La blockchain de Ethereum, aunque revolucionaria, ha enfrentado desafíos significativos de escalabilidad debido a su creciente popularidad. Sin embargo, soluciones innovadoras como los ZK-Rollups ahora están haciendo posible que Ethereum maneje más transacciones por segundo, reduzca las tarifas de gas y mejore la escalabilidad general.
Este artículo profundiza en algunos de los proyectos más emocionantes que utilizan ZK-Rollups en la red de Ethereum. Cada uno de estos proyectos aporta atributos únicos a la mesa, demostrando la versatilidad y el potencial de los ZK-Rollups como una solución de escalabilidad de capa 2.
¿Qué son los ZK rollups?
Los ZK-Rollups son una solución de escalabilidad de Capa 2 de Ethereum que utiliza pruebas de conocimiento cero para agrupar múltiples transacciones en una sola prueba que luego se publica en la cadena principal de Ethereum. Cada transacción en el ZK-Rollup es completamente válida, y la cadena principal de Ethereum puede confiar en esto sin tener que validar cada transacción individualmente, reduciendo así la cantidad de recursos computacionales necesarios. Esto aumenta enormemente el rendimiento de Ethereum, reduciendo la congestión y bajando las tarifas de transacción.
En esencia, los ZK-Rollups mueven el cálculo fuera de la cadena y dejan solo los datos necesarios en la cadena, lo que resulta en una disminución drástica de las tarifas de gas. Es importante destacar que la tecnología ayuda a retener un alto nivel de seguridad al mantener una capa de disponibilidad de datos en la cadena. Esto asegura que incluso si la capa ZK-Rollup se desconecta, los usuarios aún pueden retirar sus fondos.
Una de las principales ventajas de los ZK-Rollups sobre otras soluciones de Capa 2 es que mantienen la compatibilidad completa con Ethereum, lo que significa que los desarrolladores pueden aprovechar su conocimiento y herramientas existentes. Además, proporcionan finalidad, lo que significa que una vez que una transacción se incluye en un ZK-Rollup, es final y no se puede revertir.
En general, los ZK-Rollups se consideran una de las soluciones más prometedoras para los problemas de escalabilidad de Ethereum, ofreciendo transacciones más rápidas y económicas mientras mantienen un alto grado de seguridad y descentralización.
Los principales proyectos ZK Rollup en 2023
Varios protocolos, como los protocolos de préstamos y préstamos, y los intercambios descentralizados (DEX), se han vuelto multi-cadena. Esto significa que admiten múltiples Layer-2 basados en ZK-Rollup, ofreciendo a los usuarios varias opciones para reducir las tarifas de transacción y lograr tiempos de transacción y finalización más rápidos.
Hemos enumerado algunos de los proyectos líderes en el mercado que utilizan la tecnología ZK-Rollup para la escalabilidad.
Polygon
Inicialmente lanzado en 2017 bajo el nombre de Matic Network, Polygon es la creación de los desarrolladores de Ethereum Sandeep Nailwal, Anurag Arjun, Jaynti Kanani y Mihailo Bjelic.
Polygon aprovecha los ZK-Rollups para mejorar la escalabilidad, a pesar de que los ZK-Rollups convencionales plantean ciertas limitaciones, como requerir un tiempo considerable. La ingeniosa aplicación de pruebas recursivas por parte de Polygon mitiga este desafío. A diferencia de la mayoría de las blockchains basadas en ZK-Rollup que generan pruebas para una sola transacción a la vez, Polygon tiene la capacidad de crear pruebas para cada transacción en un lote antes de enviar el lote a la red principal de Ethereum.
La estructura única de los ZK-Rollups de Polygon hace que la red sea más rápida y económica que la mayoría de las otras soluciones de escalado ZK-Rollup, eliminando la necesidad de que los validadores posean equipos especializados. De hecho, algunas pruebas en la red en desarrollo, Polygon Zero, son tan compactas como 45kb, lo que ejerce una presión significativamente menor sobre el rendimiento de la blockchain en comparación con otras soluciones de escalado.
Los ZK-Rollups de Polygon difieren de la mayoría de las contrapartes de Layer-2 en que son completamente compatibles con Ethereum, por lo que los desarrolladores no necesitan dominar nuevos idiomas para escribir contratos inteligentes de Polygon, a diferencia de las alternativas de Layer-2 como StarkNet.
Polygon opera produciendo múltiples "commit chains" (cadenas de compromiso), algo análogo a las sidechains, pero con una función distinta, extrayendo una mayor proporción de su seguridad de la red principal de Ethereum.
StarkNet/StarkEx
StarkNet y StarkEx son ambas creaciones de Starkware, una empresa establecida en 2017 por Alessandro Chiesa y Eli Ben-Sasson.
StarkNet es otra blockchain descentralizada basada en ZK-Rollup de Layer-2. Sin embargo, a diferencia de Polygon, los desarrolladores que se aventuran en StarkNet deben dominar el lenguaje de programación Cairo en lugar de Solidity, lo que puede complicar potencialmente la incorporación de nuevos desarrolladores. No obstante, para superar este obstáculo, los transpiladores de Solidity a Cairo y otros lenguajes de programación populares están en desarrollo.
StarkNet, al igual que otras cadenas basadas en ZK-Rollup, empaqueta múltiples transacciones de Layer-2 en una única transacción de Ethereum, mejorando la velocidad de transacción mientras reduce las tarifas de gas.
El mismo equipo que desarrolló StarkNet también creó StarkEx, otra blockchain distinta. StarkNet facilita el desarrollo de dApps públicas, mientras que StarkEx sirve como una solución de escalabilidad SaaS (software como servicio) específicamente diseñada para intercambios de criptomonedas descentralizados (DEX), permitiendo a los intercambios reducir costos mientras elevan la velocidad y la liquidez.
StarkEx extiende el soporte a ETH, tokens ERC-20 y tokens en otras cadenas compatibles con EVM, así como a los NFTs ERC-721 globalmente populares. También está trabajando en proporcionar soporte de acuñación fuera de la cadena para NFTs dinámicos semi-fungibles ERC-1155. StarkEx, habiendo lanzado en Ethereum desde mediados de 2020, es una de las mayores soluciones de Capa 2 por TVL (valor total bloqueado). Actualmente impulsa una amplia gama de dApps y protocolos.
ZKSync
Los cerebros detrás de ZKSync son Alexandr Vlasov y Alex Gluchowski de Matter Labs, que lanzaron la solución en 2020.
Diseñado para ofrecer transacciones de alta velocidad (2,000+ TPS) mientras mantiene bajas tarifas de gas y alta seguridad, ZKSync es una solución de escalado de Layer-2 de Ethereum. A diferencia de muchas Layer-2, ZKSync ofrece retiros de fondos casi instantáneos a la red principal de Ethereum Layer-1. Cabe señalar que ZKSync es el único protocolo zk-rollup con compatibilidad completa con EVM hasta la fecha, lo que permite a los desarrolladores volver a implementar contratos inteligentes en vivo desde Ethereum sin necesidad de reescribirlos o personalizarlos para ZKSync. Esto aumenta considerablemente la interoperabilidad y reduce el tiempo de desarrollo.
ZKSync tiene similitudes con StarkNet y StarkEx en ciertos aspectos, con la diferenciación clave radica en el tipo de protocolos de prueba utilizados. ZKSync emplea SNARKs (Succinct Non-Interactive ARgument of Knowledge), mientras que StarkEx aprovecha STARKs (Scalable Transparent ARguments of Knowledge).
Los ZK-SNARKs requieren una configuración única en la que un puñado de desarrolladores deben ser de confianza para crear el código correctamente y de forma segura, lo que lleva a un mayor centralismo y una menor descentralización. En contraste, los ZK-STARKs utilizan aleatoriedad públicamente verificable para establecer sistemas verificables sin confianza. Los STARKs también se consideran resistentes a la computación cuántica, mientras que los SNARKs no lo son. Los STARKs además prometen una mayor escalabilidad. Por lo tanto, ZKSync presenta algunas desventajas en comparación con StarkNet.
Algunos proyectos notables implementados en la blockchain de ZKSync incluyen Argent, Gitcoin, Yearn Finance, Gnosis Safe, Snapshot, Tally y la red 1inch.
Immutable X
Immutable es una plataforma que ofrece soluciones de capa 2 construidas sobre Ethereum. Proporciona a los desarrolladores APIs y herramientas de desarrollo para facilitar el desarrollo de aplicaciones en capa 2.
Los desarrolladores pueden utilizar Immutable X para crear aplicaciones rápidas, escalables y seguras para tokens no fungibles (NFT) y juegos blockchain. Por ejemplo, los desarrolladores de juegos pueden aprovechar Immutable X para implementar economías sofisticadas dentro del juego que aseguren la verdadera propiedad de los activos del juego. También pueden aprovechar características como la acuñación gratuita de activos del juego, transacciones rápidas y asequibles dentro del juego, billeteras autogestionadas para empoderar a los usuarios con la propiedad de sus elementos del juego y un libro de órdenes global para comerciar con elementos del juego en el mercado abierto.
Además, Immutable X atiende a plataformas de comercio de tokens y activos al permitir transacciones rápidas, seguras y rentables entre usuarios. Proporciona un libro de órdenes global que garantiza la máxima liquidez. Además, las herramientas de análisis de transacciones blockchain pueden acceder a las APIs de Immutable X para obtener datos fácilmente accesibles sobre transacciones pasadas, operaciones y comportamientos de los usuarios.
Immutable eligió construir sus soluciones en Ethereum debido a su reputación como la blockchain más descentralizada, segura y utilizada, lo que resulta en efectos de red significativos. Ethereum permite la creación y ejecución de contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas sin interrupciones, fraude, control o interferencia de terceros.
Immutable X ofrece dos capas de ejecución, ambas utilizando el mecanismo de agrupación ZK rollup. Los ZK rollups constan de dos componentes principales: un mecanismo de agrupación fuera de la cadena (máquina virtual) que genera una prueba criptográfica comprimida a partir de un lote de transacciones, la raíz del estado anterior y la nueva raíz del estado, y un contrato en la cadena que almacena la raíz del estado actual y verifica la consistencia del lote.
Así es como funcionan los ZK rollups dentro de Immutable X: Una colección de transacciones de Layer 2 se envía al mecanismo de agrupación, que genera una prueba criptográfica basada en las transacciones, la raíz del estado anterior y la nueva raíz del estado. Esta prueba se envía luego al contrato inteligente de Layer 1 para su verificación. El contrato inteligente verifica si la raíz del estado anterior en la prueba coincide con su raíz del estado actual. Si coinciden, el contrato inteligente actualiza su raíz del estado actual a la nueva raíz del estado del lote.
Immutable ofrece actualmente dos soluciones de Layer 2: StarkEx, que proporciona un servicio para agrupar tipos específicos de transacciones creadas y mantenidas por Starkware, e Immutable zkEVM, una plataforma de contratos inteligentes que permite a cualquier desarrollador escribir e implementar contratos inteligentes en zkEVM. Los desarrolladores pueden acceder a estas soluciones registrándose o utilizando los puntos finales de API proporcionados por Immutable X. Immutable zkEVM, diseñado específicamente para juegos, ofrece contratos inteligentes de bajo costo y alto rendimiento, compatibles con Ethereum, dentro de un marco zk-rollup EVM.
Loopring
Loopring es un protocolo de escalado de Layer-2 construido en la blockchain de Ethereum, diseñado específicamente para intercambios descentralizados (DEX). Permite la liquidación de miles de operaciones por segundo mientras ofrece varias funcionalidades. Además de servir como una capa de protocolo para DEX, Loopring proporciona Loopring Exchange, una plataforma de negociación no custodial que facilita operaciones seguras y de alta velocidad sin tarifas de gas.
La tecnología clave detrás de Loopring son las Pruebas de Conocimiento Cero (ZKP), que son innovaciones blockchain que agrupan transacciones para mejorar la eficiencia. Al aprovechar las ZKP, Loopring permite el desarrollo de DEX no custodiales de alto rendimiento. El protocolo también introduce su token nativo LCR, que se utiliza para recompensar a los operadores de Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup) y a los proveedores de liquidez.
El enfoque de Loopring implica implementar Zero-Knowledge Rollups (zk-Rollups), una solución de Layer-2 que mejora la escalabilidad trabajando junto a la red de Ethereum. Los zk-Rollups pueden consolidar numerosas transacciones en una única prueba de conocimiento cero ligera, que luego se confirma como un lote en la red de Ethereum. Esto aumenta sustancialmente el rendimiento transaccional en comparación con las capacidades independientes de Ethereum. El proceso de cálculo del zk-Rollup ocurre fuera de la cadena, mientras que los datos subyacentes y las transacciones permanecen en la blockchain de Ethereum. Al integrar zk-Rollups con protocolos DEX, Loopring permite cálculos complejos, lo que conduce a la reducción de las tarifas de transacción y una mejora significativa de la liquidez.
En comparación con los intercambios centralizados (CEX) basados en libros de órdenes convencionales, los DEX generalmente ofrecen tarifas de transacción más bajas y admiten una gama más amplia de activos digitales. Sin embargo, los intercambios centralizados aún superan a los DEX en términos de liquidez y velocidades de transacción. Loopring tiene como objetivo cerrar esta brecha incorporando zk-Rollups, trayendo las ventajas de los intercambios centralizados al ecosistema descentralizado.
Dentro de la red de Ethereum, los zk-Rollups ofrecen una validación más rápida y rentable de los bloques de transacciones. Implican menos inclusión de datos y solo requieren un contrato inteligente para verificar la prueba criptográfica final, lo que resulta en una mejor eficiencia. Las transacciones procesadas a través de zk-Rollups se almacenan en la blockchain de Ethereum como datos de referencia de llamada, lo que requiere menos computación en comparación con la recuperación de datos de la red. Al combinar estas funcionalidades en un único protocolo abierto, Loopring acelera la adopción de la tecnología blockchain mejorando la eficiencia en todo el ecosistema de Ethereum.
Conclusión
Los problemas de escalabilidad en la blockchain de Ethereum se están abordando de frente con tecnologías innovadoras como los ZK-Rollups. Como hemos explorado, varios proyectos prominentes ya están aprovechando esta tecnología para mejorar la velocidad de transacción, reducir costos y garantizar la seguridad en la red de Ethereum.
A medida que estas soluciones continúan evolucionando y madurando, prometen desbloquear todo el potencial de Ethereum, haciéndolo más accesible y eficiente tanto para usuarios como para desarrolladores. El futuro de Ethereum, al parecer, estará indisolublemente ligado a la evolución y aplicación de los ZK-Rollups.
Preguntas frecuentes
¿Qué hace que las ZK-Rollups sean más ventajosas que otras soluciones de Capa 2?
Las ZK-Rollups agrupan muchas transacciones en una, reduciendo drásticamente los costos de gas y mejorando la velocidad de las transacciones. Además, mantienen una compatibilidad total con Ethereum, lo que permite a los desarrolladores utilizar sus conocimientos y herramientas existentes. Adicionalmente, las ZK-Rollups ofrecen finalidad, lo que significa que las transacciones no pueden revertirse una vez incluidas en una ZK-Rollup, mejorando así la seguridad.
¿Cuál es la diferencia entre las ZK-Rollups y las Optimistic Rollups?
Aunque ambas son soluciones de Capa 2, difieren en sus mecanismos de validación. Las Optimistic Rollups utilizan un sistema de "validación optimista", donde las transacciones se asumen válidas hasta que se demuestre su fraude, mientras que las ZK-Rollups usan pruebas de conocimiento cero para garantizar la validez de las transacciones de antemano, haciéndolas más seguras.
¿Cuáles son algunos posibles inconvenientes de las ZK-Rollups?
Uno de los desafíos de los ZK-Rollups es que requieren conocimientos específicos para su desarrollo y pueden ser intensivos en tiempo debido a la complejidad de las pruebas de conocimiento cero. Además, aunque aumentan la escalabilidad, aún dependen de la red principal de Ethereum para la seguridad, lo cual podría convertirse en un posible cuello de botella.
¿Son seguros los ZK-Rollups?
Sí, los ZK-Rollups mantienen un alto grado de seguridad. Ofrecen finalidad, lo que significa que las transacciones no pueden revertirse una vez incluidas en un ZK-Rollup. Además, conservan una capa de disponibilidad de datos on-chain, asegurando que los usuarios puedan retirar sus fondos incluso si la capa del ZK-Rollup se desconecta.
¿Cómo ayudan los ZK-Rollups a reducir las tarifas de gas?
Al agrupar muchas transacciones en una única prueba y validarlas fuera de la cadena, los ZK-Rollups reducen significativamente los recursos computacionales necesarios en la red principal de Ethereum. Esta disminución de la carga computacional se traduce en tarifas de gas notablemente más bajas.
¿Cuál es el futuro de los ZK-Rollups?
El futuro de los ZK-Rollups es prometedor. Se consideran una parte crucial de la solución de escalabilidad de Ethereum, ofreciendo transacciones más rápidas y económicas mientras mantienen un alto nivel de seguridad.
¿Afectan los ZK-Rollups a los contratos inteligentes?
Los ZK-Rollups mantienen una compatibilidad completa con Ethereum, lo que significa que pueden alojar fácilmente los contratos inteligentes de Ethereum sin afectar su funcionalidad.
¿Por qué necesitan los desarrolladores aprender nuevos lenguajes para construir en plataformas ZK-Rollup como StarkNet?
Ciertas plataformas ZK-Rollup como StarkNet utilizan lenguajes de programación diferentes (como Cairo) para adaptarse a los requisitos únicos de las pruebas de conocimiento cero. Sin embargo, se están desarrollando transpiladores para traducir desde Solidity a Cairo y otros lenguajes, reduciendo así esta curva de aprendizaje.
¿Cómo contribuyen los ZK-Rollups al sector DeFi?
Al mejorar la escalabilidad de Ethereum, los ZK-Rollups permiten transacciones más rápidas y económicas, lo cual es vital para el funcionamiento eficiente de las aplicaciones DeFi. También proporcionan mayor seguridad y finalidad, atributos esenciales para las aplicaciones financieras.
¿Pueden los ZK-Rollups interactuar con otras soluciones Layer-2?
Los ZK-Rollups generalmente están aislados de otras soluciones Layer-2, formando cada uno su propio ecosistema. Sin embargo, la compatibilidad cruzada y el puente entre diferentes soluciones Layer-2 son áreas de investigación y desarrollo activo, y es posible que veamos más interactividad en el futuro.
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Micah Abiodun
Micah Abiodun aprovecha su Maestría en Ingeniería y Gestión Ambiental (MSc) de la Universidad Tecnológica de Tallinn (TalTech) para perfeccionar noticias sobre contenido y predicciones de precios en Cryptopolitan. Ahora en su séptimo año en el espacio de medios cripto, cubre las principales criptomonedas, altcoins, DeFi, stablecoins, tendencias macroeconómicas y tecnologías emergentes.
