La escalabilidad sigue siendo uno de los principales desafíos que enfrenta la tecnología blockchain. En este contexto, las soluciones de capa 2 (L2) juegan un papel esencial al aumentar la capacidad de las redes sin comprometer la seguridad de la capa principal (L1). Hace unos meses, analizamos el papel de las capas L1, L2 y L3, estableciendo una base sólida para comprender las distintas técnicas de escalado. Ahora, el foco se centra en los rollups y sus variantes, examinando cómo abordan de manera eficiente los retos de escalabilidad. Este análisis también servirá como preludio para futuros textos en los que se profundizará en los diferentes tipos de rollups.
¿Qué son los Rollups?
Los rollups son soluciones de escalado L2 diseñadas para mejorar la capacidad transaccional de una blockchain. Su función principal es agrupar múltiples transacciones off-chain en un solo paquete y luego procesarlas como una única transacción en la cadena principal. En lugar de que la L1 valide cada transacción individualmente, solo valida una prueba criptográfica que garantiza la veracidad del conjunto de transacciones. Esto reduce significativamente la cantidad de datos procesados y almacenados en la cadena principal, mejorando tanto la velocidad como el coste de las transacciones para los usuarios.
El concepto detrás de los rollups es maximizar la eficiencia sin comprometer la seguridad. Al procesar las transacciones fuera de la cadena y publicar únicamente un resumen de los resultados, se alivia la carga de trabajo de la cadena principal, lo que ayuda a prevenir la congestión de la red. Sin embargo, existen diferentes tipos de rollups que emplean diversas formas de validar estas transacciones.
Tipos de Rollups
Existen dos tipos principales de rollups, que se diferencian principalmente por los métodos criptográficos que emplean para validar las transacciones: los rollups optimistas y los rollups de conocimiento cero (ZK-rollups).
Rollups Optimistas
Los rollups optimistas operan bajo el principio de “presunción de validez”, asumiendo que todas las transacciones fuera de la cadena son válidas a menos que se demuestre lo contrario. Solo cuando se cuestiona la validez de una transacción, los validadores deben presentar una prueba de fraude, que luego se verifica en la cadena principal. Si se determina que una transacción es inválida, puede revertirse y el culpable es penalizado mediante un mecanismo de slashing.
El proceso de los rollups optimistas se basa en la publicación de una prueba llamada “state root”, que resume el estado final de todas las transacciones procesadas. Esta prueba se envía a la cadena principal, y durante un período de desafío, cualquier participante de la red puede impugnar la validez de las transacciones. Si una impugnación es válida, las transacciones fraudulentas son reejecutadas y el estado se ajusta en consecuencia, penalizando al responsable. De lo contrario, si el período de desafío expira sin disputas, las transacciones se consideran válidas.
Rollups de conocimiento cero (ZK-Rollups)
Por otro lado, los ZK-rollups utilizan pruebas criptográficas llamadas pruebas de conocimiento cero (Zero-Knowledge Proofs) para demostrar la validez de las transacciones sin revelar los detalles de las mismas. Esta técnica proporciona no solo seguridad, sino también privacidad, ya que no es necesario que los validadores conozcan el contenido exacto de las transacciones para verificar su validez.
La característica distintiva de los ZK-rollups es su capacidad para garantizar la validez de las transacciones de manera inmediata, eliminando la necesidad de un período de desafío y evitando las posibles demoras que este introduce. Además, los ZK-rollups son prácticamente inmunes a ataques, ya que crear una prueba de conocimiento cero falsa es extremadamente difícil. En resumen, los ZK-rollups ofrecen una solución más eficiente y segura, con un alto grado de privacidad para los usuarios.
Dentro de los ZK-rollups, existen dos tecnologías fundamentales:
- ZK-SNARKs (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge): Estas pruebas de conocimiento cero son compactas y eficientes en términos de verificación, lo que las convierte en una opción ideal para aplicaciones donde la velocidad y el tamaño reducido son clave. Sin embargo, requieren una configuración de confianza (trusted setup), lo que introduce un potencial riesgo de seguridad si dicha configuración es comprometida.
- ZK-STARKs (Scalable Transparent Argument of Knowledge): Esta tecnología es una evolución de los ZK-SNARKs y elimina la necesidad de una configuración de confianza. Los ZK-STARKs son más escalables y están diseñados para ser resistentes a ataques cuánticos, lo que los hace más seguros a largo plazo. Aunque su tamaño y velocidad de verificación son menos eficientes que los ZK-SNARKs, ofrecen una mayor transparencia y seguridad, lo que los convierte en una opción robusta para aplicaciones que requieren escalabilidad y protección criptográfica sólida.
Ambas tecnologías juegan un papel fundamental en la implementación de los ZK-rollups, proporcionando una infraestructura criptográfica que no solo garantiza la validez de las transacciones, sino que también protege la privacidad y ofrece una mayor seguridad frente a futuros ataques.
Conclusión
A medida que la demanda de redes blockchain más rápidas y eficientes sigue creciendo, los rollups se presentan como una solución viable para abordar los cuellos de botella y la hinchazón que han limitado el rendimiento de las redes. Con la capacidad de procesar grandes volúmenes de transacciones de manera eficiente y segura, tanto los rollups optimistas como los ZK-rollups ofrecen diferentes enfoques para escalar redes de manera efectiva.
Ethereum, debido a su popularidad y recursos, es la blockchain que más ha avanzado en el desarrollo y optimización de estas tecnologías. La implementación efectiva de rollups permitirá a esta red y a otras mejorar la experiencia del usuario, haciendo que las transacciones sean más rápidas y económicas, sin comprometer la seguridad ni la descentralización.
Por tanto, comprender y explorar las distintas tecnologías de escalado es clave para el futuro de la blockchain. Los rollups representan un gran avance en este sentido, y su adopción a gran escala podría marcar una nueva era en la evolución de las redes distribuidas.
En los próximos artículos, profundizaremos en el funcionamiento y características específicas de los rollups optimistas, luego exploraremos los ZK-rollups en detalle, y finalmente compararemos ambas tecnologías, proporcionando una visión más completa sobre su aplicabilidad y potencial.
Recursos:
[1] Ledger – What are blockchain rollups
[2] Hackernoon – Optimistic rollups vs zk rollups
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