durante mucho tiempo, la necesidad de soluciones de escalabilidad en la tecnología blockchain ha sido un tema de considerable debate.

Supongo que es conocimiento común que a medida que las redes blockchain crecen, el número de transacciones por segundo (tps) se vuelve un problema crítico. La capacidad actual de las principales blockchains como Bitcoin y Ethereum es insuficiente para manejar el volumen requerido para una adopción generalizada.

por ejemplo, bitcoin procesa alrededor de 7 transacciones por segundo, mientras que ethereum maneja alrededor de 15. en contraste, visa procesa alrededor de 1,700 tps en promedio. sin soluciones de escalabilidad, las blockchains no pueden competir con los sistemas financieros tradicionales y lograr la adopción masiva.

¿Qué sucede si miramos el costo real de realizar esas transacciones?

también es lo mismo...

las tarifas de transacción se vuelven muy altas a medida que más personas usan la cadena de bloques al mismo tiempo, lo que disuade a los usuarios durante los momentos de mayor uso y hace que las microtransacciones sean imprácticas. Por ejemplo, durante el auge de la financiación descentralizada en 2020 y 2021, las tarifas de gas de Ethereum se dispararon, lo que hizo que incluso las transacciones pequeñas fueran excesivamente caras.

Entonces, ¿cómo resolvemos esto?

solucionamos esto introduciendo soluciones de escalado.

una solución de escalabilidad es una tecnología diseñada para mejorar la capacidad y eficiencia de una red blockchain para manejar un mayor volumen de transacciones. el objetivo principal de las soluciones de escalabilidad es aumentar el rendimiento de la red, medido en transacciones por segundo (tps), manteniendo o mejorando la seguridad, descentralización y rentabilidad.

las soluciones de escalabilidad son necesarias para reducir los costos de transacción, haciendo que la tecnología blockchain sea accesible a un público más amplio y viable para uso diario. los tiempos de transacción lentos y las altas tarifas degradan la experiencia del usuario, desalentando a nuevos usuarios y limitando la usabilidad de las aplicaciones descentralizadas (dapps).

Para atraer y retener usuarios, las redes blockchain deben ofrecer transacciones fluidas, rápidas y rentables, lo cual se puede lograr a través de soluciones de escalabilidad efectivas.

hoy, exploraremos cómo diferentes redes están abordando estos desafíos, en particular al comparar los zk rollups en ethereum y la compresión zk en solana. ambas tecnologías tienen como objetivo mejorar la escalabilidad, pero lo hacen de formas distintas, reflejando las filosofías de diseño únicas y las prioridades de sus ecosistemas respectivos.

vamos a sumergirnos…

¿Qué son los zk rollups?

zk-rollups son soluciones de escalabilidad de capa 2 que aumentan la escalabilidad de blockchain al mover la computación y el estado fuera de la cadena mientras almacenan los datos de transacción en lotes agrupados en la cadena.

utilizan pruebas criptográficas llamadas pruebas de conocimiento cero para demostrar la validez de estas transacciones agrupadas sin revelar los datos reales. esto mantiene seguro el ethereum mainnet al mismo tiempo que permite transacciones más rápidas y más baratas en el sidechain.

¿cómo funcionan?

• un secuenciador agrupa transacciones fuera de la cadena.

• el secuenciador genera una prueba de zk-snark (argumento de conocimiento sucinto no criptográfico), una prueba criptográfica compacta que verifica la validez de las transacciones sin revelar todos los detalles.
• los datos de prueba y transacción se envían a la red principal de Ethereum.
• cualquiera puede verificar la prueba en la red principal, asegurando que las transacciones sean válidas.
• En caso de disputas, cualquier persona puede presentar los datos originales de la transacción para un acuerdo en cadena, aprovechando la seguridad sólida de Ethereum. El rollup incluye una prueba criptográfica (específicamente una prueba de conocimiento cero) que verifica la corrección de las transacciones agrupadas. La red de Ethereum solo necesita verificar esta prueba en lugar de cada transacción, lo que reduce significativamente la carga computacional.
• las transacciones se agrupan fuera de la cadena en un rollup.
• se genera una prueba de conocimiento cero para confirmar la validez de las transacciones de aggreGate.iod.
• la prueba y los datos resumidos mínimos se envían a la red principal de Ethereum para su verificación.
• después de una verificación exitosa, el estado en la red principal de Ethereum se actualiza para reflejar las transacciones de rollup.

¿Qué es la compresión zk?

La compresión zk es una técnica utilizada para reducir los costos de almacenamiento de datos en la cadena de bloques de Solana almacenando solo la “huella dactilar” (hash) de los datos comprimidos en la cadena, manteniendo al mismo tiempo la privacidad de los datos.

la ‘zk’ en la compresión zk significa conocimiento cero, lo que indica que la privacidad de los datos comprimidos se conserva. este método ayuda a reducir significativamente la cantidad de datos que deben almacenarse en la cadena, lo que a su vez reduce los costos de almacenamiento para los desarrolladores.

¿Cómo funciona completamente la compresión zk?

Las funciones de compresión zk utilizando la tecnología de conocimiento cero (zk) para reducir el costo de estado en Solana, 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 tienes un desglose detallado de cómo funciona:

1. los datos de cada cuenta se comprimen en un valor hash único. este hash incluye no solo la información de la cuenta sino también su posición dentro del árbol de estado, asegurando su unicidad. este hash se almacena en el nodo hoja del árbol de estado.

1. el árbol de estado es una estructura de datos similar a un árbol de Merkle, donde cada nodo es el hash de sus nodos hijos. el árbol de estado agrega toda la información de cuenta y datos, comprimiéndolos en un único valor hash de nivel superior conocido como raíz de estado.

2. la raíz del estado, que es el valor hash de nivel superior del árbol de estado, se almacena en la cadena de bloques. esta raíz actúa como una huella dactilar para todo el árbol de estado, garantizando la integridad y completitud de todos los datos en el árbol.

3. los datos detallados de la cuenta no se almacenan directamente en la cadena de bloques. en su lugar, se almacenan como datos de llamada en el espacio más barato del libro mayor de Solana. solo se almacenan en la cadena raíz del estado y algunos metadatos básicos, lo que reduce significativamente los costos de almacenamiento mientras se mantiene la seguridad de los datos.

4. para garantizar la integridad y autenticidad de los datos comprimidos, la compresión zk utiliza pruebas de conocimiento cero (pruebas zk). Estas pruebas validan la precisión y la integridad de los datos sin revelar su contenido real, lo que garantiza que incluso los datos comprimidos permanezcan seguros y verificables.

por favor, tenga en cuenta que la compresión zk no es una solución l2 sino una actualización para mejorar la eficiencia de almacenamiento de datos en Solana.

La compresión zk no es un rollup de capa 2 porque, a diferencia de las soluciones l2, la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado en la compresión zk se realizan directamente en la cadena de capa 1 (l1), en este caso, solana.

La diferencia clave radica en dónde se gestionan la ejecución y el estado. Con los zk rollups, estos procesos ocurren en una cadena auxiliar, que envía periódicamente compromisos y pruebas a la cadena principal L1. En contraste, la compresión zk mantiene toda la ejecución y el estado en Solana en sí, en lugar de en una cadena separada.

Esta diferencia fundamental significa que mientras que zk rollups transfieren algunos procesos a una capa secundaria para mejorar la escalabilidad, la compresión zk optimiza el almacenamiento de datos directamente en la cadena de bloques primaria sin crear una capa separada para la ejecución.

principales diferencias entre zk rollups y compresión zk en ethereum y solana

las principales diferencias entre los zk rollups en ethereum y la compresión zk en solana están fundamentalmente arraigadas en su enfoque para mejorar la escalabilidad de la cadena de bloques y optimizar el almacenamiento de datos:

1. Ejecución y gestión del estado:

• zk rollups: la ejecución de transacciones y el almacenamiento de estado se realizan en una cadena auxiliar, separada de la red principal de Ethereum. La 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 ocurren directamente en la capa 1 (l1) de la cadena, que es Solana en este contexto. No hay una cadena auxiliar separada involucrada.

2. manejo de datos en la cadena:

• zk rollups: solo se envían pruebas criptográficas y datos de resumen mínimos a la ethereum mainnet para su verificación. Este enfoque minimiza la carga computacional en la mainnet.
• compresión zk: solo se almacena en la cadena de bloques de Solana la 'huella digital' (hash) de los datos comprimidos y la correspondiente prueba zk. Esto reduce significativamente la cantidad de datos almacenados en la cadena, lo que a su vez reduce los costos de almacenamiento.

3. privacidad e integridad:

• zk rollups: utilizan pruebas zk-snark (argumento conciso no criptográfico del conocimiento) para garantizar la validez de las transacciones sin revelar datos detallados de la transacción. esto mantiene la privacidad mientras se asegura la ethereum mainnet.
• compresión zk: combina la compresión de datos con zk-pruebas para optimizar el almacenamiento de blockchain mientras demuestra matemáticamente la integridad de los datos comprimidos. asegura que los datos descomprimidos coincidan con los originales sin revelar el contenido, preservando así la privacidad.

4. naturaleza de la solución:

• zk rollups: consideradas soluciones de escalado de capa 2 (l2) ya que descargan la ejecución de transacciones y la gestión del estado a una cadena secundaria, mejorando la escalabilidad y reduciendo costos en la mainnet.
• Compresión zk: no se clasifica como una solución de rollup de capa 2, sino como una actualización para mejorar la eficiencia de almacenamiento de datos directamente en la cadena de capa 1 de Solana. Optimiza los costos de almacenamiento sin introducir una capa de ejecución separada.

conclusión

En resumen, ambas perspectivas sobre el escalado destacan la importancia de un enfoque equilibrado para garantizar que las redes de blockchain puedan crecer de manera sostenible mientras mantienen sus principios fundamentales.

Los logros de Solana en este sentido ofrecen un caso convincente para la adopción de soluciones avanzadas de escalado en toda la industria blockchain, allanando el camino para una adopción más amplia e innovación.

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