rollups optimistes també presenten algunes limitacions importants a tenir en compte:
- Període de disputa: Existeix un període d’espera, generalment d’una setmana, durant el qual les transaccions poden ser impugnades. Aquest període pot afectar la disponibilitat immediata dels fons per part dels usuaris.
- Retards en la finalitat: A causa de la possibilitat d’impugnació, la finalitat d’una transacció pot veure’s retardada, cosa que comporta uns temps de confirmació més lents en comparació amb les transaccions realitzades directament on-chain.
- Influència d’operadors centralitzats: Si el seqüenciador no està descentralitzat, pot arribar a influir en l’ordre de les transaccions, generant situacions de manca d’equitat o fins i tot censura.
- Riscos de seguretat: Malgrat el seu disseny segur, el model basat en confiança pot ser vulnerable a atacs, especialment si un operador maliciós intenta explotar el període de disputa. A més, la seguretat del sistema depèn de la solidesa dels contractes intel·ligents, que poden convertir-se en punts febles si són compromesos.
Conclusions
Els rollups optimistes constitueixen una solució efectiva per millorar l’escalabilitat de les tecnologies de registre distribuït (DLT), especialment en l’àmbit de les blockchains. Permeten processar transaccions fora de la cadena principal (L1), mantenint-ne la validesa mitjançant mecanismes de control i impugnació.
Aquest model utilitza una estructura de tarifes de gas similar a la de la L1, però optimitza costos a través de la compressió de calldata i de l’escriptura d’estat, oferint als usuaris una experiència més eficient i assequible en comparació amb les comissions elevades de la cadena principal.
En el cas concret d’Ethereum, s’espera que la fragmentació de dades a través de la tècnica coneguda com Danksharding millori encara més l’escalabilitat dels rollups optimistes. Aquesta innovació permetrà disposar de més espai a la L2 per publicar dades per bloc, utilitzant emmagatzematge amb blobs més barat i impermanent, fet que ajudarà a superar les actuals limitacions d’espai en els blocs.
En els pròxims articles, analitzarem altres solucions de Layer 2, com els ZK-Rollups, per entendre com aquestes tecnologies poden coexistir en una mateixa DLT i contribuir a l’eficiència i escalabilitat del sistema.
Finalment, et proposem visualitzar un vídeo didàctic allotjat a YouTube, que explica de manera clara i visual el funcionament dels rollups optimistes.
Recursos:
[1] Ethereum.org – Optimistic Rollups
[2] Ethereum.org – Scaling Optimistic Rollups / disputing transactions
[3] Optimism – Rollup Protocol Overview
[4] Chainanalysis – Optimistic Rollups defined
[5] Ledger – Optimistic Rollups
[6] Geeksforgeeks.com – What are Optimistic Rollups
FAQs
Què són els rollups optimistes?
Els rollups optimistes són solucions d’escalat de segona capa (L2) que agrupen múltiples transaccions per millorar l’eficiència del sistema sense sacrificar la seguretat.
Quins avantatges tenen els rollups optimistes?
Aporten millores significatives en escalabilitat, redueixen els costos, milloren l’experiència d’usuari i ofereixen més transparència gràcies a la publicació de dades a la cadena principal.
Quins inconvenients tenen els rollups optimistes?
Inclouen retards en la finalitat de les transaccions, risc de centralització si el seqüenciador no està descentralitzat i riscos de seguretat si no hi ha nodes honestos per impugnar transaccions fraudulentes.
Com funcionen les fraud proofs en un rollup optimista?
Les proves de frau permeten als usuaris impugnar transaccions incorrectes. Si un verificador detecta una transacció sospitosa, inicia una disputa i reexecuta la transacció en un entorn controlat. Si el resultat no coincideix amb l’esperat, es reverteix tot el lot i es restaura l’estat anterior.
Quina diferència hi ha entre fraud proofs i proves de validesa?
Les proves de frau es verifiquen dins la cadena principal i permeten impugnacions si algú detecta irregularitats. En canvi, les proves de validesa (com els SNARKs o STARKs) es generen fora de la cadena i són verificades automàticament per aquesta, oferint validació immediata.
Què passa si ningú impugna una transacció fraudulenta en un rollup optimista?
Si cap participant impugna una transacció fraudulenta durant el període de disputa, aquesta es considera vàlida i s’actualitza l’estat, fins i tot si és incorrecta.
Per què els rollups optimistes tenen un període de disputa?
El període de disputat dona temps als verificadors per detectar i impugnar qualsevol transacció incorrecta abans que es confirmi el nou estat del sistema.
Com afecten els rollups optimistes la descentralització?
Tot i que milloren l’escalabilitat, poden concentrar el control en pocs operadors si no hi ha mecanismes que incentivin la participació distribuïda, especialment pel que fa al seqüenciador.
Els rollups optimistes són exclusius d’Ethereum?
No, son una tecnología agnóstica a la platNo. Són una tecnologia agnòstica respecte a la plataforma. Encara que són especialment populars a Ethereum, poden aplicar-se a qualsevol DLT que admeti contractes intel·ligents i verificació off-chain i on-chain.
Quin paper tindrà el danksharding en l’escalabilitat dels rollups?
El danksharding augmentarà l’espai disponible per publicar dades per bloc, fet que millorarà la capacitat de processament i contribuirà a una major eficiència dels rollups.
Com funcionen les comissions en els rollups optimistes?
Les comissions es calculen agrupant moltes transaccions en un únic lot, cosa que permet dividir els costos entre diversos usuaris i reduir la despesa en comparació amb transaccions individuals on-chain.
És possible que un operador tanqui el sistema i s’endugui els fons?
Sí, existeix aquest risc si el sistema no té proteccions adequades. Per això és fonamental escollir rollups que comptin amb un historial sòlid, contractes auditat i mecanismes de recuperació en cas de fallida operativa.
A Block&Capital, especialistes en selecció de personal, treballem per crear oportunitats on el creixement i l’èxit siguin a l’abast de tothom. Si estàs preparat per fer un pas endavant en la teva carrera professional, no dubtis a contactar amb nosaltres.
Últims posts
