Autor: Kyrian Alex

Compilado por: Blockchain vernáculo

 

La necesidad de soluciones escalables en la tecnología blockchain ha sido durante mucho tiempo un tema muy debatido. Como todos sabemos, a medida que las redes blockchain se expanden, las transacciones por segundo (TPS) se convierten en un tema crítico. La capacidad actual de las principales cadenas de bloques como Bitcoin y Ethereum es insuficiente para manejar los volúmenes de transacciones necesarios para una adopción generalizada.

Por ejemplo, Bitcoin procesa alrededor de 7 transacciones por segundo, mientras que Ethereum maneja alrededor de 15. En comparación, Visa procesa alrededor de 1.700 transacciones por segundo en promedio. Sin soluciones de escala, blockchain no puede competir con los sistemas financieros tradicionales y lograr una adopción masiva.

Entonces, ¿qué pasa si miramos el costo de las transacciones reales?

Esto también es cierto... a medida que más y más personas usan blockchain al mismo tiempo, las tarifas de transacción se vuelven muy costosas y las horas pico obstaculizan a los usuarios y hacen que las pequeñas transacciones no sean prácticas. Por ejemplo, durante el auge de DeFi de 2020 y 2021, las tarifas del gas de Ethereum se dispararon, encareciendo incluso las transacciones pequeñas.

Entonces, ¿cómo solucionamos este problema? Resolvemos este problema introduciendo una solución de extensión.

Las soluciones de escalamiento son tecnologías diseñadas para aumentar la capacidad y la eficiencia de las redes blockchain para manejar mayores volúmenes de transacciones. El objetivo principal de la solución de escalamiento es aumentar el rendimiento de la red, o transacciones por segundo (TPS), mientras se mantiene o mejora la seguridad, la descentralización y la rentabilidad.

Las soluciones de escalamiento son fundamentales para reducir los costos de transacción y permitir que la tecnología blockchain sea aceptada por una gama más amplia de usuarios para su uso diario. Los tiempos de transacción lentos y las tarifas elevadas degradan la experiencia del usuario, disuaden a nuevos usuarios de unirse y limitan la usabilidad de las aplicaciones descentralizadas (DApps).

Para atraer y retener usuarios, las redes blockchain deben proporcionar transacciones fluidas, rápidas y rentables, lo que se puede lograr mediante soluciones de escalamiento efectivas.

Hoy exploraremos cómo las diferentes redes abordan estos desafíos, comparando específicamente zk Rollups en Ethereum y zk Compression en Solana. Ambas tecnologías apuntan a mejorar la escalabilidad, pero lo hacen de diferentes maneras, reflejando las filosofías de diseño únicas y las prioridades de sus respectivos ecosistemas.

1. ¿Qué son los paquetes acumulativos de ZK?

ZK Rollups es una solución de escalamiento L2 que aumenta la escalabilidad de blockchain al migrar el cálculo y el estado fuera de la cadena mientras empaqueta los datos de las transacciones en lotes para su almacenamiento en la cadena.

Utilizan pruebas criptográficas llamadas pruebas de conocimiento cero para demostrar la validez de estas transacciones empaquetadas sin revelar los datos reales. Esto permite transacciones más rápidas y económicas en cadenas laterales mientras la red principal de Ethereum permanece segura.

¿Cómo trabajan?

Un secuenciador procesa por lotes transacciones fuera de la cadena.

Sequencer genera pruebas zk-SNARK (Prueba de conocimiento no criptográfica sucinta), que son pruebas criptográficas compactas que verifican la validez de una transacción sin revelar todos los detalles.

La prueba y los datos de la transacción se envían a la red principal de Ethereum, donde cualquiera puede verificar la prueba para garantizar la validez de la transacción. En caso de una disputa, cualquiera puede enviar datos de transacciones sin procesar para su liquidación en cadena, aprovechando la sólida seguridad de Ethereum. El paquete acumulativo incluye una prueba criptográfica (específicamente una prueba de conocimiento cero) que verifica la exactitud de las transacciones agrupadas. La red Ethereum sólo necesita verificar esta prueba en lugar de cada transacción, lo que reduce significativamente la carga computacional. Las transacciones se agrupan en Rollups fuera de la cadena. Genere pruebas de conocimiento cero para confirmar la validez de las transacciones agregadas. La prueba y los datos de resumen mínimos se envían a la red principal de Ethereum para su verificación. Tras una verificación exitosa, el estado en la red principal de Ethereum se actualizará para reflejar la transacción acumulada.

2. ¿Qué es la compresión ZK?

ZK Compression es una tecnología utilizada en la cadena de bloques de Solana para reducir los costos de almacenamiento de datos al almacenar solo la "huella digital" (hash) de los datos comprimidos en la cadena mientras se mantiene la privacidad de los datos.

"ZK" en ZK Compression significa conocimiento cero, lo que indica que la privacidad de los datos comprimidos está protegida. Este enfoque ayuda a reducir significativamente la cantidad de datos que deben almacenarse en la cadena, reduciendo así los costos de almacenamiento para los desarrolladores.

¿Cómo funciona la compresión ZK?

ZK Compression reduce los costos estatales en Solana al aprovechar la tecnología de conocimiento cero (ZK), que se refiere al costo de almacenar y mantener datos (como saldos de cuentas y almacenamiento de contratos inteligentes) en la cadena de bloques.

Aquí hay un desglose detallado de cómo funciona:

Los datos de cada cuenta se comprimen en un valor hash único. Este valor hash no sólo incluye la información de la cuenta, sino también su posición en el árbol de estado, lo que garantiza su singularidad. Este valor hash se almacena en los nodos hoja del árbol de estado.

Un árbol de estado es una estructura de datos similar a un árbol de Merkle, donde cada nodo es un hash de sus hijos. El árbol de estado agrega toda la información y los datos de la cuenta, comprimiéndolos en un hash de nivel superior llamado raíz de estado.

La raíz del estado es el hash superior del árbol de estados y se almacena en la cadena de bloques. Esta raíz sirve como huella digital para todo el árbol de estado, asegurando la integridad y la integridad de todos los datos del árbol.

Los datos detallados de la cuenta no se almacenan directamente en la cadena de bloques. En cambio, se almacenan como datos de llamadas en el espacio del libro mayor más económico de Solana. En la cadena solo se almacenan la raíz estatal y algunos metadatos básicos, lo que reduce significativamente los costos de almacenamiento y al mismo tiempo mantiene la seguridad de los datos.

Para garantizar la integridad y autenticidad de los datos comprimidos, ZK Compression utiliza pruebas de conocimiento cero (pruebas ZK). Estas certificaciones verifican la exactitud e integridad de los datos sin revelar su contenido real, lo que garantiza que incluso los datos comprimidos permanezcan seguros y verificables.

Tenga en cuenta que ZK Compression no es una solución L2, sino una actualización diseñada para aumentar la eficiencia del almacenamiento de datos en Solana.

ZK Compresión se diferencia de las soluciones rodantes L2 porque en ZK Compresión, la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado ocurren directamente en la cadena de primera capa (L1), es decir, en Solana.

La diferencia clave es dónde se gestionan la ejecución y el estado. En zk Rollups, estos procesos ocurren en una cadena secundaria que envía periódicamente compromisos y pruebas a la cadena principal L1. Por el contrario, ZK Compression mantiene toda la ejecución y el estado dentro de Solana, en lugar de en una cadena separada.

Esta diferencia fundamental significa que, mientras ZK Rollups mueve algunos procesos a una segunda capa para mejorar la escalabilidad, ZK Compression optimiza el almacenamiento de datos directamente en la cadena de bloques principal sin crear una capa separada para la ejecución.

3. La diferencia entre los dos

La diferencia clave entre zk Rollups y zk Compression en Ethereum y Solana es fundamentalmente su enfoque para mejorar la escalabilidad de blockchain y optimizar el almacenamiento de datos:

1) Ejecución y gestión de estado:

zk Rollups: la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado se producen en una cadena secundaria, separada de la red principal de Ethereum. Esta cadena auxiliar envía periódicamente compromisos y pruebas a la red principal de Ethereum.

Compresión zk: toda la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado se producen directamente en la cadena de primera capa (L1), es decir, en la cadena Solana. Aquí no intervienen cadenas auxiliares separadas.

2) Procesamiento de datos en cadena:

zk Rollups: solo las pruebas criptográficas y los datos de resumen mínimos se envían a la red principal de Ethereum para su verificación. Este enfoque minimiza la carga computacional en la red principal.

Compresión zk: almacene solo la "huella digital" (hash) de los datos comprimidos y la prueba ZK correspondiente en la cadena de bloques de Solana. Esto reduce significativamente la cantidad de datos almacenados en la cadena, reduciendo así los costos de almacenamiento.

3) Privacidad e integridad:

zk Rollups: utilice zk-SNARK (Argumento de conocimiento simple no criptográfico) para demostrar la validez de las transacciones sin filtrar datos detallados de las transacciones. Este enfoque garantiza la seguridad al tiempo que protege la privacidad de la red principal de Ethereum.

Compresión zk: combina la compresión de datos y la prueba ZK para optimizar el almacenamiento de blockchain y al mismo tiempo demostrar matemáticamente la integridad de los datos comprimidos. Garantiza que los datos descomprimidos coincidan con los datos originales sin revelar el contenido, protegiendo así la privacidad.

4) Naturaleza de la solución:

zk Rollups: se considera una solución de escalamiento de segunda capa (L2) porque trasladan la ejecución de transacciones y la gestión del estado a una cadena secundaria, lo que mejora la escalabilidad y reduce el costo de la red principal.

Compresión zk: no clasificada como una solución rodante de segundo nivel, sino una actualización que mejora la eficiencia del almacenamiento de datos directamente en la cadena de primer nivel de Solana. Optimiza los costos de almacenamiento sin introducir una capa de ejecución separada.

4. Conclusión

En conjunto, ambos enfoques de escala resaltan la importancia de un enfoque equilibrado que garantice el crecimiento sostenible de la red manteniendo al mismo tiempo los principios básicos de una red blockchain.

En este sentido, Solana ha logrado logros notables en la adopción de soluciones de escalamiento avanzadas, allanando el camino para una adopción e innovación generalizadas en la industria blockchain.