Validity Rollups: ¿La mejor solución para la escalabilidad de Ethereum?
Los Rollups de Validez (VRs), también conocidos como zk-rollups, se consideran la solución más prometedora para aumentar el rendimiento de Ethereum de manera segura y descentralizada. El núcleo de esta solución de escalabilidad radica en el uso de pruebas de validez para realizar cálculos verificables. Su funcionamiento es el siguiente:
Los operadores transfieren la ejecución de transacciones a un entorno fuera de la cadena ( de la segunda capa ) para su procesamiento. Después de procesar una gran cantidad de transacciones, los operadores de la segunda capa devuelven los resultados para aplicarlos al estado de Ethereum, mientras proporcionan pruebas de validez para verificar la integridad de la ejecución fuera de la cadena. Esta prueba asegura que todas las transacciones en el lote son válidas y son verificadas automáticamente por el contrato de validadores en la cadena. Esto permite que Ethereum aplique los resultados a su estado.
Es importante señalar que los Validity Rollups a menudo se confunden con las pruebas de conocimiento cero, pero esto no es correcto. La mayoría de los Validity Rollups no utilizan ZKP y no se utilizan para garantizar la privacidad. Por lo tanto, el término "Validity Rollup" es más preciso.
Máquina virtual fuera de la cadena
La máquina virtual (VM) es un entorno en el que se pueden ejecutar programas, similar a ejecutar el sistema operativo Windows en un Mac. Transiciona entre estados después de realizar cálculos sobre ciertas entradas. La máquina virtual de Ethereum (EVM) es la VM que ejecuta contratos inteligentes de Ethereum.
La máquina virtual de conocimiento cero ( zkVM ) es un entorno de ejecución de programas que puede generar pruebas de validez fáciles de verificar, para demostrar que un programa se ha ejecutado correctamente. "zkEVM" generalmente se refiere a la utilización de la máquina virtual de Ethereum ( EVM ) y puede demostrar la agregación de la ejecución de EVM. Este término puede ser engañoso, ya que la EVM en sí no genera estas pruebas; en cambio, las pruebas son generadas por un mecanismo de prueba separado que toma como punto de partida el resultado de la ejecución de EVM. Además, estas pruebas se centran en la validez y no en la privacidad, por lo que no son pruebas de conocimiento cero completas.
Aunque todos los Validity Rollups están diseñados para utilizar pruebas de validez para escalar Ethereum, difieren en la elección de la VM para ejecutar transacciones fuera de la cadena. Muchos Validity Rollups optan por replicar el diseño de la EVM (, por lo que se les llama "zkEVM rollups" ), intentando replicar Ethereum en el L2 rollup. Por otro lado, una segunda solución utiliza un nuevo tipo de VM diseñado específicamente - Cairo VM (CVM), que tiene como objetivo optimizar la eficiencia de las pruebas de validez.
Estos dos métodos tienen sus pros y sus contras, pero zkEVM sacrifica rendimiento por compatibilidad con Ethereum, mientras que Cairo VM prioriza el rendimiento sobre la compatibilidad, enfocándose en la capacidad de escalado.
Método zkEVM
zkEVM tiene como objetivo llevar la experiencia de Ethereum completamente a la cadena de bloques Layer-2. Su meta es replicar el entorno de desarrollo de Ethereum como una solución de agregación. Con zkEVM, los desarrolladores pueden escribir contratos inteligentes o portar contratos inteligentes a soluciones más escalables sin necesidad de cambiar el código o renunciar a sus herramientas EVM ( y contratos inteligentes ).
Una de las principales desventajas de este método es que reduce el potencial de escalabilidad de la prueba de validez. Dado que zkEVM se compromete a ser compatible con Ethereum, es más lento y consume más recursos. A diferencia de CVM, EVM no tuvo en cuenta la eficiencia de la prueba en su diseño. Esto limita el uso de optimizaciones que podrían mejorar la eficiencia y la escalabilidad, afectando en última instancia el rendimiento general del sistema.
Desafíos de la demostrabilidad de EVM
El desafío central del método zkEVM proviene del diseño original del EVM: no fue diseñado para funcionar en un entorno de prueba de validez. Por lo tanto, los esfuerzos por reflejar su funcionalidad no pueden aprovechar completamente el potencial de la prueba de validez, lo que lleva a una eficiencia deficiente. Esta baja eficiencia afectará en última instancia al rendimiento general del sistema. La compatibilidad del EVM con la prueba de validez está limitada por los siguientes factores:
EVM utiliza un modelo basado en pilas, mientras que la prueba de validez se adapta mejor a un modelo basado en registros. Las características de pila de EVM aumentan la dificultad de probar la corrección de su ejecución, lo que también dificulta el soporte directo para su cadena de herramientas nativa.
El almacenamiento en Ethereum depende en gran medida de Keccak y de un gran Árbol Merkle Patricia, ambos lo que no favorece la prueba de validez y aumenta la carga de pruebas. Por ejemplo, Keccak se ejecuta rápidamente en arquitecturas x86, pero requiere 90,000 pasos para demostrar. En comparación, la función hash de Pedersen, amigable con zk, solo necesita 32 pasos. Incluso utilizando compresión recursiva, usar Keccak en zkEVM significa que los usuarios deben asumir un alto costo de recursos de los probadores.
Por lo tanto, varias soluciones zkEVM proporcionan diferentes niveles de soporte para las herramientas de Ethereum: cuanto mayor sea la compatibilidad entre zkEVM y Ethereum, peor será el rendimiento.
Métodos de Cairo-VM
A diferencia de zkEVM, que ha dedicado una gran cantidad de tiempo de desarrollo a "adaptar EVM a los Validity Rollups", Cairo-VM adopta un diseño de máquina virtual especializado completamente nuevo y agrega soporte para herramientas de Ethereum como una capa adicional. Este es el enfoque utilizado por Starknet, un Validity Rollup sin permisos lanzado en noviembre de 2021. Starknet es el primer Validity Rollup que ofrece una plataforma de contratos inteligentes genéricos en una red completamente composable.
Starknet utiliza Cairo-VM (CVM), que es un lenguaje de alto nivel con el mismo nombre. Cairo-VM está diseñado específicamente para la generación eficiente de pruebas de validez para la ejecución de programas.
Usando la máquina virtual y el lenguaje Cairo(, obtuvimos:
Prueba de validez optimizada - Cada instrucción tiene una representación algebraica válida.
Lenguaje tipo Rust utilizado para escribir programas verificables
Representación intermedia entre las instrucciones avanzadas de Cairo y el ensamblador Cairo ) VM ( Sierra ), que permite la ejecución eficiente del código de Cairo.
Desarrollar un nuevo lenguaje se puede personalizar según necesidades específicas y equiparlo con funciones que satisfagan necesidades que anteriormente no estaban cubiertas.
Cairo y la diversificación del código
El lenguaje Cairo fue diseñado originalmente para simplificar el proceso de generación de pruebas de validez y facilitar la adición de funcionalidades y lógica de negocio compleja a StarkEx. Los programas de Cairo se compilan en código de máquina algebraico - una secuencia numérica - que es ejecutada por una VM fija. Con Cairo, la complejidad de generar restricciones matemáticas que describen cálculos se abstrae y se captura en un conjunto fijo de ( con un total de menos de 50 restricciones ). Por lo tanto, los desarrolladores pueden aprovechar las pruebas de validez para escalar sus aplicaciones sin necesidad de entender la matemática subyacente y la infraestructura, simplemente utilizando la sintaxis con la que están familiarizados para escribir código.
Starknet se centra en la innovación, lo que se refleja en su enfoque diverso de codificación. Cairo utiliza STARKs para obtener la mejor capacidad de escalabilidad, que no se limita solo a aquellos que escriben contratos directamente en Cairo. Los desarrolladores pueden elegir el método que mejor se adapte a ellos:
Escribir código directamente en Cairo: Con el lanzamiento de Cairo 1.0, los desarrolladores ahora pueden utilizar un lenguaje tipo Rust que es ergonómico y seguro, lo que facilita la escritura de la lógica del programa y reduce los errores.
Compatibilidad con Solidity: Los desarrolladores de Solidity pueden escribir código que se puede utilizar en Cairo VM. Este enfoque proporciona una experiencia de desarrollo similar a Ethereum y permite que los contratos inteligentes de Solidity sean portables a Starknet. Hay dos formas de implementación:
Transpilación: convertir el código fuente de un lenguaje de programación a otro. Un equipo creó el transpilador Warp, que se utiliza para transcribir código Solidity a Cairo. Warp permite que los contratos inteligentes de Solidity sean portables a Starknet, convirtiéndose efectivamente en un zkEVM de Tipo 4. Se ha utilizado para transcribir y desplegar un contrato DEX, con solo realizar cambios mínimos.
zkEVM en Starknet: Cairo VM se puede utilizar para probar la ejecución de otra VM. Kakarot es un zkEVM escrito en Cairo, que se puede utilizar para ejecutar contratos inteligentes de Ethereum en Starknet. Cairo VM y zkEVM no son soluciones competidoras, ¡podemos tener tanto Cairo VM como zkEVM al mismo tiempo!
A pesar de que su tiempo de existencia es corto, Cairo se ha convertido en el cuarto lenguaje de contratos inteligentes más popular en el ranking de TVL, y ha recibido más de 350 millones de dólares en apoyo financiero.
Resumen
zkEVM tiene como objetivo replicar el entorno de Ethereum como un rollup, permitiendo a los desarrolladores utilizar herramientas de Ethereum familiares. Sin embargo, este enfoque limita todo el potencial de la prueba de validez y puede ser intensivo en recursos.
Cairo VM está diseñado específicamente para sistemas de prueba de validez, sin las limitaciones del EVM. Está respaldado por un nuevo lenguaje de programación seguro y ergonómico tipo Rust, Cairo 1.0, que forma una poderosa herramienta destinada a lograr la máxima eficiencia en la escalabilidad de Ethereum a través del uso de pruebas STARK.
El progreso continuo de Cairo, así como el crecimiento de diversas opciones de desarrollo como Kakarot zkEVM y Warp, es emocionante. A medida que las aplicaciones basadas en Cairo entran en la fase de producción, muestran las potentes capacidades de Cairo, y se cree que se utilizará en proyectos más ambiciosos en el futuro.
Gracias a las diversas formas de escalado de STARK y a otros métodos que sin duda aparecerán en los próximos meses, los desarrolladores ahora tienen un control sin precedentes sobre la escalabilidad de la blockchain.
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RektRecovery
· 08-13 08:25
meh... otra superficie de ataque esperando ser explotada, para ser honesto
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fomo_fighter
· 08-13 03:30
L2 tiene que haber volado tan rápido hace tiempo.
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just_here_for_vibes
· 08-12 17:26
¿El nivel 2 puede vencer al viejo V?
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ZkSnarker
· 08-11 05:15
bueno, técnicamente los rollups son solo mecanismos de agrupamiento elegantes, para ser honesto
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GateUser-7b078580
· 08-11 03:05
Ver la tendencia de los cambios en el gas, siento que tendré que esperar unos años más.
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Fren_Not_Food
· 08-11 02:45
¿Realmente han vuelto a calentar la comida con eth hasta el cielo?
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WalletManager
· 08-11 02:42
La ejecución de lotes es demasiado lenta, no puedo soportar el riesgo del contrato.
Validez Rollups: La disputa entre EVM y Cairo VM lidera una nueva dirección en la escalabilidad de Ethereum
Validity Rollups: ¿La mejor solución para la escalabilidad de Ethereum?
Los Rollups de Validez (VRs), también conocidos como zk-rollups, se consideran la solución más prometedora para aumentar el rendimiento de Ethereum de manera segura y descentralizada. El núcleo de esta solución de escalabilidad radica en el uso de pruebas de validez para realizar cálculos verificables. Su funcionamiento es el siguiente:
Los operadores transfieren la ejecución de transacciones a un entorno fuera de la cadena ( de la segunda capa ) para su procesamiento. Después de procesar una gran cantidad de transacciones, los operadores de la segunda capa devuelven los resultados para aplicarlos al estado de Ethereum, mientras proporcionan pruebas de validez para verificar la integridad de la ejecución fuera de la cadena. Esta prueba asegura que todas las transacciones en el lote son válidas y son verificadas automáticamente por el contrato de validadores en la cadena. Esto permite que Ethereum aplique los resultados a su estado.
Es importante señalar que los Validity Rollups a menudo se confunden con las pruebas de conocimiento cero, pero esto no es correcto. La mayoría de los Validity Rollups no utilizan ZKP y no se utilizan para garantizar la privacidad. Por lo tanto, el término "Validity Rollup" es más preciso.
Máquina virtual fuera de la cadena
La máquina virtual (VM) es un entorno en el que se pueden ejecutar programas, similar a ejecutar el sistema operativo Windows en un Mac. Transiciona entre estados después de realizar cálculos sobre ciertas entradas. La máquina virtual de Ethereum (EVM) es la VM que ejecuta contratos inteligentes de Ethereum.
La máquina virtual de conocimiento cero ( zkVM ) es un entorno de ejecución de programas que puede generar pruebas de validez fáciles de verificar, para demostrar que un programa se ha ejecutado correctamente. "zkEVM" generalmente se refiere a la utilización de la máquina virtual de Ethereum ( EVM ) y puede demostrar la agregación de la ejecución de EVM. Este término puede ser engañoso, ya que la EVM en sí no genera estas pruebas; en cambio, las pruebas son generadas por un mecanismo de prueba separado que toma como punto de partida el resultado de la ejecución de EVM. Además, estas pruebas se centran en la validez y no en la privacidad, por lo que no son pruebas de conocimiento cero completas.
Aunque todos los Validity Rollups están diseñados para utilizar pruebas de validez para escalar Ethereum, difieren en la elección de la VM para ejecutar transacciones fuera de la cadena. Muchos Validity Rollups optan por replicar el diseño de la EVM (, por lo que se les llama "zkEVM rollups" ), intentando replicar Ethereum en el L2 rollup. Por otro lado, una segunda solución utiliza un nuevo tipo de VM diseñado específicamente - Cairo VM (CVM), que tiene como objetivo optimizar la eficiencia de las pruebas de validez.
Estos dos métodos tienen sus pros y sus contras, pero zkEVM sacrifica rendimiento por compatibilidad con Ethereum, mientras que Cairo VM prioriza el rendimiento sobre la compatibilidad, enfocándose en la capacidad de escalado.
Método zkEVM
zkEVM tiene como objetivo llevar la experiencia de Ethereum completamente a la cadena de bloques Layer-2. Su meta es replicar el entorno de desarrollo de Ethereum como una solución de agregación. Con zkEVM, los desarrolladores pueden escribir contratos inteligentes o portar contratos inteligentes a soluciones más escalables sin necesidad de cambiar el código o renunciar a sus herramientas EVM ( y contratos inteligentes ).
Una de las principales desventajas de este método es que reduce el potencial de escalabilidad de la prueba de validez. Dado que zkEVM se compromete a ser compatible con Ethereum, es más lento y consume más recursos. A diferencia de CVM, EVM no tuvo en cuenta la eficiencia de la prueba en su diseño. Esto limita el uso de optimizaciones que podrían mejorar la eficiencia y la escalabilidad, afectando en última instancia el rendimiento general del sistema.
Desafíos de la demostrabilidad de EVM
El desafío central del método zkEVM proviene del diseño original del EVM: no fue diseñado para funcionar en un entorno de prueba de validez. Por lo tanto, los esfuerzos por reflejar su funcionalidad no pueden aprovechar completamente el potencial de la prueba de validez, lo que lleva a una eficiencia deficiente. Esta baja eficiencia afectará en última instancia al rendimiento general del sistema. La compatibilidad del EVM con la prueba de validez está limitada por los siguientes factores:
EVM utiliza un modelo basado en pilas, mientras que la prueba de validez se adapta mejor a un modelo basado en registros. Las características de pila de EVM aumentan la dificultad de probar la corrección de su ejecución, lo que también dificulta el soporte directo para su cadena de herramientas nativa.
El almacenamiento en Ethereum depende en gran medida de Keccak y de un gran Árbol Merkle Patricia, ambos lo que no favorece la prueba de validez y aumenta la carga de pruebas. Por ejemplo, Keccak se ejecuta rápidamente en arquitecturas x86, pero requiere 90,000 pasos para demostrar. En comparación, la función hash de Pedersen, amigable con zk, solo necesita 32 pasos. Incluso utilizando compresión recursiva, usar Keccak en zkEVM significa que los usuarios deben asumir un alto costo de recursos de los probadores.
Por lo tanto, varias soluciones zkEVM proporcionan diferentes niveles de soporte para las herramientas de Ethereum: cuanto mayor sea la compatibilidad entre zkEVM y Ethereum, peor será el rendimiento.
Métodos de Cairo-VM
A diferencia de zkEVM, que ha dedicado una gran cantidad de tiempo de desarrollo a "adaptar EVM a los Validity Rollups", Cairo-VM adopta un diseño de máquina virtual especializado completamente nuevo y agrega soporte para herramientas de Ethereum como una capa adicional. Este es el enfoque utilizado por Starknet, un Validity Rollup sin permisos lanzado en noviembre de 2021. Starknet es el primer Validity Rollup que ofrece una plataforma de contratos inteligentes genéricos en una red completamente composable.
Starknet utiliza Cairo-VM (CVM), que es un lenguaje de alto nivel con el mismo nombre. Cairo-VM está diseñado específicamente para la generación eficiente de pruebas de validez para la ejecución de programas.
Usando la máquina virtual y el lenguaje Cairo(, obtuvimos:
Desarrollar un nuevo lenguaje se puede personalizar según necesidades específicas y equiparlo con funciones que satisfagan necesidades que anteriormente no estaban cubiertas.
Cairo y la diversificación del código
El lenguaje Cairo fue diseñado originalmente para simplificar el proceso de generación de pruebas de validez y facilitar la adición de funcionalidades y lógica de negocio compleja a StarkEx. Los programas de Cairo se compilan en código de máquina algebraico - una secuencia numérica - que es ejecutada por una VM fija. Con Cairo, la complejidad de generar restricciones matemáticas que describen cálculos se abstrae y se captura en un conjunto fijo de ( con un total de menos de 50 restricciones ). Por lo tanto, los desarrolladores pueden aprovechar las pruebas de validez para escalar sus aplicaciones sin necesidad de entender la matemática subyacente y la infraestructura, simplemente utilizando la sintaxis con la que están familiarizados para escribir código.
Starknet se centra en la innovación, lo que se refleja en su enfoque diverso de codificación. Cairo utiliza STARKs para obtener la mejor capacidad de escalabilidad, que no se limita solo a aquellos que escriben contratos directamente en Cairo. Los desarrolladores pueden elegir el método que mejor se adapte a ellos:
Escribir código directamente en Cairo: Con el lanzamiento de Cairo 1.0, los desarrolladores ahora pueden utilizar un lenguaje tipo Rust que es ergonómico y seguro, lo que facilita la escritura de la lógica del programa y reduce los errores.
Compatibilidad con Solidity: Los desarrolladores de Solidity pueden escribir código que se puede utilizar en Cairo VM. Este enfoque proporciona una experiencia de desarrollo similar a Ethereum y permite que los contratos inteligentes de Solidity sean portables a Starknet. Hay dos formas de implementación:
Transpilación: convertir el código fuente de un lenguaje de programación a otro. Un equipo creó el transpilador Warp, que se utiliza para transcribir código Solidity a Cairo. Warp permite que los contratos inteligentes de Solidity sean portables a Starknet, convirtiéndose efectivamente en un zkEVM de Tipo 4. Se ha utilizado para transcribir y desplegar un contrato DEX, con solo realizar cambios mínimos.
zkEVM en Starknet: Cairo VM se puede utilizar para probar la ejecución de otra VM. Kakarot es un zkEVM escrito en Cairo, que se puede utilizar para ejecutar contratos inteligentes de Ethereum en Starknet. Cairo VM y zkEVM no son soluciones competidoras, ¡podemos tener tanto Cairo VM como zkEVM al mismo tiempo!
A pesar de que su tiempo de existencia es corto, Cairo se ha convertido en el cuarto lenguaje de contratos inteligentes más popular en el ranking de TVL, y ha recibido más de 350 millones de dólares en apoyo financiero.
Resumen
zkEVM tiene como objetivo replicar el entorno de Ethereum como un rollup, permitiendo a los desarrolladores utilizar herramientas de Ethereum familiares. Sin embargo, este enfoque limita todo el potencial de la prueba de validez y puede ser intensivo en recursos.
Cairo VM está diseñado específicamente para sistemas de prueba de validez, sin las limitaciones del EVM. Está respaldado por un nuevo lenguaje de programación seguro y ergonómico tipo Rust, Cairo 1.0, que forma una poderosa herramienta destinada a lograr la máxima eficiencia en la escalabilidad de Ethereum a través del uso de pruebas STARK.
El progreso continuo de Cairo, así como el crecimiento de diversas opciones de desarrollo como Kakarot zkEVM y Warp, es emocionante. A medida que las aplicaciones basadas en Cairo entran en la fase de producción, muestran las potentes capacidades de Cairo, y se cree que se utilizará en proyectos más ambiciosos en el futuro.
Gracias a las diversas formas de escalado de STARK y a otros métodos que sin duda aparecerán en los próximos meses, los desarrolladores ahora tienen un control sin precedentes sobre la escalabilidad de la blockchain.