La blockchain de Ethereum, si bien es revolucionaria, ha enfrentado importantes desafíos de escalabilidad debido a su creciente popularidad. Sin embargo, soluciones innovadoras como ZK-Rollups permiten que Ethereum gestione más transacciones por segundo, reduzca las comisiones de gas y mejore la escalabilidad general.
Este artículo analiza algunos de los proyectos más interesantes que utilizan ZK-Rollups en la red Ethereum . Cada uno de estos proyectos aporta características únicas, lo que demuestra la versatilidad y el potencial de ZK-Rollups como solución de escalado de capa 2.
¿Qué son los rollups de ZK?
Los ZK-Rollups son una solución de escalado de capa 2 Ethereum que utiliza pruebas de conocimiento cero para agrupar múltiples transacciones en una sola prueba que se publica en la red principal Ethereum . Cada transacción del ZK-Rollup es completamente válida, y la red principal Ethereum puede confiar en ella sin tener que validar cada transacción individualmente, lo que reduce la cantidad de recursos computacionales necesarios. Esto aumenta considerablemente el rendimiento de Ethereum, reduciendo la congestión y las comisiones por transacción.
En esencia, los ZK-Rollups trasladan la computación fuera de la cadena y dejan solo los datos necesarios dentro de ella, lo que resulta en una drástica reducción de las comisiones de gas. Cabe destacar que la tecnología ayuda a mantener un alto nivel de seguridad al mantener una capa de disponibilidad de datos dentro de la cadena. Esto garantiza que, incluso si la capa ZK-Rollup se desconecta, los usuarios puedan retirar sus fondos.
Una de las principales ventajas de los ZK-Rollups sobre otras soluciones de Capa 2 es su total compatibilidad Ethereum , lo que permite a los desarrolladores aprovechar sus conocimientos y herramientas existentes. Además, ofrecen firmeza, es decir, una vez que una transacción se incluye en un ZK-Rollup, es definitiva e irrevocable.
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 manteniendo al mismo tiempo un alto grado de seguridad y descentralización.
Los principales proyectos de ZK Rollup en 2023
Varios protocolos, como los de préstamos y las plataformas de intercambio descentralizadas (DEX), se han vuelto multicadena. Esto significa que admiten múltiples capas 2 basadas en ZK-Rollup, lo que ofrece a los usuarios diversas opciones para reducir las comisiones por transacción y lograr tiempos de transacción más rápidos y una mayor firmeza.
Hemos enumerado algunos de los proyectos líderes en el mercado que utilizan la tecnología ZK-Rollup para escalar.
Polígono
Lanzado inicialmente en 2017 bajo el nombre de Matic Network, Polygon es una creación de los desarrolladores 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 presentan ciertas limitaciones, como un tiempo considerable. La ingeniosa aplicación de pruebas recursivas por parte de Polygon mitiga este desafío. A diferencia de las cadenas de bloques típicas basadas en ZK-Rollups, 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 enviarlo a la red principal Ethereum .
La estructura única de los ZK-Rollups de Polygon hace que la red sea más rápida y rentable que la mayoría de las 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, tienen un tamaño compacto de tan solo 45 kb, lo que reduce significativamente el rendimiento de la blockchain en comparación con otras soluciones de escalado.
Los ZK-Rollups de Polygon se diferencian de la mayoría de sus contrapartes de capa 2 en que son totalmente compatibles Ethereum , por lo que no se requiere que los desarrolladores dominen nuevos lenguajes para creartracinteligentes de Polygon, a diferencia de las alternativas de capa 2 como StarkNet.
Polygon funciona mediante la producción de múltiples “cadenas de confirmación”, algo análogas a las cadenas laterales, pero con una función distinta: extraer una mayor proporción de su seguridad de la red principal Ethereum .
StarkNet/StarkEx
StarkNet y StarkEx son creaciones de Starkware, una empresa fundada en 2017 por Alessandro Chiesa y Eli Ben-Sasson.
StarkNet se erige como otra blockchain descentralizada de capa 2 basada en ZK-Rollup. 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 la incorporación de nuevos desarrolladores. No obstante, para superar este obstáculo, se están desarrollando transpiladores de Solidity a Cairo y otros lenguajes de programación populares.
StarkNet, similar a otras cadenas basadas en ZK-Rollup, empaqueta múltiples transacciones de capa 2 en una única transacción Ethereum , lo que mejora la velocidad de la transacción y reduce las tarifas de gas.
El mismo equipo que desarrolló StarkNet también creó StarkEx, otra blockchain distintiva. StarkNet facilita el desarrollo de dApps públicas, mientras que StarkEx funciona como una solución de escalabilidad SaaS (software como servicio) diseñada específicamente para exchanges de criptomonedas descentralizados (DEX), lo que permite a estos últimos reducir costes y aumentar la velocidad y la liquidez.
StarkEx amplía su soporte a ETH, tokens ERC-20 y tokens en otras cadenas compatibles con EVM, así como a los populares NFT ERC-721. También está trabajando en la creación de soporte para la acuñación fuera de la cadena de NFT dinámicos semifungibles ERC-1155. StarkEx, lanzado en Ethereum a 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.
Sincronización ZK
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 (más de 2000 TPS) con bajas comisiones de gas y alta seguridad, ZKSync es una solución de escalado de capa 2 Ethereum . A diferencia de numerosas soluciones de capa 2, ZKSync ofrece retiros de fondos casi instantáneos a la red principal de capa 1 Ethereum . Cabe destacar que ZKSync es el único protocolo zk-rollup con compatibilidad total con EVM hasta la fecha, lo que permite a los desarrolladores reimplementar fácilmentetracinteligentes activos desde Ethereum sin necesidad de reescribirlos ni personalizarlos para ZKSync. Esto mejora considerablemente la interoperabilidad y reduce el tiempo de desarrollo.
ZKSync presenta similitudes con StarkNet y StarkEx en ciertos aspectos, siendo la principal diferencia el tipo de protocolos de prueba utilizados. ZKSync emplea SNARK (Argumentos de Conocimiento Sucintos y No Interactivos), mientras que StarkEx utiliza STARK (Argumentos de Conocimiento Transparentes y Escalables).
Los ZK-SNARK requieren una configuración única en la que se debe confiar en un grupo reducido de desarrolladores para crear código de forma correcta y segura, lo que aumenta la centralización y reduce la falta de confianza. Por el contrario, los ZK-STARK utilizan aleatoriedad verificable públicamente para establecer sistemas verificables sin confianza. Los STARK también se consideran resistentes a la tecnología cuántica, a diferencia de los SNARK. Además, los STARK prometen una mayor escalabilidad. Por lo tanto, ZKSync presenta algunas desventajas en comparación con StarkNet.
Algunos proyectos notables implementados en la cadena de bloques ZKSync incluyen Argent, Gitcoin, Yearn Finance, Gnosis Safe, Snapshot, Tally y 1inch Network.
X inmutable
Immutable es una plataforma que ofrece soluciones de capa 2 basadas en Ethereum. Proporciona a los desarrolladores API y herramientas para facilitar el desarrollo de aplicaciones de capa 2.
Los desarrolladores pueden usar Immutable X para crear aplicaciones rápidas, escalables y seguras para tokens no fungibles (NFT) y juegos blockchain. Por ejemplo, pueden aprovechar Immutable X para implementar economías sofisticadas dentro del juego que garanticen la propiedad real de los activos. También pueden aprovechar funciones como la acuñación gratuita de activos, transacciones rápidas y económicas dentro del juego, billeteras autocustodiadas para otorgar a los usuarios la propiedad de sus artículos dentro del juego y un libro de órdenes global para intercambiar artículos dentro del juego en el mercado abierto.
Además, Immutable X se adapta a las plataformas de intercambio de tokens y activos, permitiendo transacciones rápidas, seguras y rentables entre usuarios. Ofrece un libro de órdenes global que garantiza la máxima liquidez. Asimismo, las herramientas de análisis de transacciones de blockchain pueden acceder a las API de Immutable X para obtener datos fácilmente accesibles sobre transacciones, operaciones y comportamientos de los usuarios anteriores.
Immutable optó por desarrollar sus soluciones en Ethereum debido a su reputación como la blockchain más descentralizada, segura y ampliamente utilizada, lo que genera importantes efectos de red. Ethereum permite la creación y ejecución detracinteligentes y aplicaciones descentralizadas sin interrupciones, fraude, control ni interferencias de terceros.
Immutable X ofrece dos capas de ejecución, ambas utilizando el mecanismo de procesamiento por lotes de ZK Rollup. Los ZK Rollups constan de dos componentes principales: un mecanismo de procesamiento por lotes 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 raíz del nuevo estado, y untracen cadena que almacena la raíz del estado actual y verifica la consistencia del lote.
Así funcionan los rollups de ZK en Immutable X: Se envía un conjunto de transacciones de Capa 2 al mecanismo de procesamiento por lotes, que genera una prueba criptográfica basada en las transacciones, la raíz del estado anterior y la raíz del nuevo estado. Esta prueba se envía altracinteligente de Capa 1 para su verificación. Eltracinteligente comprueba si la raíz del estado anterior de la prueba coincide con su raíz del estado actual. Si coinciden, eltracinteligente actualiza su raíz del estado actual a la nueva raíz del lote.
Immutable ofrece actualmente dos soluciones de Capa 2: StarkEx, que proporciona un servicio para agrupar tipos específicos de transacciones creadas y mantenidas por Starkware, e Immutable zkEVM, una plataforma detracinteligentes que permite a cualquier desarrollador escribir e implementartracinteligentes en zkEVM. Los desarrolladores pueden acceder a estas soluciones registrándose o utilizando los puntos finales de la API proporcionados por Immutable X. Immutable zkEVM, diseñado específicamente para videojuegos, ofrecetracinteligentes de bajo costo, alto rendimiento y compatibles Ethereumdentro de un marco de zk-rollup de EVM.
Loopring
Loopring es un protocolo de escalado de Capa 2 basado en la blockchain Ethereum , diseñado específicamente para exchanges descentralizados (DEX). Permite la liquidación de miles de transacciones por segundo y ofrece diversas funcionalidades. Además de servir como capa de protocolo para los DEX, Loopring ofrece Loopring Exchange, una plataforma de trading sin custodia que facilita transacciones seguras y de alta velocidad sin comisiones de gas.
La tecnología clave de Loopring son las Pruebas de Conocimiento Cero (ZKP), innovaciones de blockchain que agrupan las transacciones para mejorar la eficiencia. Al aprovechar las ZKP, Loopring facilita el desarrollo de DEX de alto rendimiento sin custodia. El protocolo también introduce su token LCR nativo, que se utiliza para recompensar a los operadores de Zero-Knowledge Rollup (zk-Rollup) y a los proveedores de liquidez.
El enfoque de Loopringconsiste en implementar Rollups de Conocimiento Cero (zk-Rollups), una solución de Capa 2 que mejora la escalabilidad al trabajar en conjunto con la red Ethereum . Los zk-Rollups pueden consolidar numerosas transacciones en una única y ligera Prueba de Conocimiento Cero, que posteriormente se confirma como un lote en la red Ethereum . Esto aumenta sustancialmente el rendimiento transaccional en comparación con las capacidades independientes de Ethereum. El proceso de cálculo de zk-Rollup se realiza fuera de la cadena de bloques, mientras que los datos y las transacciones subyacentes permanecen en la blockchain Ethereum . Al integrar zk-Rollups con protocolos DEX, Loopring permite cálculos complejos, lo que resulta en una reducción de las comisiones por transacción y una mejora significativa de la liquidez.
En comparación con los exchanges centralizados (CEX) convencionales basados en libros de órdenes, los DEX suelen ofrecer comisiones de transacción más bajas y compatibilidad con una gama más amplia de activos digitales. Sin embargo, los exchanges centralizados siguen superando a los DEX en términos de liquidez y velocidad de transacción. Loopring busca superar esta brecha mediante la incorporación de zk-Rollups, que integra las ventajas de los exchanges centralizados en el ecosistema descentralizado.
Dentro de la red Ethereum , los zk-Rollups ofrecen una validación más rápida y rentable de los bloques de transacciones. Implican una menor inclusión de datos y solo requieren untracinteligente para verificar la prueba criptográfica final, lo que resulta en una mayor eficiencia. Las transacciones procesadas mediante zk-Rollups se almacenan en la blockchain 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 al mejorar la eficiencia en todo el ecosistema Ethereum .
Conclusión
Los problemas de escalabilidad en la blockchain de Ethereumse están abordando directamente con tecnologías innovadoras como ZK-Rollups. Como hemos explorado, varios proyectos destacados ya están aprovechando esta tecnología para mejorar la velocidad de las transacciones, reducir costos y garantizar la seguridad en la red Ethereum .
A medida que estas soluciones continúan evolucionando y madurando, prometen liberar todo el potencial de Ethereum, haciéndolo más accesible y eficiente tanto para usuarios como para desarrolladores. El futuro de Ethereum, al parecer, estará ligado a la evolución y aplicación de los ZK-Rollups.
