arquitectura

La arquitectura de Cartesi, al implementar cálculos fuera de la cadena en un entorno Linux, hábilmente supera la brecha entre el desarrollo de software tradicional y la tecnología blockchain. Esta innovadora arquitectura consta de los siguientes componentes clave:

Máquina Cartesi

Arquitectura RISC-V

La Máquina Cartesi simula una CPU RISC-V, que es una arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) simple y modular, muy adecuada para verificación formal y cálculos de bajo nivel. Este ISA es la base del hardware virtual de la Máquina Cartesi.

Integrado con el núcleo de Linux (Linux Kernel)

La Máquina Cartesi ejecuta un sistema operativo Linux completo, lo que permite a los desarrolladores utilizar herramientas, bibliotecas y lenguajes de programación estándar de Linux. Esta integración se logra mediante la compilación cruzada de software de Linux en la arquitectura RISC-V. Esto hace que la Máquina Cartesi sea efectivamente una computadora virtual basada en Linux que se ejecuta fuera de la cadena.

Ejecución determinista

La Máquina Cartesi tiene la característica de una ejecución determinista, lo que significa que independientemente del entorno de ejecución, la misma entrada siempre producirá la misma salida. Esta determinación es crucial para la reproducibilidad del cálculo fuera de la cadena, lo que permite a otros verificar los resultados sin la necesidad de confianza.

Interacción fuera y dentro de la cadena

La máquina Cartesi interactúa con una serie de contratos inteligentes y componentes en cadena. Estos contratos son responsables de enviar datos a la máquina Cartesi, activar cálculos y recuperar resultados. Esta arquitectura permite la realización de cálculos complejos fuera de la cadena, anclando solo los datos necesarios en la cadena, lo que reduce significativamente los costos de gas y mejora la eficiencia general.

Cadena lateral Noether

Noether es una cadena lateral especializada que se utiliza para garantizar la disponibilidad de los datos utilizados en la computación fuera de la cadena. Esta capa de disponibilidad de datos es importante porque la computación de Cartesi Machine fuera de la cadena se basa en datos a los que pueden acceder todas las partes implicadas. Noether utiliza un mecanismo de prueba de participación para mantener su red, donde los stakers proporcionan y validan el almacenamiento de datos.

A diferencia del almacenamiento de datos permanente en la cadena de bloques tradicional, Noether está optimizado para el almacenamiento temporal. Este diseño es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren el almacenamiento a corto plazo de grandes conjuntos de datos, como tareas de cálculo fuera de la cadena. Los datos pueden descartarse después de su uso, lo que reduce significativamente los costos de almacenamiento.

En resumen, Noether se dedica a gestionar la disponibilidad de datos de manera descentralizada, garantizando que los datos no estén bajo el control de una única entidad. Esto se logra a través de una red de nodos que almacenan y proporcionan los datos necesarios para las aplicaciones de Cartesi.

protocol

El protocolo Cartesi implementa cálculos fuera de la cadena seguros y verificables, al tiempo que mantiene la integridad y seguridad de la cadena de bloques.

Marco Descartes

El marco de Descartes permite a los desarrolladores ejecutar cálculos complejos fuera de la cadena utilizando Cartesi Machine. Asegura que los resultados de estos cálculos sean reproducibles y verificables. Descartes maneja el entorno de ejecución donde se procesa la entrada dentro de Cartesi Machine y se envían los resultados de vuelta a la cadena de bloques.

Descartes incluye un mecanismo de resolución de controversias donde, si los participantes cuestionan el resultado del cálculo, el protocolo de Cartesi puede descomponer el cálculo en pasos más pequeños que se pueden verificar individualmente en la cadena. Este proceso garantiza que cualquier resultado incorrecto pueda ser detectado y corregido sin necesidad de volver a ejecutar todo el cálculo en la cadena.

Cálculos verificables

Los resultados generados por la Máquina Cartesi están anclados a la cadena de bloques a través de pruebas criptográficas. Estas pruebas permiten a cualquiera de las partes verificar que el cómputo se realizó correctamente sin tener que confiar en el ejecutante original.

Rollups

Cartesi utiliza la tecnología rollup para agregar múltiples transacciones o cálculos en una sola transacción en la cadena. Esto reduce la carga de la cadena de bloques y permite una mayor capacidad de procesamiento. Rollup ayuda a mantener la seguridad de la capa base (como Ethereum) mientras descarga el trabajo de cálculo en la Máquina Cartesi.

Cartesi admite Optimistic Rollup y ZK Rollup. Optimistic Rollup asume que todas las transacciones son válidas y solo las verifica en la cadena en caso de disputa. ZK Rollup utiliza pruebas criptográficas para garantizar la validez de cada lote de transacciones. Ambas tecnologías de Rollup ofrecen soluciones para problemas de escalabilidad al reducir la cantidad de datos procesados y almacenados en la cadena.

Punto brillante

• Cartesi Machine: Emula una CPU RISC-V con un sistema operativo Linux, lo que permite a los desarrolladores realizar cálculos fuera de la cadena utilizando lenguajes y herramientas de programación estándar.
• Ejecución determinista: garantiza la reproducibilidad del cálculo, permitiendo resultados verificables y sin confianza.
• Interacciones dentro y fuera de la cadena: Los contratos inteligentes gestionan los envíos de datos y los resultados de los cálculos para optimizar el uso y la eficiencia del gas.
• Cadena lateral Noether: Gestione la disponibilidad de datos mediante una red descentralizada, optimizada para el almacenamiento de datos efímeros para reducir costes.
• Rollup: admite Rollup optimista y Rollup de conocimiento cero, mejorando la escalabilidad al agregar múltiples transacciones en una sola transacción en la cadena.