Blockchain modular: la pieza final del rompecabezas Web3

I. Introducción

La cadena de bloques modular es un paradigma de diseño innovador que apunta a mejorar la eficiencia y la escalabilidad del sistema a través de la especialización y la división del trabajo. Antes de la llegada de la cadena de bloques modular, una sola cadena (monolítica) necesitaba manejar todas las tareas, incluidas la capa de ejecución, la capa de disponibilidad de datos, la capa de consenso y la capa de liquidación. La cadena de bloques modular resuelve estos problemas al tratar estas tareas como módulos libremente combinables, cada uno de los cuales se centra en una función específica.

Capa de ejecución : responsable de procesar y verificar todas las transacciones y gestionar los cambios de estado de blockchain.

Capa de consenso : llegar a un acuerdo sobre el orden de las transacciones.

Capa de asentamiento : se utiliza para completar transacciones, verificar pruebas y construir puentes entre diferentes capas de ejecución.

Capa de disponibilidad de datos : Responsable de garantizar que todos los datos necesarios estén disponibles para los participantes de la red para su verificación.

La tendencia de la blockchain modular no es solo un cambio tecnológico, sino también una estrategia importante para promover todo el ecosistema blockchain para enfrentar los desafíos futuros. GeekCartel analizará el concepto de blockchain modular y los proyectos relacionados, con el objetivo de brindar una interpretación integral y práctica del conocimiento de la blockchain modular para ayudar a los lectores a comprender mejor la blockchain modular y anticipar las tendencias de desarrollo futuras. Nota: El contenido de este artículo no constituye asesoramiento de inversión.

2. Celestia, la pionera del blockchain modular

En 2018, Mustafa Albasan y Vitalik Buterin publicaron un artículo innovador que proporcionaba nuevas ideas para resolver el problema de escalabilidad de blockchain. Muestreo de disponibilidad de datos y pruebas de fraude introdujo un método mediante el cual la cadena de bloques puede expandir automáticamente el espacio de almacenamiento a medida que aumentan los nodos de la red. En 2019, Mustafa Albasan investigó y escribió más a fondo. Libro mayor perezoso , proponiendo un concepto para un sistema blockchain que solo se ocupa de la disponibilidad de datos.

A partir de estos conceptos, Celestia nació como la primera red de disponibilidad de datos (DA) con estructura modular. Está construido usando cometaBFT y SDK de cosmos y es una cadena de bloques de prueba de participación (PoS) que mejora efectivamente la escalabilidad mientras mantiene la descentralización.

La capa DA es fundamental para la seguridad de cualquier blockchain porque garantiza que cualquiera pueda inspeccionar el libro de transacciones y verificarlo. Si un productor de bloques propone un bloque sin todos los datos disponibles, el bloque puede llegar a ser definitivo pero contener transacciones no válidas. Incluso si el bloqueo es válido, los datos del bloqueo que no se pueden verificar completamente afectarán negativamente a los usuarios y al funcionamiento de la red.

Celestia implementa dos características clave, Muestreo de disponibilidad de datos (DAS) y Espacio de nombres Árbol Merkle (TMN). DAS permite que los nodos ligeros verifiquen la disponibilidad de datos sin descargar el bloque completo. Las NMT permiten dividir los datos en bloques en espacios de nombres separados para diferentes aplicaciones, lo que significa que las aplicaciones solo necesitan descargar y procesar datos relevantes para ellas, lo que reduce en gran medida los requisitos de procesamiento de datos. Es importante destacar que DAS permite a Celestia escalar a medida que aumenta la cantidad de usuarios (nodos ligeros) sin comprometer la seguridad de los usuarios finales.

Las cadenas de bloques modulares están haciendo posible construir nuevas cadenas de una manera sin precedentes. Diferentes tipos de cadenas de bloques modulares pueden funcionar juntas para diferentes propósitos y en diferentes formas arquitectónicas. Celestia ha propuesto oficialmente varias ideas y ejemplos para arquitectura modular diseño, mostrándonos la flexibilidad y componibilidad de las cadenas de bloques modulares:

Figura 1 Arquitectura de Capa 1 y Capa 2

Capa 1 y Capa 2 : Celestia lo llama modularidad simple, originalmente construida para la escalabilidad de Ethereum como una Capa 1 monolítica, con la Capa 2 centrándose en la ejecución y la Capa 1 proporcionando otras funciones clave.

• Celestia soporta cadenas construidas sobre la órbita Arbitrum , Pila de optimismo , y CDK de polígono (próximamente) la tecnología se acumula para usar Celestia como capa DA, y la Capa 2 existente puede usar la tecnología Rollup para cambiar sus datos de ser publicados en Ethereum a ser publicados en Celestia. Los compromisos de bloques se publican en Celestia, que es más escalable que el método tradicional de publicar datos en una sola cadena.

• Celestia soporta RollApp (una cadena dedicada a aplicaciones) construida en base a dimensión componentes tecnológicos como capa de ejecución. De manera similar a los conceptos de Capa 1 y Capa 2 de Ethereum, la capa de liquidación de RollApps se basa en Dymension Hub (que se explicará más adelante), la capa DA usa Celestia y las cadenas interactúan a través del IBC protocolo (IBC se basa en Cosmos SDK, un protocolo que permite que las cadenas de bloques se comuniquen entre sí. Las cadenas que utilizan IBC pueden compartir cualquier tipo de datos siempre que estén codificados en bytes).

Figura 2: Arquitectura de capa de ejecución, liquidación y DA

Ejecución, Liquidación y Disponibilidad de Datos: Cadenas de bloques modulares optimizadas, como el desacoplamiento de las capas de ejecución, liquidación y disponibilidad de datos entre cadenas de bloques modulares especializadas.

Figura 3: Arquitectura de capa de ejecución y DA

Ejecución y DA: Dado que el propósito de implementar una cadena de bloques modular es ser flexible, la capa de ejecución no se limita a publicar sus bloques en la capa de liquidación. Por ejemplo, es posible crear una pila modular que no implique una capa de liquidación, sino solo una capa de ejecución encima de la capa de consenso y la capa de disponibilidad de datos.

Bajo esta pila modular, la capa de ejecución será soberano , que publica sus transacciones en otra cadena de bloques, generalmente para realizar pedidos y disponibilidad de datos, pero maneja su propia liquidación. En el contexto de la pila modular, el Rollup soberano es responsable de la ejecución y liquidación, mientras que la capa DA maneja el consenso y la disponibilidad de datos.

La diferencia entre Rollup soberano y Rollup de contrato inteligente es:

• Las transacciones acumuladas de contratos inteligentes se verifican mediante los contratos inteligentes de la capa de liquidación. Las transacciones de Rollup soberano son verificadas por nodos Rollup soberanos.

• En comparación con el contrato inteligente Rollup, los nodos del soberano Rollu tienen autonomía. En el Rollup soberano, el orden y la validez de las transacciones son gestionados por la propia red del Rollup, sin depender de una capa de liquidación separada.

Actualmente, kit de rollos y SDK soberano Proporcionar un marco para implementar una red de prueba soberana Rollup en Celestia.

3. Explorar soluciones modulares en el ecosistema blockchain.

1. Modularización de la capa de ejecución.

Antes de introducir la modularización de la capa de ejecución, debemos entender qué es la tecnología Rollup.

Actualmente, la tecnología de modularización de la capa de ejecución se basa principalmente en Rollup, que es una solución de escalamiento que se ejecuta fuera de la cadena de la Capa 1. Esta solución ejecuta transacciones fuera de la cadena, lo que significa que ocupa menos espacio en bloque y también es una de las soluciones de escalamiento más importantes de Ethereum. Después de ejecutar la transacción, enviará un lote de datos de la transacción o prueba de ejecución a la Capa 1 y los liquidará en la Capa 1. La tecnología Rollup proporciona una solución de escalabilidad para la red de Capa 1 al tiempo que mantiene la descentralización y la seguridad.

Figura 4: Arquitectura técnica acumulada

Tomando Ethereum como ejemplo, la tecnología Rollup puede mejorar aún más el rendimiento y la privacidad mediante el uso de ZK-Rollup o Optimistic Rollup.

• ZK-Rollup utiliza pruebas de conocimiento cero para verificar la exactitud de las transacciones empaquetadas, garantizando así la seguridad y privacidad de las transacciones.

• Optimistic Rollup primero asume que estas transacciones son válidas antes de enviar el estado de la transacción a la cadena principal de Ethereum. Durante el período de desafío, cualquiera puede calcular pruebas de fraude para verificar las transacciones.

1.1 Capa 2 de Ethereum: creación de soluciones de escalamiento futuras

Ethereum adoptado inicialmente cadena lateral y fragmentación tecnología para la expansión, pero la cadena lateral sacrificó cierta descentralización y seguridad para lograr un alto rendimiento; Los rollups de capa 2 se han desarrollado mucho más rápido de lo esperado y ya han brindado mucha expansión, y brindarán más después. Proto-Danksharding está implementado. Esto significa que las cadenas de fragmentos ya no son necesarias y se han eliminado de la hoja de ruta de Ethereum.

Ethereum subcontrata la capa de ejecución a la Capa 2 basada en la tecnología Rollup para reducir la carga sobre la cadena principal. EVM proporciona un entorno de ejecución estandarizado y seguro para contratos inteligentes ejecutados en la capa Rollup. Algunas soluciones Rollup están diseñadas teniendo en cuenta la compatibilidad con EVM, de modo que los contratos inteligentes ejecutados en la capa Rollup aún puedan aprovechar las características y funciones de EVM, como Red principal OP , Arbitro uno , y Polígono zkEVM .

Figura 5: Soluciones de escalamiento de capa 2 de Ethereum

Estas Capas 2 ejecutan contratos inteligentes y procesan transacciones, pero aún dependen de Ethereum para:

Liquidación: todas las transacciones acumuladas se finalizan en la red principal de Ethereum. Usuarios de Acumulaciones optimistas debe esperar a que pase el período de impugnación o a que la transacción se considere válida después de los cálculos antifraude. Usuarios de Acumulaciones de ZK debe esperar hasta que se demuestre su validez.

Consenso y disponibilidad de datos: los rollups publican datos de transacciones en la red principal de Ethereum en forma de CallData, lo que permite a cualquiera ejecutar transacciones rollup y reconstruir su estado si es necesario. Los rollups optimistas requieren una gran cantidad de espacio de bloque y un período de desafío de 7 días antes de ser confirmados en la cadena principal de Ethereum. ZK Rollups proporciona finalidad instantánea y almacena datos disponibles para verificación durante 30 días, pero requiere mucha potencia informática para crear pruebas.

1.2 Red B²: Bitcoin pionero ZK- Enrollar

Red B² es el primer ZK-Rollup en Bitcoin, que aumenta la velocidad de las transacciones sin sacrificar la seguridad. Utilizando la tecnología Rollup, B² Network proporciona una plataforma capaz de ejecutar contratos inteligentes completos de Turing para transacciones fuera de la cadena, mejorando así la eficiencia de las transacciones y minimizando los costos.

Figura 6: Arquitectura de red B²

Como se muestra en la figura, B² Networks ZK-Rollup Layer adopta la solución zkEVM, que es responsable de la ejecución de las transacciones de los usuarios dentro de la red de Capa 2 y la salida de pruebas relacionadas.

A diferencia de otros Rollups, B² Network Acumulación de ZK consta de varios componentes, entre ellos abstracción de cuenta módulo, Servicio RPC, Mempool, Secuenciadores, zkEVM, Agregadores, Sincronizadores y Prover. El módulo de abstracción de cuentas implementa la abstracción de cuentas nativa, lo que permite a los usuarios programar de manera flexible una mayor seguridad y una mejor experiencia de usuario en sus cuentas. zkEVM es compatible con EVM y también puede ayudar a los desarrolladores a migrar DApps de otras cadenas compatibles con EVM a B² Network.

Sincronizadores asegúrese de que la información esté sincronizada desde el nodo B² con la capa acumulativa, incluidos detalles como información de secuencia, datos de transacciones de Bitcoin, etc. El nodo B² actúa como un validador fuera de la cadena y es el ejecutor de múltiples funciones únicas en la red B². El Compromiso de Bitcoin El módulo en el nodo B² construye una estructura de datos para registrar los datos del resumen B² y genera un Tapscript llamado inscripción B². El Bitcoin Committer luego envía un UTXO de un satoshi a un Raíz principal dirección que contiene una inscripción $B^{ 2 }$, y los datos acumulativos se escribirán en Bitcoin.

Además, Bitcoin Committer establece un desafío con límite de tiempo, lo que permite al retador cuestionar el compromiso verificado por la prueba zk. Si no hay ningún retador durante el bloqueo de tiempo o el desafío falla, el Rollup finalmente se confirma en Bitcoin; Si el desafío tiene éxito, el Rollup se revertirá.

Ya sea Ethereum o Bitcoin, la Capa 1 es esencialmente una cadena única que recibe datos extendidos de la Capa 2. En la mayoría de los casos, la capacidad de la Capa 2 también depende de la capacidad de la Capa 1. Por lo tanto, la implementación de la pila de Capa 1 y Capa 2 no es ideal para la escalabilidad. Cuando la Capa 1 alcance su límite de rendimiento, la Capa 2 también se verá afectada, lo que puede generar tarifas de transacción más altas y tiempos de confirmación más prolongados, lo que afectará la eficiencia de todo el sistema y la experiencia del usuario.

2. Modularización de la capa DA

Además de que la solución DA de Celestia es favorecida por Layer 2, han surgido una tras otra otras soluciones innovadoras centradas en DA, que desempeñan un papel clave en todo el ecosistema blockchain.

2.1 EigenDA: potenciando la tecnología acumulada

EigenDA es un servicio DA seguro, descentralizado y de alto rendimiento inspirado en Danksharding . Rollup puede publicar datos en EigenDA para obtener costos de transacción más bajos, mayor rendimiento de transacciones y componibilidad segura en todo el ecosistema EigenLayer.

Al crear un almacenamiento de datos temporal descentralizado en Ethereum Rollup, los operadores de EigenDA pueden manejar el almacenamiento de datos directamente. Operadores son responsables de procesar, verificar y almacenar datos, y EigenDA puede escalar horizontalmente con el crecimiento de la participación y los operadores.

EigenDA combina la tecnología Rollup y transfiere parte del DA al procesamiento fuera de la cadena para lograr escalabilidad. Por lo tanto, ya no es necesario copiar y almacenar los datos reales de las transacciones en cada nodo, lo que reduce la demanda de ancho de banda y almacenamiento. La cadena solo procesa metadatos y mecanismos de responsabilidad relacionados con la disponibilidad de los datos (la responsabilidad permite que los datos se almacenen fuera de la cadena y su integridad y autenticidad se pueden verificar cuando sea necesario).

Figura 7: Flujo de datos básicos de EigenDA

Como se muestra en la figura, Rollup escribe lotes de transacciones en la capa DA. A diferencia de los sistemas que utilizan pruebas de fraude para detectar datos maliciosos, EigenDA divide los datos en bloques y genera compromisos KZG y pruebas de divulgación múltiple. EigenDA requiere que los nodos descarguen solo una pequeña cantidad de datos [O (1/n)] en lugar de descargar todo gota . El protocolo de arbitraje de fraude acumulativo también puede verificar si los datos del blob coinciden con el compromiso de KZG proporcionado en la prueba EigenDA. Al realizar esta verificación, la cadena de Capa 2 garantiza que el clasificador/proponente no manipule los datos de la transacción de la raíz del estado acumulativo.

2.2 Nubit: la primera solución DA modular en Bitcoin

Nubit es una capa DA escalable nativa de Bitcoin. Nubit es pionero en el futuro de Bitcoin nativo, con el objetivo de aumentar el rendimiento de datos y los servicios de disponibilidad para satisfacer las crecientes necesidades del ecosistema. Su visión es incorporar a la vasta comunidad de desarrolladores al ecosistema de Bitcoin y brindarles herramientas escalables, seguras y descentralizadas.

Los miembros del equipo de Nubits son profesores y estudiantes de doctorado de UCSB (Universidad de California, Santa Bárbara), con destacada reputación académica e influencia global. No solo son competentes en investigación académica, sino que también tienen una rica experiencia en la implementación de ingeniería blockchain. El equipo escribió un artículo sobre indexadores modulares con domo (el creador de Brc 20 ), agregó el diseño de la capa DA a la estructura del indexador del metaprotocolo Bitcoin y participó en el establecimiento y formulación de estándares de la industria.

Innovaciones principales de Nubits: mecanismo de consenso, puentes sin confianza y disponibilidad de datos . Utiliza algoritmos de consenso innovadores y redes relámpago para heredar características totalmente resistentes a la censura de Bitcoin y utiliza DAS para mejorar la eficiencia:

• Mecanismo de consenso: Nubit explora un consenso eficiente basado en PBFT (Tolerancia práctica a fallas bizantinas) impulsada por SNARK para agregación de firmas. El esquema PBFT combinado con la tecnología zkSNARK reduce significativamente la complejidad de la comunicación de la verificación de firmas entre validadores y verifica la exactitud de las transacciones sin acceder a todo el conjunto de datos.

• DAS: El DAS de Nubit se logra realizando múltiples rondas de muestreo aleatorio de pequeñas porciones de los datos del bloque. Cada ronda exitosa de muestreo aumenta la probabilidad de que los datos estén completamente disponibles. Una vez que se alcanza un nivel de confianza predeterminado, los datos del bloque se consideran accesibles.

• Puente sin confianza: Nubit utiliza un puente sin confianza que aprovecha la red relámpago Los canales de pago. Este enfoque es consistente con los métodos de pago nativos de Bitcoin sin agregar requisitos de confianza adicionales. Proporciona un riesgo menor para los usuarios que las soluciones puente existentes.

Figura 8: Componentes básicos de Nubit

Además, utilizamos un caso de uso específico para revisar el ciclo de vida completo del sistema que se muestra en la Figura 8. Supongamos que Alice quiere usar el servicio Nubits DA para completar una transacción (Nubit admite múltiples tipos de datos , incluidos, entre otros, inscripciones, datos acumulativos, etc.).

• Paso 1.1: Alice primero debe pagar la tarifa del gas a través del puente sin confianza de Nubits para continuar con el servicio. En particular, Alice necesita obtener un desafío público desde el puente sin confianza, indicado como X(h) (X es la función hash criptográfica del rango hash de la función de retardo verificable (VDF) al dominio de desafío, y h es el valor hash de un determinado bloque de altura).

• Paso 1.2 y Paso 2: Alice debe obtener el resultado de la evaluación R del VDF relevante para la ronda actual y enviar R junto con sus datos y metadatos de transacción (como dirección y nonce) al validador para que pueda fusionarse en la memoria. piscina.

• Paso 3: el proceso mediante el cual los validadores proponen bloques y sus encabezados después de llegar a un consenso. El encabezado del bloque incluye un compromiso con los datos y su codificación Reed-Solomon (código RS) asociada, mientras que el bloque en sí contiene los datos originales, el código RS correspondiente y los detalles básicos de la transacción.

• Paso 4: El ciclo de vida finaliza con la recuperación de datos de Alice. El cliente ligero descarga el encabezado del bloque, mientras que el nodo completo recupera el bloque y su encabezado.

Los clientes ligeros realizan el proceso DAS para verificar la disponibilidad de datos. Además, después de proponer un número umbral de bloques, se registra un punto de control de este historial en la cadena de bloques de Bitcoin mediante una marca de tiempo de Bitcoin. Esto garantiza que el conjunto de validadores pueda prevenir posibles ataques remotos y admitir una desvinculación rápida.

3. Otras soluciones

Además de las cadenas que se centran en modularizar capas específicas, los servicios de almacenamiento descentralizados pueden brindar soporte a largo plazo para la capa DA. También existen algunos protocolos y cadenas que brindan a los desarrolladores soluciones personalizadas y completas que permiten a los usuarios crear fácilmente sus propias cadenas sin siquiera tener que crear código.

3.1 EthStorage: almacenamiento dinámico descentralizado

Almacenamiento etónico es la primera Capa 2 modular que implementa almacenamiento dinámico descentralizado, proporcionando clave-valor (KV) programable almacenamiento impulsado por DA, que puede expandir almacenamiento programable a cientos de TB o incluso PB entre 1/100 y 1/1000 del coste . Proporciona una solución DA a largo plazo para Rollups y abre nuevas posibilidades para aplicaciones totalmente en cadena, como juegos, redes sociales e inteligencia artificial.

Figura 9: Escenarios de aplicación de EthStorage

Qi Zhou , el fundador de EthStorage, ha estado totalmente comprometido con la industria Web3 desde 2018. Tiene un doctorado. del Instituto de Tecnología de Georgia y ha trabajado como ingeniero en empresas importantes como Google y Facebook. Su equipo también recibió el apoyo de la Fundación Ethereum.

Como una de las características principales de la actualización de Ethereum Cancún, EIP-4844 (también conocido como fragmentación Proto-dank), se introducen bloques de datos temporales (blobs) para el almacenamiento acumulativo de capa 2, lo que mejora la escalabilidad y seguridad de la red. La red no necesita verificar cada transacción en el bloque, solo necesita confirmar si el blob adjunto al bloque contiene los datos correctos, lo que reduce en gran medida el costo de Rollup. Sin embargo, los datos del blob solo están disponibles temporalmente, lo que significa que se descartarán en unas pocas semanas. Esto tiene un impacto significativo: la Capa 2 no puede derivar incondicionalmente el último estado de la Capa 1. Si ya no se puede recuperar un dato de la Capa 1, es posible que no sea posible sincronizar la cadena a través del Rollup.

Con EthStorage como solución de almacenamiento DA a largo plazo, las capas 2 pueden obtener datos completos de su capa DA en cualquier momento.

Características técnicas:

• EthStorage puede lograr almacenamiento dinámico descentralizado: Las soluciones de almacenamiento descentralizadas existentes pueden admitir la carga de grandes cantidades de datos, pero no se pueden modificar ni eliminar, y solo pueden volver a cargar datos nuevos. EthStorage utiliza un paradigma original de almacenamiento de valores clave para implementar funciones CRUD, es decir, crear, actualizar, leer y eliminar datos almacenados, mejorando así significativamente la flexibilidad de la gestión de datos.

• Solución descentralizada de capa 2 basada en la capa DA: EthStorage es una capa de almacenamiento modular. Siempre que haya EVM y DA para reducir los costos de almacenamiento, puede ejecutarlo en cualquier blockchain (pero muchas capas 1 actualmente no tienen una capa DA), incluso en la capa 2.

• Altamente integrado con ETH: El cliente EthStorage es un superconjunto del cliente Ethereum Geth, lo que significa que cuando ejecuta un nodo EthStorage, aún puede participar en cualquier proceso de Ethereum normalmente. Un nodo puede ser un nodo validador de Ethereum y un nodo de datos de EthStorage al mismo tiempo.

Flujo de trabajo de EthStorage:

• Los usuarios cargan sus datos en el contrato de aplicación, que luego interactúa con el contrato EthStorage para almacenar los datos.

• En la red EthStorage Layer 2, los proveedores de almacenamiento reciben notificaciones sobre los datos en espera de ser almacenados.

• Los proveedores de almacenamiento descargan datos de Ethereum Data Availability Network.

• Los proveedores de almacenamiento envían pruebas de almacenamiento a la Capa 1, lo que demuestra que hay una gran cantidad de réplicas en la red de Capa 2.

• El contrato EthStorage recompensa a los proveedores de almacenamiento que presentan con éxito pruebas de almacenamiento.

3.2 AltLayer – Servicio de personalización modular

capa alternativa proporciona una solución versátil y sin código Paquetes acumulativos como servicio (RaaS) servicio. El producto RaaS está diseñado para un mundo de múltiples cadenas y máquinas virtuales, y admite EVM y WASM. También admite diferentes Rollup SDK, como OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon zkEVM, ZKSyncs ZKStack y Starkware, diferentes servicios de clasificación compartidos (como Café exprés y Radio ), y diferentes capas de DA (como Celestia, EigenLayer) y muchos otros servicios modulares en diferentes capas de la pila Rollup.

AltLayer permite una pila acumulativa versátil. Por ejemplo, se puede crear un paquete acumulativo diseñado para una aplicación utilizando Órbita arbitraria , usando Arbitro uno como DA y capa de liquidación, mientras que se puede construir otro Rollup diseñado para fines generales usando ZK Stack, usando Celestia como capa DA y Ethereum como capa de liquidación.

Nota : Quizás se pregunte por qué OP y Arbitrum pueden implementar la capa de liquidación. De hecho, las pilas acumulativas actuales de estas Capas 2 están implementando un trabajo entre cadenas similar propuesto por Cosmos. a lograr la interconexión: OP propuso Superchain y OP Stack, como una pila de desarrollo estandarizada que respalda la tecnología Optimism, integra diferentes redes de Capa 2 y promueve la interoperabilidad entre estas redes; Arbitrum propuso la estrategia Orbitchain, que permite la creación y despliegue de la Capa 3, también conocida como cadena de aplicaciones, en la red principal de Arbitrum basada en Arbitrum Nitro (pila de tecnología). Las cadenas de órbita se pueden liquidar directamente en la capa 2 o directamente en Ethereum.

3.3 Dymension – Modularización de pila completa

dimensión es una red blockchain modular basada en Cosmos SDK que tiene como objetivo garantizar la seguridad y la interoperabilidad de RollApp utilizando el estándar IBC.

Dymension divide las funciones de blockchain en múltiples capas. Dymension Hub actúa como capa de liquidación y capa de consenso para proporcionar seguridad, interoperabilidad y liquidez a RollApp, y RollApp actúa como capa de ejecución. La capa de disponibilidad de datos es el proveedor DA compatible con el protocolo Dymension, y los desarrolladores pueden elegir el proveedor de disponibilidad de datos adecuado según sus necesidades.

La capa de liquidación (Dymension Hub) mantiene el registro de RollApps y la información importante correspondiente, como el estado, la lista de secuenciadores, el secuenciador actualmente activo, la suma de comprobación del módulo de ejecución, etc. La lógica del servicio Rollup se fija en la capa de liquidación, formando un centro de interoperabilidad nativa. . Como capa de asentamiento, Dymension Hub tiene las siguientes características:

• Proporcionar servicios acumulativos de forma nativa en la capa de liquidación: proporciona los mismos supuestos de confianza y seguridad que la capa base, pero con un espacio de diseño más simple, seguro y eficiente.

• Comunicación y transacciones: Dymensions RollApp permite la comunicación y transacciones entre RollApp en la capa de liquidación a través de módulos integrados, proporcionando un puente de confianza minimizada. Además, RollApps puede comunicarse con otras cadenas habilitadas para IBC a través del Hub.

• RVM (RollApp Virtual Machine): la capa de liquidación de Dymension lanza el RVM en caso de disputas por fraude. El RVM es capaz de resolver disputas en varios entornos de ejecución (como el EVM), ampliando el poder y la flexibilidad del rango de ejecución de RollApp.

• Resistencia a la censura: los usuarios que se hayan sometido a la revisión del secuenciador pueden emitir una transacción especial a la capa de liquidación. Esta transacción se reenvía al secuenciador y se solicita que se ejecute dentro de un período de tiempo específico. Si la transacción no se procesa dentro del tiempo especificado, el secuenciador será penalizado.

• AMM (Creador de mercado automatizado): Dymension introduce un AMM integrado en el centro de liquidación, creando un centro financiero central. Proporcionar liquidez compartida para todo el ecosistema.

4. Comparación de cadenas de bloques modulares multiecológicas

En el artículo anterior, exploramos en profundidad el sistema modular blockchain y muchos proyectos representativos. Ahora cambiaremos nuestro enfoque al análisis comparativo entre diferentes ecosistemas, con el objetivo de comprender de manera objetiva y completa la cadena de bloques modular.

V. Resumen y perspectivas

Como podemos ver, el ecosistema blockchain avanza hacia la modularización. En el mundo blockchain anterior, cada cadena operaba de forma aislada y competía entre sí, lo que dificultaba que los usuarios, desarrolladores y activos fluyeran entre diferentes cadenas, lo que limitaba el desarrollo y la innovación generales del ecosistema. En el mundo WEB3, el descubrimiento y la solución de problemas son un proceso de esfuerzos conjuntos. Al principio, Bitcoin y Ethereum atrajeron mucha atención como cadenas individuales, pero a medida que se expusieron los problemas de las cadenas individuales, las cadenas modulares gradualmente atrajeron la atención. Por tanto, la aparición de cadenas modulares no es accidental, sino inevitable.

Las cadenas de bloques modulares mejoran la flexibilidad y la eficiencia de la cadena al permitir que cada componente se optimice y personalice de forma independiente. Sin embargo, esta arquitectura también enfrenta desafíos, como retrasos en las comunicaciones y una mayor complejidad de las interacciones del sistema. De hecho, los beneficios a largo plazo de la arquitectura modular, como una mayor capacidad de mantenimiento, reutilización y flexibilidad, normalmente superan sus pérdidas de rendimiento a corto plazo. En el futuro, a medida que la tecnología se desarrolle, estos problemas encontrarán mejores soluciones.

GeekCartel cree que el ecosistema blockchain tiene la responsabilidad de proporcionar una capa base confiable y herramientas comunes en toda la pila modular para facilitar enlaces directos fluidos entre cadenas. Si el ecosistema puede ser más armonioso e interconectado, los usuarios podrán utilizar la tecnología blockchain más fácilmente y más usuarios nuevos se sentirán atraídos por Web3.

6. Lectura ampliada: Protocolo de recuperación: inyectar seguridad nativa en ecosistemas heterogéneos

En la actualidad, también han surgido algunos protocolos de recuperación, que agregan de manera efectiva recursos de seguridad dispersos a través del mecanismo de recuperación para mejorar la seguridad general de la red blockchain. Este proceso no sólo resuelve el problema de los recursos de seguridad fragmentados, sino que también mejora las capacidades de defensa de las redes contra posibles ataques, al tiempo que proporciona incentivos adicionales para que los participantes alienten a más usuarios a participar en el mantenimiento de la seguridad de la red. De esta manera, el protocolo Restating ha abierto una nueva forma de mejorar la seguridad y la eficiencia de la red y ha promovido eficazmente el desarrollo saludable del ecosistema blockchain.

1. EigenLayer: protocolo de recuperación descentralizado de Ethereum

Capa propia es un protocolo construido en Ethereum que introduce el mecanismo de recuperación, una nueva primitiva para la seguridad criptoeconómica. Esta primitiva permite reutilizar ETH en la capa de consenso, agrega seguridad ETH entre todos los módulos y mejora la seguridad de las DApps que dependen de módulos. Los usuarios que apuestan ETH de forma nativa o usan tokens de apuesta líquida (LST) pueden optar por unirse al contrato inteligente EigenLayer para volver a apostar su ETH o LST y extender la seguridad criptoeconómica a otras aplicaciones en la red para recibir recompensas adicionales.

Cuando Ethereum pasó a una hoja de ruta centrada en Rollup, las aplicaciones que podían crearse en Ethereum se expandieron significativamente.

Sin embargo, cualquier módulo que no pueda implementarse o probarse en EVM no puede absorber la confianza colectiva de Ethereum. Dichos módulos implican el procesamiento de entradas desde fuera de Ethereum, por lo que su procesamiento no se puede verificar en el protocolo interno de Ethereum. Dichos módulos incluyen cadenas laterales basadas en nuevos protocolos de consenso, capas de disponibilidad de datos, nuevas máquinas virtuales, redes Oracle, puentes, etc. Por lo general, dichos módulos necesitan AVS con su propia semántica de verificación distribuida para verificar. Por lo general, estos AVS están protegidos por sus propios tokens nativos o tienen naturaleza autorizada.

Hay algunos problemas con el ecosistema AVS actual:

• Supuestos de confianza de seguridad. Los innovadores que desarrollan AVS deben iniciar una nueva red de confianza para lograr la seguridad.

• Fuga de valor. A medida que cada AVS desarrolla su propio grupo de confianza, los usuarios deben pagar tarifas a estos grupos además de las tarifas de transacción pagadas a Ethereum. Esta desviación en el flujo de tarifas conduce a una fuga de valor de Ethereum.

• Carga constituyente. Para la mayoría de los AVS que operan hoy en día, el costo de capital de apostar supera con creces cualquier costo operativo.

• DApp tiene un modelo de baja confianza. El ecosistema AVS actual ha creado un problema. En términos generales, cualquier dependencia de middleware de una DApp puede convertirse en objetivo de ataque.

Figura 10: Comparación entre los servicios AVS actuales y EigenLayer

En la arquitectura EigenLayer, AVS es un servicio construido sobre el protocolo EigenLayer, que aprovecha la seguridad compartida de Ethereum. EigenLayer presenta dos enfoques novedosos, seguridad centralizada mediante apuestas y gobernanza de libre mercado, que ayudan a extender la seguridad de Ethereum a cualquier sistema y eliminar las ineficiencias de las rígidas estructuras de gobernanza existentes:

• Proporcionar seguridad colectiva mediante el replanteo. EigenLayer proporciona un nuevo mecanismo de seguridad colectiva al permitir volver a apostar ETH en lugar de sus propios tokens para proteger los módulos. Específicamente, los validadores de Ethereum pueden configurar sus credenciales de extracción de la cadena de balizas en el contrato inteligente de EigenLayer y optar por nuevos módulos creados en EigenLayer. Los validadores descargan y ejecutan cualquier software de nodo adicional requerido por estos módulos. Luego, estos módulos pueden imponer condiciones de penalización adicionales al ETH apostado de los validadores que opten por participar en el módulo.

• El mercado abierto ofrece recompensas. EigenLayer proporciona un mecanismo de mercado abierto para gestionar la seguridad proporcionada por los validadores y cómo se consumen los AVS. EigenLayer crea un entorno en el mercado donde los módulos individuales necesitarán incentivar suficientemente a los validadores para que asignen ETH replanteado a sus propios módulos, y los validadores ayudarán a decidir qué módulos son dignos de esta seguridad colectiva adicional.

Al combinar estos enfoques, EigenLayer actúa como un mercado abierto donde AVS puede aprovechar la seguridad conjunta proporcionada por los validadores de Ethereum, alentando a los validadores a realizar compensaciones más óptimas entre seguridad y rendimiento a través de incentivos y sanciones.

2. Babylon: proporcionando seguridad de Bitcoin a Cosmos y otras cadenas de puntos de venta

Babilonia es una cadena de bloques de Capa 1 fundada por el profesor David Tse de la Universidad de Stanford. El equipo está formado por investigadores de la Universidad de Stanford y desarrolladores y consultores empresariales experimentados. Babilonia propuesta un protocolo de apuesta de Bitcoin , que está diseñado como un complemento modular para muchos algoritmos de consenso PoS diferentes, proporcionando una primitiva que puede volver a apostar el protocolo.

Babylon se basa en tres aspectos de Bitcoin (servicio de marca de tiempo, espacio de bloque y valor de activo) y es capaz de transferir la seguridad de Bitcoin a todas las numerosas cadenas PoS (como Cosmos, Binance Smart Chain, Polkadot, Polygon y otras cadenas de bloques que ya tienen un ecosistema fuerte e interoperable), creando un ecosistema más poderoso y unificado.

La marca de tiempo de Bitcoin resuelve PoS ataque de larga distancia :

Los ataques de larga distancia aprovechan la posibilidad de que después de que los validadores en la cadena PoS dejen de apostar, regresen a un bloque histórico donde todavía eran apostadores e inicien una cadena bifurcada. Este problema es inherente al sistema PoS y no se puede resolver por completo simplemente mejorando el mecanismo de consenso de la propia cadena PoS. Tanto la cadena Ethereum como la Cosmos PoS enfrentan este desafío.

Después de la introducción de la marca de tiempo de Bitcoin, los datos en cadena de la cadena PoS se almacenarán en la cadena de Bitcoin en forma de marca de tiempo de Bitcoin. Incluso si alguien quiere crear una bifurcación de la cadena PoS, su marca de tiempo de Bitcoin correspondiente definitivamente será posterior a la cadena original, por lo que los ataques de larga distancia serán ineficaces en este momento.

Protocolo de apuesta de Bitcoin:

El protocolo permite a los poseedores de Bitcoin apostar sus Bitcoins inactivos para aumentar la seguridad de la cadena PoS y obtener ganancias en el proceso.

La infraestructura central del protocolo de participación de Bitcoin es el plano de control entre Bitcoin y la cadena PoS, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 11: Arquitectura del sistema con plano de control y plano de datos

El Plano de Control se implementa en forma de cadena para garantizar que sea descentralizado, seguro, resistente a la censura y escalable. Este plano de control es responsable de varias funciones clave, que incluyen:

• Proporcionar servicios de marca de tiempo de Bitcoin para cadenas PoS para permitirles sincronizarse con la red Bitcoin.

• Actuar como un mercado, haciendo coincidir las apuestas de Bitcoin con las cadenas PoS y rastreando la información de verificación y participación, como el registro y la actualización de claves EOTS;

• Registrar la firma final de la cadena PoS;

Al apostar su BTC, los usuarios pueden proporcionar servicios de verificación para cadenas PoS, capas DA, oráculos, AVS, etc. Babylon ahora también puede proporcionar servicios para Altlayer, Nubit, etc.

Referencias

imagen:

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#layer-1-and-2

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-settlement-and-data-availability

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-and-data-availability

• https://learnblockchain.cn/article/6169

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• https://docs.babylonchain.io/assets/files/btc_staking_litepaper-32bfea0c243773f0bfac63e148387aef.pdf

texto:

• https://arxiv.org/abs/1809.09044

• https://arxiv.org/abs/1905.09274

• https://celestia.org/

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• https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer#data-availability-sampling-das

• https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer#namespaced-merkle-trees-nmts

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/

• https://docs.celestia.org/developers/arbitrum-integration

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• https://docs.bsquared.network/architecture/da_layer/b2_nodes

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• https://www.halborn.com/blog/post/what-is-practical-byzantine-fault-tolerance-in-blockchain

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• https://medium.com/@ld-capital/%E4%BB%8Eethstorage-%E5%9B%9E%E7%9C%8B%E8%A2%AB%E5%B8%82%E5%9C%BA-%E5%86%B7%E8%90%BD-%E7%9A%84%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E5%AD%98%E5%82%A8%E8%B5%9B%E9%81%93-d0a003220362

• https://www.eip4844.com/

• https://lorenzo-protocol.gitbook.io/lorenzoprotocol/lorenzo-bitcoin-l2-as-a-service

• https://zycrypto.com/lorenzo-protocol-integrates-with-babylon-to-transform-the-bitcoin-application-layer/

• https://labs.binance.com/zh-CN

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• https://altlayer.io/

• https://altlayer.io/raas

• https://t.co/yxP9NTFKIv

• https://t.co/2KibwFoIgA

• https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction

• https://docs.arbitrum.io/for-devs/concepts/public-chains#arbitrum-one

• https://tutorials.cosmos.network/academy/1-what-is-cosmos/

• https://docs.dymension.xyz/

• https://portal.dymension.xyz/dymension/metrics

Agradecimientos

Todavía queda mucha investigación y trabajo por hacer en este paradigma de infraestructura emergente, y hay muchas áreas que no se tratan en este artículo. Si está interesado en algún tema de investigación relacionado, comuníquese con cloe .

Muchas gracias a Severo y Jiayi por sus perspicaces comentarios y opiniones sobre este artículo.

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Este artículo proviene de Internet: Blockchain modular: la pieza final del rompecabezas Web3

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