La ruta de escalabilidad de Ethereum: Análisis de The Surge

Los cofundadores de Ethereum han publicado recientemente una serie de artículos sobre el futuro desarrollo de Ethereum, en los cuales la parte de The Surge se centra en la escalabilidad y el desarrollo a largo plazo de Ethereum. La hoja de ruta técnica de esta fase muestra cómo Ethereum se transformará en un protocolo capaz de manejar una enorme demanda de ( TPS alcanzando más de 100,000 + ), mientras mantiene la descentralización y la seguridad.

La visión central de Ethereum

Ethereum tiene como objetivo ser la capa base de un internet descentralizado. Soporta aplicaciones descentralizadas complejas a través de contratos inteligentes, lo que la convierte en la blockchain preferida para que los desarrolladores construyan aplicaciones DeFi, NFT, entre otras.

Sin embargo, Ethereum tiene limitaciones en términos de escalabilidad. L1 solo puede procesar de 15 a 30 transacciones por segundo, muy por debajo de las redes de pago tradicionales. Esto provoca que las tarifas de gas sean elevadas durante la congestión de la red, limitando la capacidad de Ethereum para convertirse en una infraestructura global. The Surge fue diseñado precisamente para abordar este problema.

Los objetivos principales de The Surge incluyen:

• Ethereum L1+L2 alcanza más de 100,000 TPS
• Mantener la descentralización y solidez de L1
• Al menos parte de L2 hereda completamente las propiedades centrales de Ethereum.
• Maximizar la interoperabilidad entre L2

Futuro centrado en rollup

El plan Surge se centra principalmente en mejorar la escalabilidad a través de soluciones L2, siendo el rollup clave en esto. Esta hoja de ruta propone una división de trabajo simple: Ethereum L1 se enfoca en ser una capa base poderosa y descentralizada, mientras que L2 asume la tarea de ayudar a expandir el ecosistema.

Rollup empaqueta las transacciones fuera de la cadena y las envía de vuelta a la red principal, aumentando significativamente el rendimiento mientras mantiene la seguridad y la descentralización. Esto puede aumentar la escalabilidad de Ethereum a más de 100,000 TPS, permitiendo que maneje aplicaciones a escala global.

Rollup no solo es una solución temporal, sino también un plan de expansión a largo plazo. Ethereum 2.0 ha reducido el consumo de energía al pasar de PoW a PoS a través de The Merge, y rollup se considera el siguiente hito importante.

Este año, la hoja de ruta centrada en rollups ha logrado importantes resultados: el lanzamiento de blobs EIP-4844 ha aumentado significativamente el ancho de banda de datos de L1, y múltiples rollups EVM han entrado en la primera fase. Cada L2 existe como un fragmento con sus propias reglas y lógica, y la diversidad en la implementación de fragmentos se ha convertido en una realidad.

Muestreo de disponibilidad de datos ( DAS ) de desarrollo adicional

La muestra de disponibilidad de datos ( DAS ) es otro aspecto clave de The Surge, diseñado para abordar los problemas de disponibilidad de datos. En una red descentralizada, es crucial que todos los nodos puedan verificar los datos sin necesidad de almacenar o descargar todo.

DAS permite a los nodos verificar datos sin acceder al conjunto de datos completo, mejorando así la escalabilidad y la eficiencia.

DAS tiene dos formas principales: PeerDAS y 2D DAS. Se espera que PeerDAS mejore la seguridad del rollup. 2D DAS no solo realiza muestreo aleatorio dentro del blob, sino también entre los blobs. Aprovechando la propiedad lineal del compromiso KZG, se expande el conjunto de blobs en el bloque mediante nuevos blobs virtuales, que codifican la misma información redundante.

Con DAS, Ethereum puede manejar una mayor cantidad de datos, logrando rollups más rápidos y baratos, sin comprometer la descentralización. Se necesitará más trabajo en el futuro para determinar la versión ideal de DAS 2D y demostrar sus atributos de seguridad.

El camino de la realidad a largo plazo puede incluir:

1. Implementar el DAS 2D ideal
2. Continuar usando 1D DAS, sacrificando la eficiencia del ancho de banda de muestreo, para aceptar un límite de datos más bajo por simplicidad y solidez.
3. Renunciar a DA y aceptar completamente Plasma como la principal arquitectura Layer 2.

Es importante señalar que, incluso si se decide escalar la ejecución directamente en la capa L1, estas opciones aún existen. Porque si L1 tiene que manejar una gran cantidad de TPS, los bloques se volverán muy grandes, y los clientes necesitarán verificar su corrección de manera eficiente, por lo que tendrán que usar la misma tecnología que rollup en la capa L1.

Plasma y otras soluciones

Además de Rollup, Plasma es otra solución L2. Plasma crea subcadenas que procesan transacciones independientemente de la cadena principal y envían resúmenes a la red principal periódicamente. Los operadores envían pruebas de cambios en el estado de los activos a los usuarios mediante ramas Merkle. Los usuarios pueden retirar activos proporcionando la rama Merkle.

Incluso si hay problemas de disponibilidad de datos, los usuarios aún pueden recuperar sus activos extrayendo el estado más reciente disponible. Si se presenta una rama inválida, se puede determinar la propiedad de los activos a través del mecanismo de desafío en la cadena.

Aunque el desarrollo de Plasma está rezagado en comparación con rollup, todavía se considera parte del conjunto de herramientas de escalabilidad de Ethereum.

Además, se están discutiendo mejoras en la tecnología de compresión de datos y en las pruebas criptográficas para aumentar aún más la eficiencia de los rollups y otras soluciones L2. La idea es comprimir los datos tanto como sea posible, asegurando al mismo tiempo que la información necesaria esté disponible para su verificación. Estas mejoras tecnológicas probablemente jugarán un papel clave en el proceso de lograr un mayor rendimiento en Ethereum.

Mejora de la interoperabilidad entre L2

Los principales desafíos que enfrenta el ecosistema L2 actual son la débil interoperabilidad entre L2. Las áreas clave para mejorar la interoperabilidad incluyen:

• Dirección de cadena específica: La dirección debe contener información de la cadena, simplificando el proceso de envío entre L2.
• Solicitud de pago de cadena específica: forma estandarizada de crear solicitudes de pago entre cadenas
• Intercambio entre cadenas y pago de Gas: establecer un protocolo abierto estandarizado que exprese operaciones entre cadenas.
• Cliente ligero: los usuarios deberían poder verificar la cadena con la que están interactuando, en lugar de confiar únicamente en el proveedor RPC.
• Puente de tokens compartidos: crea una gestión de Rollup minimalista compartida para saldos de tokens entre L2, reduciendo los costos de transferencia.
• Sincronización combinatoria: permite la llamada sincronizada entre L2 y L1 o múltiples L2, mejorando la eficiencia de DeFi

Estas mejoras enfrentan la dificultad del momento y los niveles de estandarización. La normalización prematura puede arraigar soluciones deficientes, mientras que la tardía puede causar una fragmentación innecesaria. En algunos casos, existen dos soluciones: una que es fácil de implementar a corto plazo y otra que es ideal a largo plazo pero requiere tiempo. Esto no solo es un problema técnico, sino que también requiere la cooperación social entre L2, billeteras y L1.

Continuar expandiendo Ethereum L1

Es valioso expandir L1 en sí mismo y asegurarse de que pueda acomodar más casos de uso. Hay tres estrategias para la expansión de L1:

1. Mejorar la tecnología para que L1 sea más fácil de verificar y luego aumentar el límite de Gas.
2. Reducir el costo de operaciones específicas, aumentar la capacidad media sin aumentar el riesgo en el peor de los casos.
3. Rollups nativos ( crean múltiples copias paralelas de EVM )

Estas estrategias tienen sus compromisos. Los rollups nativos presentan las mismas debilidades en términos de combinabilidad que los rollups normales. Aumentar el límite de Gas podría debilitar otros beneficios, como aumentar la proporción de usuarios de nodos de verificación. Dependiendo de la forma de implementación, reducir el costo de operaciones específicas de EVM podría aumentar la complejidad general.

Descentralización y seguridad

El equilibrio entre escalabilidad y descentralización es un tema importante. Muchos proyectos sacrifican la descentralización a cambio de una mayor capacidad de procesamiento, pero Ethereum se compromete a mantener la descentralización mientras se expande. Rollup y DAS se consideran métodos para lograr este objetivo, asegurando que cualquiera pueda ejecutar nodos y proteger la red de manera verdaderamente descentralizada.

A medida que aumenta la escalabilidad, la responsabilidad de la seguridad también aumenta. Asegurar que el sistema de rollup sea sin confianza se vuelve crucial. La madurez de estas tecnologías requiere pruebas rigurosas e iteraciones, especialmente durante su adopción generalizada.

Perspectivas de The Surge

La visión futura de Ethereum no solo es escalable, sino que también mantiene una completa descentralización, seguridad y sostenibilidad. Esto incluye la expansión de L1 a través de rollups y DAS, la construcción de algoritmos de consenso más eficientes, la mejora de las herramientas de desarrollo y el fomento de un ecosistema de dApps en pleno crecimiento.

A pesar de que el roadmap es optimista, aún enfrenta desafíos. La implementación masiva de rollups, garantizar la seguridad de L2 y prepararse para un futuro cuántico son tareas complejas. Si se superan con éxito estos obstáculos, Ethereum consolidará su posición como el núcleo de Web3.

Ethereum se centra en la escalabilidad sin sacrificar la descentralización, lo que lo hace destacar en el rápidamente evolucionando campo de la blockchain. Si The Surge tiene éxito, podría cambiar nuevamente el panorama de la tecnología blockchain en los próximos años.