Artela es una red de blockchain extensible de capa 1 construida para que los desarrolladores creen aplicaciones modulares, ricas en funciones, escalables y personalizables en un entorno compatible con EVM. Artela promueve una solución llamada "EVM++", donde "++" representa que Artela romperá las limitaciones del EVM desde perspectivas de escalabilidad y extensibilidad, brindando a los desarrolladores más posibilidades nativas de la cadena.
El EVM se ha convertido en el marco estándar para desarrollar aplicaciones descentralizadas (dApps) y es ampliamente adoptado en varias cadenas de contratos inteligentes, comúnmente conocidas como cadenas compatibles con EVM. Sin embargo, las máquinas virtuales como el EVM están optimizadas para casos de uso específicos, lo que puede limitar la flexibilidad de los desarrolladores en el diseño de aplicaciones. Por ejemplo, el EVM prioriza la seguridad y la accesibilidad, apuntando a la estabilidad de la red. Ampliar la funcionalidad del EVM requiere aprobación a través del proceso de Propuesta de Mejora de Ethereum (EIP), gestionado por la Fundación Ethereum. Este proceso, que puede llevar tiempo, ralentiza la tasa de innovación al limitar la capacidad de los desarrolladores para modificar o crear libremente ciertos componentes a nivel de usuario.
Los desarrolladores que buscan evitar estas restricciones han recurrido a crear cadenas específicas de aplicaciones (app-chains) para ampliar funcionalidades. Si bien este enfoque permite una mayor personalización, los desarrolladores no solo enfrentan mayores costos de desarrollo y operativos, sino que también pierden en la composabilidad on-chain. Mientras que otras alternativas como MoveVM y FuelVM tienen como objetivo ofrecer máquinas virtuales (VMs) superiores a EVM, la transición a estas plataformas podría implicar costos de cambio para los desarrolladores acostumbrados al entorno de EVM. Además, lograr el mismo nivel de madurez en el ecosistema que EVM podría llevar mucho tiempo debido a la pérdida de composabilidad con las herramientas de desarrollo existentes y las aplicaciones basadas en EVM que actualmente acumulan la mayoría de la liquidez bloqueada.
Artela tiene como objetivo ampliar la funcionalidad de EVM abordando sus limitaciones actuales en personalización sin necesidad de que las dApps tengan que comprometerse u operar en appchains fragmentadas. Presentando la 'Programación de Aspectos', Artela permite a los desarrolladores crear extensiones nativas, o 'Aspectos', ejecutando código personalizado dentro de un entorno de tiempo de ejecución WebAssembly (WASM). Al aprovechar WASM para la extensibilidad de EVM, los desarrolladores pueden construir aplicaciones prácticas sin sacrificar el rendimiento y los beneficios de estar en EVM.
Además, Artela aborda los desafíos de rendimiento inherentes a EVM mediante la implementación de la ejecución en paralelo, facilitando el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. Esto mejora significativamente la capacidad de procesamiento y escalabilidad, especialmente durante períodos de uso máximo. Los desarrolladores se benefician de esta característica, ya que optimiza la utilización de recursos y mejora la velocidad de las transacciones. Además, Artela mitiga la congestión de red con Elastic Block Space, permitiendo que las dApps a gran escala se suscriban a espacios de bloques independientes, aliviando así el impacto de congestión y asegurando escalabilidad sin necesidad de una appchain.
Ahora que hemos delineado los desafíos que Artela está abordando a través de sus elecciones de diseño técnico, el artículo profundizará en estos aspectos.
¿Qué es una Extensión?
Una extensión es un módulo de software que amplía o mejora las funcionalidades de las aplicaciones. En el contexto de los sistemas operativos, los sistemas operativos generales distinguen entre el modo kernel y el modo usuario, con las aplicaciones de usuario que típicamente se ejecutan en el modo usuario, utilizando funcionalidades proporcionadas por los programas de modo kernel. Sin embargo, el Mac OS X permite a los desarrolladores de aplicaciones implementar programas de forma autónoma en el modo kernel para expandir las funcionalidades del kernel, sin necesidad de que el equipo central de MacOS X encapsule funcionalidades basadas en las necesidades generales de los desarrolladores. Los mecanismos centrales proporcionados por Mac OS X son las 'Extensiones de Kernel' y las 'Extensiones de Sistema'. Estos dos tipos de extensiones permiten a los desarrolladores desarrollar extensiones de kernel bajo ciertos modos de seguridad, utilizando funcionalidades de mayor privilegio para desarrollar características que las aplicaciones puras de modo usuario no pueden lograr.
Funcionalidad Específica de la Aplicación a través del Lente de Ganchos Uniswap v4
Similar a cómo Mac OS X extiende la funcionalidad de la aplicación a través de extensiones de kernel, Uniswap v4 introduce la funcionalidad de gancho, que amplía la funcionalidad de la aplicación Uniswap. Los ganchos proporcionan a los desarrolladores la capacidad de agregar funciones personalizadas en etapas específicas dentro de los grupos de intercambio. Esta funcionalidad mejora significativamente la flexibilidad operativa y la libertad, permitiendo a los desarrolladores ejecutar acciones como establecer órdenes límite en cadena antes de que comiencen las operaciones, extraer comisiones de transacción para transacciones de intercambio y retiros de liquidez, y permitir a los titulares de LP ganar ingresos adicionales de MEV. La introducción de la funcionalidad de gancho amplía el ámbito de posibilidades dentro de los grupos de intercambio, facilitando la creación de extensiones personalizadas para satisfacer diversas necesidades de los usuarios.
A pesar del potencial de las características de Uniswap v4, aún no se ha operacionalizado por completo. Si bien los hooks permiten funcionalidades personalizadas, la tasa de innovación todavía está restringida por las limitaciones de la Máquina Virtual Ethereum (EVM). Volviendo al ejemplo de los modos 'kernel' y 'usuario', para aumentar aún más sus capacidades, los desarrolladores deben esperar actualizaciones a través del proceso de Propuesta de Mejora de Ethereum, que supervisa la Fundación Ethereum.
Extensiones Nativas de Artela
Inspirado en la arquitectura del sistema Mac OS X, el equipo de Artela propuso que además de admitir 'contratos inteligentes' en el protocolo de blockchain, los Aspectos, que son similares a las extensiones del kernel, son extensiones nativas en la blockchain de Artela. Lo siguiente es cómo un Aspecto puede extender la funcionalidad al EVM:
Al utilizar Aspectos, los desarrolladores de aplicaciones pueden personalizar las funcionalidades subyacentes que necesitan para sus aplicaciones sin tener que esperar a que el equipo principal las encapsule. Dada su capacidad de composición, los desarrolladores de aplicaciones pueden utilizar Aspectos preconstruidos para construir una aplicación rica en funciones en Artela. El equipo de Artela resume este paradigma como el paradigma de Extensión Nativa.
Además, dado que los Aspectos pueden acceder a las API a nivel de sistema en la capa base, pueden integrar de forma nativa características fundamentales como la funcionalidad de automatización sin depender de un tercero como Chainlink. Esta capacidad de extensibilidad nativa de la cadena reduce las compensaciones de confianza y coste asociadas con la introducción de proveedores de servicios de terceros en la red. Al utilizar un servicio de terceros como una red de mantenimiento de automatización para ejecutar tareas en la cadena, se introducen costes adicionales para los usuarios y se reduce la confianza debido a la dependencia de una parte externa. Los Aspectos pueden proporcionar la funcionalidad de automatización de forma nativa, donde WASM puede ser activado durante una transacción o ejecución de bloque, mientras que el Aspecto puede ser programado para ejecutar tareas predeterminadas en una altura de bloque específica. Al extender esta funcionalidad directamente a la capa base, la captura de valor fluye directamente a través de la cadena de bloques, ya que hay más solicitudes de gas.
La funcionalidad de automatización es solo un ejemplo de las aplicaciones prácticas de la programación de Aspecto de Artela. Su solución EVM+WASM mejora en última instancia la funcionalidad de dApp a través de WASM mientras mantiene la composabilidad con EVM.
Personalización de la funcionalidad:
Contrato inteligente + Extensión nativa = dApp rica en funciones
En Artela, la lógica de la aplicación se puede dividir en dos partes (negocio principal y funciones mejoradas):
Este mecanismo significa que Artela tiene dos capas de ejecución que se ejecutan en sincronía. El EVM actúa como una CPU, procesando la lógica central del contrato, mientras que los Aspectos que se ejecutan en la máquina virtual WASM son como una GPU, manejando funcionalidades mejoradas sin tocar el estado de los contratos inteligentes. Tanto el EVM como los Aspectos se ejecutan en los mismos nodos y mecanismo de consenso, por lo que no hay suposiciones de confianza adicionales, compartiendo el mismo nivel de seguridad.
Volviendo a nuestra introducción inicial de Uniswap V4, similar al mecanismo Hook en Uniswap V4, los Aspectos de Artela permiten la activación en múltiples puntos del ciclo de vida del bloque y procesamiento de transacciones. Los Hooks en Artela se llaman Puntos de Unión, y el código ejecutado de un Hook se llama Aspecto, insertando dinámicamente funcionalidades en varios Puntos de Unión.
Optimizando las capacidades de dApp a través de WASM Runtime
Artela utiliza un tiempo de ejecución WASM personalizado específicamente diseñado para ejecutar Aspectos. Ofrece varias ventajas prácticas para mejorar las capacidades de la aplicación. En primer lugar, permite una ejecución eficiente de la lógica y cálculos complejos debido a sus optimizaciones de rendimiento y representación de código a nivel bajo. A través de WASM, Aspectos permite a los desarrolladores construir aplicaciones sin comprometer el rendimiento, lo cual es esencial para garantizar la escalabilidad y capacidad de respuesta de las aplicaciones descentralizadas. Además, el soporte de WASM para múltiples lenguajes de programación y su diseño modular proporcionan a los desarrolladores flexibilidad y facilidad de integración con los ecosistemas de software existentes. Dado el desarrollo y el apoyo de gigantes tecnológicos como Google, Mozilla y Apple, WASM ha visto una amplia adopción y popularidad, lo que ha dado lugar a un rico ecosistema de herramientas y recursos para desarrolladores.
Ejecución paralela: aumento de la escalabilidad de la red
Artela emplea la ejecución paralela como una solución de escalabilidad para reducir la latencia de red y mejorar el rendimiento. Artela analiza las transacciones para identificar cuáles pueden ser procesadas simultáneamente sin interferir entre sí. Al organizar estas transacciones compatibles en grupos, Artela puede ejecutar múltiples conjuntos simultáneamente, aumentando significativamente el volumen y el número de transacciones que pueden manejarse en un período dado. Este enfoque difiere de la ejecución secuencial de Ethereum, donde cada transacción se procesa una tras otra, lo que puede provocar cuellos de botella, especialmente durante períodos de alto tráfico.
La Ejecución Paralela elimina la necesidad de que las transacciones esperen tiempos prolongados para la confirmación o paguen tarifas excesivas para priorizar las transacciones. Los tiempos de confirmación más cortos contribuyen a una mayor finalidad de la transacción y benefician a las aplicaciones sensibles a la latencia, como juegos o subastas. Por ejemplo, aplicaciones como League of Legends, un popular juego de arena de batalla multijugador en línea (MOBA), exigen baja latencia para reflejar con precisión las entradas de los jugadores en menos de un segundo. De manera similar, una alta capacidad de procesamiento de transacciones es esencial para las plataformas a nivel empresarial, lo que permite a las principales redes financieras como Visa y Mastercard procesar miles de transacciones por segundo.
Es poco probable que Ethereum incorpore el procesamiento paralelo a corto plazo, ya que se centra en una estrategia centrada en rollup. Sin embargo, existe el potencial para el procesamiento paralelo dentro del ecosistema EVM, con proyectos como Monad y Eclipse explorando el procesamiento paralelo. Del mismo modo, Sei V2 busca combinar capacidades de ejecución paralela con compatibilidad EVM, permitiendo que los contratos de Ethereum se desplieguen fácilmente en Sei sin modificaciones. Este enfoque refleja la estrategia de Artela de mejorar la escalabilidad mientras garantiza la compatibilidad con el EVM.
La integración de Artela de procesamiento paralelo y Aspectos representa una mejora estratégica para su infraestructura. Esto aborda los requisitos actuales de escalabilidad y eficiencia mientras ofrece a los desarrolladores un marco flexible. Este marco permite la creación de aplicaciones descentralizadas que pueden satisfacer las demandas de varios casos de uso, como entornos de juegos dinámicos y servicios financieros de gran volumen.
Escalabilidad con Espacio de Bloque Elástico
Cuando un protocolo crece en la red Artela, puede suscribirse al Espacio de Bloque Elástico para manejar el crecimiento de usuarios y el rendimiento del protocolo. El Espacio de Bloque Elástico ofrece un espacio de bloque independiente para dApps con altos requisitos de rendimiento de transacciones, lo que les permite escalar con su crecimiento. En esencia, el espacio de bloque determina el volumen de datos que una cadena de bloques puede almacenar en cada bloque, impactando directamente el rendimiento de transacciones. Cuando las dApps experimentan un aumento en la demanda de transacciones, suscribirse al espacio de bloque elástico resulta útil para manejar eficientemente la carga aumentada sin impactar la cadena de bloques subyacente.
Un ejemplo para entender la importancia del espacio de bloque y su impacto en los costos de transacción sería el lanzamiento de los NFT Otherside de Yuga Labs, lo que llevó a un aumento brusco en los precios del gas (hasta 500 gwei). El gas total gastado en transacciones de Ethereum durante ese evento fue de 225 millones de dólares estadounidenses. La demanda de espacio de bloque superó significativamente la oferta disponible. Esto significa que los usuarios que acceden a otras aplicaciones en Ethereum también tuvieron que enfrentar tarifas de gas igualmente altas, a pesar de que solo una aplicación congestionaba la red.
Es posible aumentar la transacción por bloque en Ethereum, pero ya sabemos que actualizar el EVM requiere un largo proceso de EIP y tiempo de desarrollo. Además, la red de Ethereum asegura deliberadamente que los requisitos de hardware para la computación sigan siendo accesibles para la mayoría de los participantes. Por lo tanto, si los datos por bloque aumentan, los requisitos de almacenamiento y computación para los validadores también aumentarían, creando barreras de entrada más altas y comprometiendo potencialmente el ethos descentralizado de Ethereum.
Solana aborda este desafío con una solución distintiva: la implementación de mercados de tarifas "locales". Durante actividades como un aumento en las transacciones de intercambio o una caída de NFT, las transacciones relacionadas con la actividad específica se enfrentan a tarifas disparadas. Por ejemplo, en un lanzamiento de NFT, el emisor de NFT consumirá rápidamente el límite de unidades de cálculo (CU) por cuenta. Las transacciones posteriores deben aumentar las tarifas de prioridad para estar dentro del espacio limitado de esa cuenta. Este enfoque evita que una sola actividad monopolice el escaso espacio de bloques, limitando los picos temporales de tarifas y reduciendo la congestión en toda la red.
Artela mejora el concepto de mercados de tarifas localizadas, como se ve en Solana, al permitir que las dApps aseguren un espacio de bloque adicional para anticipar la demanda de transacciones, evitando así aumentos repentinos de tarifas en toda la red y congestión. Este enfoque no solo mitiga los impactos adversos de los picos de demanda repentinos, sino que también garantiza costos de transacción estables y eficiencia de la red. Al proporcionar un mecanismo para que las dApps escalen su espacio de bloque en respuesta a la demanda prevista, el Espacio de Bloque Elástico de Artela permite que los protocolos manejen el crecimiento de alta velocidad de los usuarios y la capacidad del protocolo. Mirando hacia el futuro, es posible ver un Aspecto que facilite un mercado de espacio de bloque, donde los equipos de dApp pueden comprar y vender espacio de bloque. Este mercado podría ofrecer paquetes que sean más rentables o convenientes para las dApps, incluyendo posiblemente opciones de tarifas con descuento al comprar espacio de bloque por adelantado, similar a los mercados de energía.
El mercado de criptomonedas está en un punto de inflexión, con demandas impulsadas por los usuarios de funcionalidades de productos en cadena que aumentan constantemente. Las limitaciones de la programabilidad en cadena se están volviendo más significativas, y sectores como DeFi de seguridad, IA criptográfica y juegos totalmente en cadena destacan la demanda de extensibilidad de programación. Artela posee ventajas únicas y potencial innovador en IA, juegos totalmente en cadena, seguridad DeFi y otras áreas. Tiene el potencial de superar desafíos que son difíciles de lograr para las cadenas de bloques EVM puras.
Prevención de explotación a través de aspectos
Un caso de uso específico para Aspect es prevenir hacks de contratos inteligentes a través de la ejecución de Aspectos en puntos de unión específicos de la transacción. Los Aspectos monitorean y rastrean la pila de llamadas, estableciendo reglas de control de riesgos que pueden detectar llamadas duplicadas, indicativas de un posible ataque de reentrada. Si se detecta un ataque, los aspectos pueden revertir la transacción maliciosa, deteniendo efectivamente el ataque y evitando cualquier pérdida de fondos.
Es poco probable que se implemente en un contrato inteligente nativo, ya que Solidity no puede acceder al contexto completo de la transacción, incluidos los cambios de estado y la pila de llamadas. Incluso si se proporcionaran datos para tal detección, los costos de gas asociados lo harían inviable.
El uso de Aspectos para implementar estrategias de seguridad como esta eleva significativamente los estándares de seguridad de la cadena de bloques. A medida que la tecnología de la cadena de bloques se adopta más ampliamente y se convierte en una plataforma para transacciones financieras a gran escala, también anticipamos que los Aspectos pueden desempeñar un papel en el desarrollo de la lógica de control de riesgos a nivel empresarial que está en la cadena. Con las soluciones actuales centradas en herramientas de gestión de riesgos fuera de la cadena, conlleva riesgos inherentes como depender de entidades externas, como oráculos o servicios de terceros, introduciendo dependencias de confianza. Al habilitar un enfoque más sólido y en la cadena para la seguridad y gestión de riesgos, los Aspectos allanan el camino para que las grandes instituciones consideren la tecnología de la cadena de bloques como un componente viable de su infraestructura tecnológica, ampliando así la adopción y utilidad de la tecnología de la cadena de bloques en aplicaciones más convencionales y críticas.
Juego completamente en cadena
Las elecciones de diseño técnico de Artela están adaptadas para respaldar el desarrollo y alojamiento de juegos totalmente en cadena en su blockchain. Los juegos totalmente en cadena pueden beneficiarse de la flexibilidad de los Aspectos y la naturaleza de alto rendimiento de la blockchain de Artela. Esto puede llevar a un diseño de juego innovador que utilice las características inherentes interoperables e inmutables de la blockchain.
Un caso de uso interesante de Aspects es la construcción de un juego en línea multijugador masivo (MMO) que tenga un entorno de mundo persistente. Inspirándose en los MMO tradicionales como Eve Online, que reunió a 50 millones de jugadores, demostró la demanda de narrativas y economías impulsadas por los jugadores en un entorno de sandbox. Los juegos completamente en cadena podrían llevar este concepto aún más lejos al incrustar permanentemente las acciones de cada jugador y sus consecuencias directamente en la cadena de bloques.
Sin embargo, dadas la personalización y las limitaciones de procesamiento de transacciones inherentes en la EVM, muchos estudios de juegos de blockchain adoptan enfoques que mantienen completamente su lógica de juego fuera de la cadena mientras incorporan componentes en cadena como NFT o tokens, o adoptan un modelo híbrido en cadena/fuera de la cadena. Para optimizar el desarrollo de un juego completamente en cadena, se necesitan dos factores clave: (1) capacidades para incluir funcionalidades avanzadas en la lógica del juego, y (2) garantizar una baja latencia para ofrecer una experiencia de usuario fluida.
Volviendo al ejemplo de los mundos persistentes, los Aspectos pueden automatizar los cambios de estado del juego desencadenados por las acciones de un jugador. Tomemos un juego multijugador en línea donde las acciones de un jugador desencadenan cambios en el mapa o entorno del juego. Esto requiere que el estado del juego se actualice automáticamente en intervalos predefinidos. El desafío radica en que para lograr esto, la demanda computacional puede volverse imposible. La utilización por parte de Artela de la máquina virtual WASM supera eficazmente las limitaciones computacionales inherentes a la EVM. Al delegar la lógica específica y las actualizaciones de estado a WASM, la EVM puede centrarse en funcionalidades más simples como la transferencia de NFT y tokens. Esta eficiencia permite que los mundos persistentes en cadena ejecuten de forma autónoma cálculos y actualizaciones por lotes sin comprometer la jugabilidad o la velocidad de las transacciones. Como resultado de la naturaleza eficiente del entorno de ejecución de WASM, se abre la posibilidad de más géneros de juegos totalmente en cadena que requieren baja latencia.
Inteligencia Artificial
Las tecnologías de inteligencia artificial y blockchain tienen sinergias prometedoras, especialmente en la mejora de la seguridad y transparencia de los datos. El aprendizaje automático de conocimiento cero (zkML) aplica pruebas de conocimiento cero al aprendizaje automático, permitiendo la verificación de cálculos o predicciones sin exponer datos subyacentes o detalles del modelo. Como destaca Vitalik Buterin, "Los dispositivos criptográficos, especialmente los de propósito general como ZK-SNARKs y MPC, tienen una alta sobrecarga". Modulus Labs ilustra aún más este desafío, indicando que los procesos zkML son más de mil veces más intensivos en recursos que los cálculos directos, mientras que el tiempo promedio de generación de pruebas utilizando RISC Zero es de 173 segundos. Similar a Risc Zero, Artela podría utilizar WASM para aumentar la velocidad de ejecución de algoritmos de aprendizaje automático complejos y gestionar grandes conjuntos de datos. A pesar de estos avances, se reconoce que, incluso con las optimizaciones de WASM, el tiempo promedio de generación de pruebas sigue siendo sustancial, y los costos asociados siguen desafiando la viabilidad de implementar zkML como solución competitiva.
Sin embargo, Artela introduce un marco innovador denominado "Aspectos Heterogéneos" para abordar estas limitaciones. El Aspecto Heterogéneo aprovecha la diversidad de recursos informáticos y el acceso a la red para potencialmente optimizar la ejecución de operaciones criptográficas, como las involucradas en zkML. Al permitir una distribución y procesamiento más eficientes de estas tareas computacionalmente exigentes, los Aspectos Heterogéneos podrían reducir significativamente los costos operativos asociados con las demostraciones de conocimiento cero y la MPC.
Aunque el Aspecto Heterogéneo es un concepto incipiente, su potencial para mejorar la eficiencia de los cálculos zkML y reducir las barreras para la implementación sugiere un camino prometedor para la integración de modelos de IA en plataformas blockchain, mejorando así la accesibilidad y viabilidad de estas tecnologías para una gama más amplia de casos de uso.
En resumen, Artela proporciona a los desarrolladores una plataforma propicia para la innovación rápida y la adaptabilidad en el desarrollo de blockchain. Su incorporación de extensiones nativas y programación de Aspectos le permite superar las limitaciones de EVM, facilitando una amplia gama de aplicaciones prácticas. El rendimiento y la extensibilidad ofrecidos por los Aspectos ejecutados a través de WASM presentan una solución competitiva comparable a las cadenas de aplicaciones, al tiempo que permiten el acceso a aplicaciones y herramientas basadas en EVM. Además, la composabilidad de los Aspectos agiliza el desarrollo de dApp al otorgar a los desarrolladores acceso a una biblioteca de funcionalidades preexistentes y la capacidad de crear nuevas funciones a nivel de capa base, imitando la funcionalidad de los proveedores de servicios de terceros dentro de una sola aplicación. Dadas estas ventajas prácticas, anticipamos un crecimiento significativo en el ecosistema de desarrolladores de Artela.
Artela ha recaudado más de $6 millones en financiamiento de la ronda inicial, liderado por Shima Capital, con la participación de Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital y otros.
Un agradecimiento especial al equipo de Artela por sus valiosos conocimientos y contribuciones al artículo. Para obtener más información sobre Artela, haz clic aquí.
Aves Lair: VC de etapa inicial global con un ecosistema donde se reúnen visionarios, startups innovadoras, líderes de la industria, científicos e inversores para dar paso a una nueva ola de innovación en la industria de Web3.
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Artela es una red de blockchain extensible de capa 1 construida para que los desarrolladores creen aplicaciones modulares, ricas en funciones, escalables y personalizables en un entorno compatible con EVM. Artela promueve una solución llamada "EVM++", donde "++" representa que Artela romperá las limitaciones del EVM desde perspectivas de escalabilidad y extensibilidad, brindando a los desarrolladores más posibilidades nativas de la cadena.
El EVM se ha convertido en el marco estándar para desarrollar aplicaciones descentralizadas (dApps) y es ampliamente adoptado en varias cadenas de contratos inteligentes, comúnmente conocidas como cadenas compatibles con EVM. Sin embargo, las máquinas virtuales como el EVM están optimizadas para casos de uso específicos, lo que puede limitar la flexibilidad de los desarrolladores en el diseño de aplicaciones. Por ejemplo, el EVM prioriza la seguridad y la accesibilidad, apuntando a la estabilidad de la red. Ampliar la funcionalidad del EVM requiere aprobación a través del proceso de Propuesta de Mejora de Ethereum (EIP), gestionado por la Fundación Ethereum. Este proceso, que puede llevar tiempo, ralentiza la tasa de innovación al limitar la capacidad de los desarrolladores para modificar o crear libremente ciertos componentes a nivel de usuario.
Los desarrolladores que buscan evitar estas restricciones han recurrido a crear cadenas específicas de aplicaciones (app-chains) para ampliar funcionalidades. Si bien este enfoque permite una mayor personalización, los desarrolladores no solo enfrentan mayores costos de desarrollo y operativos, sino que también pierden en la composabilidad on-chain. Mientras que otras alternativas como MoveVM y FuelVM tienen como objetivo ofrecer máquinas virtuales (VMs) superiores a EVM, la transición a estas plataformas podría implicar costos de cambio para los desarrolladores acostumbrados al entorno de EVM. Además, lograr el mismo nivel de madurez en el ecosistema que EVM podría llevar mucho tiempo debido a la pérdida de composabilidad con las herramientas de desarrollo existentes y las aplicaciones basadas en EVM que actualmente acumulan la mayoría de la liquidez bloqueada.
Artela tiene como objetivo ampliar la funcionalidad de EVM abordando sus limitaciones actuales en personalización sin necesidad de que las dApps tengan que comprometerse u operar en appchains fragmentadas. Presentando la 'Programación de Aspectos', Artela permite a los desarrolladores crear extensiones nativas, o 'Aspectos', ejecutando código personalizado dentro de un entorno de tiempo de ejecución WebAssembly (WASM). Al aprovechar WASM para la extensibilidad de EVM, los desarrolladores pueden construir aplicaciones prácticas sin sacrificar el rendimiento y los beneficios de estar en EVM.
Además, Artela aborda los desafíos de rendimiento inherentes a EVM mediante la implementación de la ejecución en paralelo, facilitando el procesamiento simultáneo de múltiples transacciones. Esto mejora significativamente la capacidad de procesamiento y escalabilidad, especialmente durante períodos de uso máximo. Los desarrolladores se benefician de esta característica, ya que optimiza la utilización de recursos y mejora la velocidad de las transacciones. Además, Artela mitiga la congestión de red con Elastic Block Space, permitiendo que las dApps a gran escala se suscriban a espacios de bloques independientes, aliviando así el impacto de congestión y asegurando escalabilidad sin necesidad de una appchain.
Ahora que hemos delineado los desafíos que Artela está abordando a través de sus elecciones de diseño técnico, el artículo profundizará en estos aspectos.
¿Qué es una Extensión?
Una extensión es un módulo de software que amplía o mejora las funcionalidades de las aplicaciones. En el contexto de los sistemas operativos, los sistemas operativos generales distinguen entre el modo kernel y el modo usuario, con las aplicaciones de usuario que típicamente se ejecutan en el modo usuario, utilizando funcionalidades proporcionadas por los programas de modo kernel. Sin embargo, el Mac OS X permite a los desarrolladores de aplicaciones implementar programas de forma autónoma en el modo kernel para expandir las funcionalidades del kernel, sin necesidad de que el equipo central de MacOS X encapsule funcionalidades basadas en las necesidades generales de los desarrolladores. Los mecanismos centrales proporcionados por Mac OS X son las 'Extensiones de Kernel' y las 'Extensiones de Sistema'. Estos dos tipos de extensiones permiten a los desarrolladores desarrollar extensiones de kernel bajo ciertos modos de seguridad, utilizando funcionalidades de mayor privilegio para desarrollar características que las aplicaciones puras de modo usuario no pueden lograr.
Funcionalidad Específica de la Aplicación a través del Lente de Ganchos Uniswap v4
Similar a cómo Mac OS X extiende la funcionalidad de la aplicación a través de extensiones de kernel, Uniswap v4 introduce la funcionalidad de gancho, que amplía la funcionalidad de la aplicación Uniswap. Los ganchos proporcionan a los desarrolladores la capacidad de agregar funciones personalizadas en etapas específicas dentro de los grupos de intercambio. Esta funcionalidad mejora significativamente la flexibilidad operativa y la libertad, permitiendo a los desarrolladores ejecutar acciones como establecer órdenes límite en cadena antes de que comiencen las operaciones, extraer comisiones de transacción para transacciones de intercambio y retiros de liquidez, y permitir a los titulares de LP ganar ingresos adicionales de MEV. La introducción de la funcionalidad de gancho amplía el ámbito de posibilidades dentro de los grupos de intercambio, facilitando la creación de extensiones personalizadas para satisfacer diversas necesidades de los usuarios.
A pesar del potencial de las características de Uniswap v4, aún no se ha operacionalizado por completo. Si bien los hooks permiten funcionalidades personalizadas, la tasa de innovación todavía está restringida por las limitaciones de la Máquina Virtual Ethereum (EVM). Volviendo al ejemplo de los modos 'kernel' y 'usuario', para aumentar aún más sus capacidades, los desarrolladores deben esperar actualizaciones a través del proceso de Propuesta de Mejora de Ethereum, que supervisa la Fundación Ethereum.
Extensiones Nativas de Artela
Inspirado en la arquitectura del sistema Mac OS X, el equipo de Artela propuso que además de admitir 'contratos inteligentes' en el protocolo de blockchain, los Aspectos, que son similares a las extensiones del kernel, son extensiones nativas en la blockchain de Artela. Lo siguiente es cómo un Aspecto puede extender la funcionalidad al EVM:
Al utilizar Aspectos, los desarrolladores de aplicaciones pueden personalizar las funcionalidades subyacentes que necesitan para sus aplicaciones sin tener que esperar a que el equipo principal las encapsule. Dada su capacidad de composición, los desarrolladores de aplicaciones pueden utilizar Aspectos preconstruidos para construir una aplicación rica en funciones en Artela. El equipo de Artela resume este paradigma como el paradigma de Extensión Nativa.
Además, dado que los Aspectos pueden acceder a las API a nivel de sistema en la capa base, pueden integrar de forma nativa características fundamentales como la funcionalidad de automatización sin depender de un tercero como Chainlink. Esta capacidad de extensibilidad nativa de la cadena reduce las compensaciones de confianza y coste asociadas con la introducción de proveedores de servicios de terceros en la red. Al utilizar un servicio de terceros como una red de mantenimiento de automatización para ejecutar tareas en la cadena, se introducen costes adicionales para los usuarios y se reduce la confianza debido a la dependencia de una parte externa. Los Aspectos pueden proporcionar la funcionalidad de automatización de forma nativa, donde WASM puede ser activado durante una transacción o ejecución de bloque, mientras que el Aspecto puede ser programado para ejecutar tareas predeterminadas en una altura de bloque específica. Al extender esta funcionalidad directamente a la capa base, la captura de valor fluye directamente a través de la cadena de bloques, ya que hay más solicitudes de gas.
La funcionalidad de automatización es solo un ejemplo de las aplicaciones prácticas de la programación de Aspecto de Artela. Su solución EVM+WASM mejora en última instancia la funcionalidad de dApp a través de WASM mientras mantiene la composabilidad con EVM.
Personalización de la funcionalidad:
Contrato inteligente + Extensión nativa = dApp rica en funciones
En Artela, la lógica de la aplicación se puede dividir en dos partes (negocio principal y funciones mejoradas):
Este mecanismo significa que Artela tiene dos capas de ejecución que se ejecutan en sincronía. El EVM actúa como una CPU, procesando la lógica central del contrato, mientras que los Aspectos que se ejecutan en la máquina virtual WASM son como una GPU, manejando funcionalidades mejoradas sin tocar el estado de los contratos inteligentes. Tanto el EVM como los Aspectos se ejecutan en los mismos nodos y mecanismo de consenso, por lo que no hay suposiciones de confianza adicionales, compartiendo el mismo nivel de seguridad.
Volviendo a nuestra introducción inicial de Uniswap V4, similar al mecanismo Hook en Uniswap V4, los Aspectos de Artela permiten la activación en múltiples puntos del ciclo de vida del bloque y procesamiento de transacciones. Los Hooks en Artela se llaman Puntos de Unión, y el código ejecutado de un Hook se llama Aspecto, insertando dinámicamente funcionalidades en varios Puntos de Unión.
Optimizando las capacidades de dApp a través de WASM Runtime
Artela utiliza un tiempo de ejecución WASM personalizado específicamente diseñado para ejecutar Aspectos. Ofrece varias ventajas prácticas para mejorar las capacidades de la aplicación. En primer lugar, permite una ejecución eficiente de la lógica y cálculos complejos debido a sus optimizaciones de rendimiento y representación de código a nivel bajo. A través de WASM, Aspectos permite a los desarrolladores construir aplicaciones sin comprometer el rendimiento, lo cual es esencial para garantizar la escalabilidad y capacidad de respuesta de las aplicaciones descentralizadas. Además, el soporte de WASM para múltiples lenguajes de programación y su diseño modular proporcionan a los desarrolladores flexibilidad y facilidad de integración con los ecosistemas de software existentes. Dado el desarrollo y el apoyo de gigantes tecnológicos como Google, Mozilla y Apple, WASM ha visto una amplia adopción y popularidad, lo que ha dado lugar a un rico ecosistema de herramientas y recursos para desarrolladores.
Ejecución paralela: aumento de la escalabilidad de la red
Artela emplea la ejecución paralela como una solución de escalabilidad para reducir la latencia de red y mejorar el rendimiento. Artela analiza las transacciones para identificar cuáles pueden ser procesadas simultáneamente sin interferir entre sí. Al organizar estas transacciones compatibles en grupos, Artela puede ejecutar múltiples conjuntos simultáneamente, aumentando significativamente el volumen y el número de transacciones que pueden manejarse en un período dado. Este enfoque difiere de la ejecución secuencial de Ethereum, donde cada transacción se procesa una tras otra, lo que puede provocar cuellos de botella, especialmente durante períodos de alto tráfico.
La Ejecución Paralela elimina la necesidad de que las transacciones esperen tiempos prolongados para la confirmación o paguen tarifas excesivas para priorizar las transacciones. Los tiempos de confirmación más cortos contribuyen a una mayor finalidad de la transacción y benefician a las aplicaciones sensibles a la latencia, como juegos o subastas. Por ejemplo, aplicaciones como League of Legends, un popular juego de arena de batalla multijugador en línea (MOBA), exigen baja latencia para reflejar con precisión las entradas de los jugadores en menos de un segundo. De manera similar, una alta capacidad de procesamiento de transacciones es esencial para las plataformas a nivel empresarial, lo que permite a las principales redes financieras como Visa y Mastercard procesar miles de transacciones por segundo.
Es poco probable que Ethereum incorpore el procesamiento paralelo a corto plazo, ya que se centra en una estrategia centrada en rollup. Sin embargo, existe el potencial para el procesamiento paralelo dentro del ecosistema EVM, con proyectos como Monad y Eclipse explorando el procesamiento paralelo. Del mismo modo, Sei V2 busca combinar capacidades de ejecución paralela con compatibilidad EVM, permitiendo que los contratos de Ethereum se desplieguen fácilmente en Sei sin modificaciones. Este enfoque refleja la estrategia de Artela de mejorar la escalabilidad mientras garantiza la compatibilidad con el EVM.
La integración de Artela de procesamiento paralelo y Aspectos representa una mejora estratégica para su infraestructura. Esto aborda los requisitos actuales de escalabilidad y eficiencia mientras ofrece a los desarrolladores un marco flexible. Este marco permite la creación de aplicaciones descentralizadas que pueden satisfacer las demandas de varios casos de uso, como entornos de juegos dinámicos y servicios financieros de gran volumen.
Escalabilidad con Espacio de Bloque Elástico
Cuando un protocolo crece en la red Artela, puede suscribirse al Espacio de Bloque Elástico para manejar el crecimiento de usuarios y el rendimiento del protocolo. El Espacio de Bloque Elástico ofrece un espacio de bloque independiente para dApps con altos requisitos de rendimiento de transacciones, lo que les permite escalar con su crecimiento. En esencia, el espacio de bloque determina el volumen de datos que una cadena de bloques puede almacenar en cada bloque, impactando directamente el rendimiento de transacciones. Cuando las dApps experimentan un aumento en la demanda de transacciones, suscribirse al espacio de bloque elástico resulta útil para manejar eficientemente la carga aumentada sin impactar la cadena de bloques subyacente.
Un ejemplo para entender la importancia del espacio de bloque y su impacto en los costos de transacción sería el lanzamiento de los NFT Otherside de Yuga Labs, lo que llevó a un aumento brusco en los precios del gas (hasta 500 gwei). El gas total gastado en transacciones de Ethereum durante ese evento fue de 225 millones de dólares estadounidenses. La demanda de espacio de bloque superó significativamente la oferta disponible. Esto significa que los usuarios que acceden a otras aplicaciones en Ethereum también tuvieron que enfrentar tarifas de gas igualmente altas, a pesar de que solo una aplicación congestionaba la red.
Es posible aumentar la transacción por bloque en Ethereum, pero ya sabemos que actualizar el EVM requiere un largo proceso de EIP y tiempo de desarrollo. Además, la red de Ethereum asegura deliberadamente que los requisitos de hardware para la computación sigan siendo accesibles para la mayoría de los participantes. Por lo tanto, si los datos por bloque aumentan, los requisitos de almacenamiento y computación para los validadores también aumentarían, creando barreras de entrada más altas y comprometiendo potencialmente el ethos descentralizado de Ethereum.
Solana aborda este desafío con una solución distintiva: la implementación de mercados de tarifas "locales". Durante actividades como un aumento en las transacciones de intercambio o una caída de NFT, las transacciones relacionadas con la actividad específica se enfrentan a tarifas disparadas. Por ejemplo, en un lanzamiento de NFT, el emisor de NFT consumirá rápidamente el límite de unidades de cálculo (CU) por cuenta. Las transacciones posteriores deben aumentar las tarifas de prioridad para estar dentro del espacio limitado de esa cuenta. Este enfoque evita que una sola actividad monopolice el escaso espacio de bloques, limitando los picos temporales de tarifas y reduciendo la congestión en toda la red.
Artela mejora el concepto de mercados de tarifas localizadas, como se ve en Solana, al permitir que las dApps aseguren un espacio de bloque adicional para anticipar la demanda de transacciones, evitando así aumentos repentinos de tarifas en toda la red y congestión. Este enfoque no solo mitiga los impactos adversos de los picos de demanda repentinos, sino que también garantiza costos de transacción estables y eficiencia de la red. Al proporcionar un mecanismo para que las dApps escalen su espacio de bloque en respuesta a la demanda prevista, el Espacio de Bloque Elástico de Artela permite que los protocolos manejen el crecimiento de alta velocidad de los usuarios y la capacidad del protocolo. Mirando hacia el futuro, es posible ver un Aspecto que facilite un mercado de espacio de bloque, donde los equipos de dApp pueden comprar y vender espacio de bloque. Este mercado podría ofrecer paquetes que sean más rentables o convenientes para las dApps, incluyendo posiblemente opciones de tarifas con descuento al comprar espacio de bloque por adelantado, similar a los mercados de energía.
El mercado de criptomonedas está en un punto de inflexión, con demandas impulsadas por los usuarios de funcionalidades de productos en cadena que aumentan constantemente. Las limitaciones de la programabilidad en cadena se están volviendo más significativas, y sectores como DeFi de seguridad, IA criptográfica y juegos totalmente en cadena destacan la demanda de extensibilidad de programación. Artela posee ventajas únicas y potencial innovador en IA, juegos totalmente en cadena, seguridad DeFi y otras áreas. Tiene el potencial de superar desafíos que son difíciles de lograr para las cadenas de bloques EVM puras.
Prevención de explotación a través de aspectos
Un caso de uso específico para Aspect es prevenir hacks de contratos inteligentes a través de la ejecución de Aspectos en puntos de unión específicos de la transacción. Los Aspectos monitorean y rastrean la pila de llamadas, estableciendo reglas de control de riesgos que pueden detectar llamadas duplicadas, indicativas de un posible ataque de reentrada. Si se detecta un ataque, los aspectos pueden revertir la transacción maliciosa, deteniendo efectivamente el ataque y evitando cualquier pérdida de fondos.
Es poco probable que se implemente en un contrato inteligente nativo, ya que Solidity no puede acceder al contexto completo de la transacción, incluidos los cambios de estado y la pila de llamadas. Incluso si se proporcionaran datos para tal detección, los costos de gas asociados lo harían inviable.
El uso de Aspectos para implementar estrategias de seguridad como esta eleva significativamente los estándares de seguridad de la cadena de bloques. A medida que la tecnología de la cadena de bloques se adopta más ampliamente y se convierte en una plataforma para transacciones financieras a gran escala, también anticipamos que los Aspectos pueden desempeñar un papel en el desarrollo de la lógica de control de riesgos a nivel empresarial que está en la cadena. Con las soluciones actuales centradas en herramientas de gestión de riesgos fuera de la cadena, conlleva riesgos inherentes como depender de entidades externas, como oráculos o servicios de terceros, introduciendo dependencias de confianza. Al habilitar un enfoque más sólido y en la cadena para la seguridad y gestión de riesgos, los Aspectos allanan el camino para que las grandes instituciones consideren la tecnología de la cadena de bloques como un componente viable de su infraestructura tecnológica, ampliando así la adopción y utilidad de la tecnología de la cadena de bloques en aplicaciones más convencionales y críticas.
Juego completamente en cadena
Las elecciones de diseño técnico de Artela están adaptadas para respaldar el desarrollo y alojamiento de juegos totalmente en cadena en su blockchain. Los juegos totalmente en cadena pueden beneficiarse de la flexibilidad de los Aspectos y la naturaleza de alto rendimiento de la blockchain de Artela. Esto puede llevar a un diseño de juego innovador que utilice las características inherentes interoperables e inmutables de la blockchain.
Un caso de uso interesante de Aspects es la construcción de un juego en línea multijugador masivo (MMO) que tenga un entorno de mundo persistente. Inspirándose en los MMO tradicionales como Eve Online, que reunió a 50 millones de jugadores, demostró la demanda de narrativas y economías impulsadas por los jugadores en un entorno de sandbox. Los juegos completamente en cadena podrían llevar este concepto aún más lejos al incrustar permanentemente las acciones de cada jugador y sus consecuencias directamente en la cadena de bloques.
Sin embargo, dadas la personalización y las limitaciones de procesamiento de transacciones inherentes en la EVM, muchos estudios de juegos de blockchain adoptan enfoques que mantienen completamente su lógica de juego fuera de la cadena mientras incorporan componentes en cadena como NFT o tokens, o adoptan un modelo híbrido en cadena/fuera de la cadena. Para optimizar el desarrollo de un juego completamente en cadena, se necesitan dos factores clave: (1) capacidades para incluir funcionalidades avanzadas en la lógica del juego, y (2) garantizar una baja latencia para ofrecer una experiencia de usuario fluida.
Volviendo al ejemplo de los mundos persistentes, los Aspectos pueden automatizar los cambios de estado del juego desencadenados por las acciones de un jugador. Tomemos un juego multijugador en línea donde las acciones de un jugador desencadenan cambios en el mapa o entorno del juego. Esto requiere que el estado del juego se actualice automáticamente en intervalos predefinidos. El desafío radica en que para lograr esto, la demanda computacional puede volverse imposible. La utilización por parte de Artela de la máquina virtual WASM supera eficazmente las limitaciones computacionales inherentes a la EVM. Al delegar la lógica específica y las actualizaciones de estado a WASM, la EVM puede centrarse en funcionalidades más simples como la transferencia de NFT y tokens. Esta eficiencia permite que los mundos persistentes en cadena ejecuten de forma autónoma cálculos y actualizaciones por lotes sin comprometer la jugabilidad o la velocidad de las transacciones. Como resultado de la naturaleza eficiente del entorno de ejecución de WASM, se abre la posibilidad de más géneros de juegos totalmente en cadena que requieren baja latencia.
Inteligencia Artificial
Las tecnologías de inteligencia artificial y blockchain tienen sinergias prometedoras, especialmente en la mejora de la seguridad y transparencia de los datos. El aprendizaje automático de conocimiento cero (zkML) aplica pruebas de conocimiento cero al aprendizaje automático, permitiendo la verificación de cálculos o predicciones sin exponer datos subyacentes o detalles del modelo. Como destaca Vitalik Buterin, "Los dispositivos criptográficos, especialmente los de propósito general como ZK-SNARKs y MPC, tienen una alta sobrecarga". Modulus Labs ilustra aún más este desafío, indicando que los procesos zkML son más de mil veces más intensivos en recursos que los cálculos directos, mientras que el tiempo promedio de generación de pruebas utilizando RISC Zero es de 173 segundos. Similar a Risc Zero, Artela podría utilizar WASM para aumentar la velocidad de ejecución de algoritmos de aprendizaje automático complejos y gestionar grandes conjuntos de datos. A pesar de estos avances, se reconoce que, incluso con las optimizaciones de WASM, el tiempo promedio de generación de pruebas sigue siendo sustancial, y los costos asociados siguen desafiando la viabilidad de implementar zkML como solución competitiva.
Sin embargo, Artela introduce un marco innovador denominado "Aspectos Heterogéneos" para abordar estas limitaciones. El Aspecto Heterogéneo aprovecha la diversidad de recursos informáticos y el acceso a la red para potencialmente optimizar la ejecución de operaciones criptográficas, como las involucradas en zkML. Al permitir una distribución y procesamiento más eficientes de estas tareas computacionalmente exigentes, los Aspectos Heterogéneos podrían reducir significativamente los costos operativos asociados con las demostraciones de conocimiento cero y la MPC.
Aunque el Aspecto Heterogéneo es un concepto incipiente, su potencial para mejorar la eficiencia de los cálculos zkML y reducir las barreras para la implementación sugiere un camino prometedor para la integración de modelos de IA en plataformas blockchain, mejorando así la accesibilidad y viabilidad de estas tecnologías para una gama más amplia de casos de uso.
En resumen, Artela proporciona a los desarrolladores una plataforma propicia para la innovación rápida y la adaptabilidad en el desarrollo de blockchain. Su incorporación de extensiones nativas y programación de Aspectos le permite superar las limitaciones de EVM, facilitando una amplia gama de aplicaciones prácticas. El rendimiento y la extensibilidad ofrecidos por los Aspectos ejecutados a través de WASM presentan una solución competitiva comparable a las cadenas de aplicaciones, al tiempo que permiten el acceso a aplicaciones y herramientas basadas en EVM. Además, la composabilidad de los Aspectos agiliza el desarrollo de dApp al otorgar a los desarrolladores acceso a una biblioteca de funcionalidades preexistentes y la capacidad de crear nuevas funciones a nivel de capa base, imitando la funcionalidad de los proveedores de servicios de terceros dentro de una sola aplicación. Dadas estas ventajas prácticas, anticipamos un crecimiento significativo en el ecosistema de desarrolladores de Artela.
Artela ha recaudado más de $6 millones en financiamiento de la ronda inicial, liderado por Shima Capital, con la participación de Aves Lair, A&T Capital, Big Brain Holdings, SevenX Ventures, Dispersion Capital, Amino Capital y otros.
Un agradecimiento especial al equipo de Artela por sus valiosos conocimientos y contribuciones al artículo. Para obtener más información sobre Artela, haz clic aquí.
Aves Lair: VC de etapa inicial global con un ecosistema donde se reúnen visionarios, startups innovadoras, líderes de la industria, científicos e inversores para dar paso a una nueva ola de innovación en la industria de Web3.