Ethereum se ha convertido en una plataforma esencial para muchas aplicaciones descentralizadas. Sin embargo, a medida que aumenta su adopción, debe asumir desafíos importantes, principalmente en términos de escalabilidad y costos de transacción . Durante los picos de tráfico, los costos pueden alcanzar cientos de euros para una sola transacción. se han desarrollado soluciones de capa 2 Aceleran las transacciones al tiempo que reducen los costos. Este artículo explora profundamente el funcionamiento de la capa 2, sus tipos y desafíos asociados.
Tabla de contenido
Comprender el concepto de capa 2
Definición y diferencias con la capa 1
La capa 1 designa la capa principal de una cadena de bloques, como Ethereum o Bitcoin. Es en esta capa que todas las transacciones se guardan y verifican. La verificación de una transacción consiste en validar que respeta las reglas de la red, como la disponibilidad de fondos, la autorización de la firma digital y la ausencia de doble gasto. Los validadores (o menores) en la capa 1 se basan en estas reglas y mecanismos de consenso, como la prueba de trabajo ( Proof of Work ) o la prueba de participación ( de Proof of Stake ), para confirmar o rechazar una transacción.
Sin embargo, la capa 1 tiene límites en términos de escalabilidad. Ethereum de 15 transacciones por segundo ( TPS ), lo que rápidamente se vuelve insuficiente cuando miles de servicios dApp Defi solicitan la red. Durante los períodos de alta demanda, los costos de transacción aumentaron considerablemente. intervienen las soluciones de la capa 2
La capa 2 es una capa adicional basada en la cadena de bloques principal (capa 1) pero trata las transacciones externamente para aliviar a este último. Una vez que las transacciones se han procesado, se someten a la capa 1 en forma de lotes o resúmenes, reduciendo así la carga en la red principal y reduciendo los costos.
¿Por qué surgió la capa 2 como una solución?
Con el desarrollo exponencial de dApp S y Defi red Ethereum ha alcanzado rápidamente sus límites. Las transacciones se volvieron no solo más lentas, sino también caras, haciendo que ciertas aplicaciones no fueran muy viables.
Se han desarrollado soluciones de capa 2, en particular los rollups y las tecnologías laterales Aumentan la capacidad de procesamiento de las transacciones mientras mantienen costos mucho más bajos, lo que hace que la cadena de bloques sea más accesible.
Los diferentes tipos de soluciones de capa 2
Rollups: Rollups optimistas y ZK-Rollups
Los rollups son una de las tecnologías de capa 2 más utilizadas Permiten tratar las transacciones fuera de la cadena antes de presentar un resumen de estas transacciones del canal principal (capa 1).
Rollups optimistas : estos rollups funcionan suponiendo que todas las transacciones son válidas de forma predeterminada. Sin embargo, si un participante en la red sospecha de fraude o error, puede disputar la validez de una transacción proporcionando "evidencia de fraude" ( prueba de fraude ). Este mecanismo de disputa conduce a un período de espera (generalmente entre una y dos semanas) para permitir que cualquier persona cuestione la validez de la transacción. Este período explica por qué el retiro de fondos de los rollups optimistas puede ser largo: la cadena de bloques principal debe esperar el final del período de protesta antes de confirmar la transacción.
ZK-Rollups : a diferencia de los rollups optimistas, los rollups ZK ( de conocimiento cero ) usan evidencia criptográfica para probar la validez de las transacciones fuera de la cadena. Esta evidencia, llamada ZK-Snarks o ZK-Starks , está sujeta al canal principal, asegurando que las transacciones estén de acuerdo con sin tener que ejecutar cada transacción en la capa 1. Esto permite validar las transacciones casi instantáneamente, sin disputa, como es el caso de las encuestas optimistas. Un proyecto notable que usa ZK-Rollups es zkSync , que se distingue por su velocidad y bajo costo para las transferencias de fondos.
Cadenas laterales (Sidechanes): operación y ejemplos
Las tecnologías laterales son blockchains independientes que funcionan en paralelo con el canal principal (capa 1) . Tienen su propio mecanismo de consenso, lo que les permite tratar las transacciones de forma independiente. Sin embargo, esto significa que no se benefician directamente de la seguridad de la capa 1. Los usuarios pueden transferir activos entre la cadena lateral y el canal principal a través de puentes (puentes) .
Estos puentes permiten vincular los dos canales, pero también introducen riesgos de seguridad adicionales, en particular en caso de piratería o compromiso de los validadores de los puentes.
Aunque Polygon tiene su propio mecanismo de consenso basado en la Proof of Stake (POS) , se basa en Ethereum para el propósito y la seguridad de las transacciones de manera específica. Así es como funciona:
1. Anclaje periódico de los puntos de control en Ethereum
Polygon regularmente envía puntos de control a Ethereum . Estos puntos de control representan estados agregados de cadena lateral (o cadena de plasma en ciertas implementaciones) e incluyen un resumen de las transacciones que han sido validadas en Polygon . Aunque las transacciones se procesan y validan en Polygon de forma independiente, el anclaje en Ethereum garantiza una forma de "propósito" de transacciones.
Esto significa que incluso si las transacciones se validan primero a través del mecanismo POS de Polygon, el estado final de la cadena de bloques (o al menos parte de este estado) es seguro en Ethereum a través de estos puntos de control, creando una capa de validación adicional.
2. Mayor seguridad gracias a Ethereum
Utilizando Ethereum para el anclaje de estos puntos de control, Polygon se beneficia de la red Ethereum , en particular su inmutabilidad y el poder de su red descentralizada . Esto asegura que incluso si un problema ocurre en Polygon (como un ataque del 51% en el mecanismo POS del Polygon ), los datos anclados en Ethereum siguen siendo confiables y pueden usarse como base para restaurar las transacciones en un estado coherente.
La principal diferencia entre las capas laterales y los rollups radica en el mecanismo de consenso. Las tecnologías laterales administran su propia seguridad y consenso, mientras que los rollups se basan en la seguridad del canal principal (capa 1) para validar las transacciones finales. Un ejemplo de tecnología lateral bien conocida es Polygon , un Ethereum que permite transacciones de bajo costo y alta velocidad, pero que requiere el uso de puentes para interactuar con Ethereum .
Canales de estado (canales de estado): utilidad y operación
Los canales de estado son otra de capa 2 que permite que dos partes traten las transacciones de la cadena fuera. Operan abriendo un canal donde las transacciones se llevan a cabo directamente entre las partes. Es solo cuando el canal está cerrado que el estado final de las transacciones se registra en el canal principal. Esto permite realizar varias transacciones rápidamente y sin costo, siempre que el canal permanezca abierto.
Un ejemplo popular de State Channel es la red Lightning de Bitcoin , que le permite realizar pagos rápidos y económicos sin sobrecargar la cadena de bloques principal. Las transacciones se procesan fuera de la cadena, y solo las interacciones finales, como el cierre del canal, están sujetas a blockchain.
Las ventajas de usar la capa 2
Reducción de las tarifas de transacción
Las soluciones de Layer 2 permiten reducir significativamente los costos de transacción al mover las operaciones fuera del canal principal. En lugar de pagar altas tarifas por cada transacción en la capa 1, los usuarios solo pagan por la validación de las transacciones agrupadas en la capa 2. Esto es particularmente importante para aplicaciones Defi o juegos blockchain, donde son necesarias muchas transacciones pequeñas.
Escalabilidad mejorada
La capa 2 aumenta la capacidad de la red al aumentar el número de transacciones que pueden tratarse simultáneamente. Por ejemplo, Ethereum puede tratar alrededor de 15 TP en la capa 1. Con soluciones como zkSync u optimismo , esta cifra puede aumentar a varios miles de TPS, lo que hace que las transacciones sean más rápidas y más accesibles.
Comparación entre la capa 1 y la capa 2
Grandes diferencias
La capa 1 ofrece la máxima seguridad al tratar cada transacción directamente en la cadena de bloques, pero a costa de baja escalabilidad y altos costos. La capa 2 mejora esta escalabilidad y reduce los costos, pero a veces puede comprometer la seguridad. Por ejemplo, los rollups optimistas introducen un retraso en las transacciones de concursos, lo que puede exponer la red a los intentos de fraude. Del mismo modo, las tecnologías laterales pueden ser vulnerables si su mecanismo de consenso o puentes utilizados para transferir activos se ve comprometidos.
La capa principal 2 proyectos en Ethereum
zkSync : una solución prometedora para Ethereum
zkSync solución ZK-Rollup que permite transacciones rápidas y de bajo costo en Ethereum . Al usar evidencia criptográfica para validar las transacciones, zkSync garantiza una alta seguridad al tiempo que reduce los costos. Es una plataforma ideal para aplicaciones que requieren transferencias frecuentes y rápidas.
Optimismo: ¿Por qué es una solución popular?
Optime es una de las principales implementaciones de rollups optimistas en Ethereum . los contratos inteligentes Ethereum , lo que permite dApp migren fácilmente a esta red al tiempo que reducen los costos. Sin embargo, los usuarios deben esperar hasta el final del período de protesta antes de retirar sus fondos de la red.
Polygon : un ejemplo de popular vínculo lateral
Polygon Ethereum Matic, es una cadena lateral Ethereum que permite transacciones de alta velocidad y bajo costo. Sin embargo, dado que opera con su propio mecanismo de consenso, no se beneficia directamente de Ethereum . Los usuarios deben usar puentes para transferir activos entre Polygon y Ethereum , lo que puede introducir riesgos de seguridad adicionales.
Desafíos de la capa 2
Riesgo de compromiso de seguridad
las soluciones de la capa 2 mejoran la escalabilidad y reducen los costos, no están exentos de los riesgos. Los rollups optimistas introducen plazos para las transacciones de concursos, lo que puede dar lugar a intentos de fraude durante este período de espera. Además, las capas laterales y sus puentes son vulnerables a los ataques porque no usan directamente la seguridad de la capa 1 . La piratería de los validadores de una cadena lateral podría causar la pérdida de fondos.
Complejidad y plazos para el retiro de fondos
Una de las principales críticas a los rollups optimistas se refiere al tiempo de espera necesario para retirar fondos. De hecho, una vez que un usuario quiere retirar sus fondos, debe esperar hasta que se completara el período de protesta antes de confirmar la transacción en el canal principal. Puede llevar varios días, haciendo que el proceso sea menos fluido.
El futuro de las soluciones de la capa 2
Hacia una adopción más amplia de los rollups
Con la creciente popularidad de dApp S y Defi , los rollups están a punto de convertirse en la solución de referencia para Ethereum . En particular, los ZK-Rollups , como zkSync , ofrecen una mayor seguridad y tiempos de validación más rápidos, lo que podría promover su adopción a gran escala.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la capa 2 en términos simples? La capa 2 es una solución tecnológica que permite lidiar con transacciones fuera de la cadena de bloques principal, reduciendo así los costos y acelerando las transacciones mientras someten los resultados al canal principal.
¿Por qué la capa 2 es crucial para Ethereum ? Resuelve los problemas de escalabilidad y altos costos, lo que permite la adopción masiva y el uso más fluido de los servicios dApp
¿Cómo funciona la evidencia criptográfica en ZK-Rollups? Los rolups ZK usan evidencia criptográfica llamada ZK -Snarks para probar la validez de las transacciones sin la necesidad de ejecutarlas en el canal principal.
¿Cuál es la principal diferencia entre los rollups y las tecnologías laterales? Los rollups principal para validar las transacciones, mientras que las tecnologías laterales tienen su propio mecanismo de consenso y operan de manera más independiente, lo que puede introducir riesgos adicionales.
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Noé
Ingeniero de capacitación, rápidamente me interesé en el campo de las finanzas. Convencido de que las finanzas descentralizadas tienen un futuro brillante por delante, participo en su democratización mediante el desarrollo Crypternon.
