¿Qué son las capas 2 y por qué son importantes?

Para comenzar, debemos definir qué es una capa 1: una red de capa 1 es la capa base o la infraestructura subyacente de una cadena de bloques . También conocida como red principal o “mainnet”, no solo define las reglas Core del ecosistema, sino que también puede validar y finalizar transacciones, como se ve en ejemplos como Ethereum, Bitcoin y Solana.

Las cadenas de bloques de capa 1 a menudo comienzan con un énfasis en la descentralización y la seguridad, los cuales son principios Core de cualquier red sólida y (con algunas excepciones) son mantenidos por una red global diversa de desarrolladores y participantes como validadores.

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Debido a la falta de autoridad o supervisión central, estas plataformas requieren que la tecnología en sí tenga una cantidad innata de seguridad para proteger a los usuarios de estafas y ataques. Y debido a esta prioridad en el diseño, sin mencionar los inmensos recursos que se necesitan para mantener un ecosistema completamente funcional, a menudo les ha faltado escalabilidad.

Si bien algunos desarrolladores creen que la incapacidad de lograr un estado de equilibrio entre seguridad, descentralización y escalabilidad es un defecto inexorable de la tecnología (denominado el Trilema Blockchain ), las soluciones de capa 2, como los rollups en Ethereum y la red Lightning en Bitcoin , son una solución utilizada para resolver estos problemas.

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La capa 2 se refiere a un conjunto de soluciones fuera de la cadena (cadenas de bloques separadas) construidas sobre las capas 1 que reducen los cuellos de botella con el escalado y los datos. Piense en ello como la cocina de un restaurante: si cada pedido tuviera que ser realizado por una sola persona de principio a fin antes de que fuera confirmado y entregado, sería un proceso muy lento que solo podría procesar unos pocos pedidos por hora. Pero las capas 2 son como estaciones de preparación: hay una estación para limpiar y cortar los alimentos, una estación para cocinar, una estación que ensambla los platos, que pueden concentrarse y realizar cada tarea de manera mucho más eficiente. Cuando sea el momento adecuado, una última persona puede hacer coincidir cada plato ensamblado con el pedido y confirmarlo antes de enviarlo al destino final (el cliente).

Las plataformas de pago como Visa también utilizan un sistema similar. En lugar de gestionar por separado miles de microtransacciones diarias de un proveedor como Starbucks que obstruirían la red en minutos, Visa las agrupa en lotes que se liquidan en el sistema bancario a intervalos regulares. Luego, los bancos almacenan y clasifican las transacciones a través de su equivalente interno de una capa de liquidación. En este caso, Visa sería una capa 2 y la red más amplia de instituciones y gobiernos que KEEP un registro de las transacciones y definen las reglas de la industria financiera como una capa 1.

Ethereum también utiliza un método similar a través de características como paquetes acumulativos optimistas y de conocimiento cero (ZK) que descargan la carga de administrar transacciones desde la red principal y, por lo tanto, permiten una mayor inclusión y rendimiento de transacciones (mayores transacciones por segundo). Todo lo cual hace que la experiencia del usuario sea más fluida y práctica. Ejemplos de capa 2 en Ethereum incluyen soluciones como ARBITRUM , Optimism , Loopring y zkSync .

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Si bien la descentralización y la seguridad son un modus operandi de la capa 1, o red principal, de Ethereum, la consiguiente popularidad en el mercado a lo largo de los años ha provocado que la red alcance su capacidad actual de poco más de 1,5 millones de transacciones diarias . Además, como la red principal sólo puede procesar alrededor de 15 transacciones por segundo , los períodos de alta actividad de la red a menudo provocan congestión de datos. Esto, a su vez, hace que el Gas (tarifas de transacción) aumente y ralentice el rendimiento de las aplicaciones, como se vio más recientemente en la venta de terrenos virtuales de Yuga Labs Otherside y durante el mercado alcista de 2021.

Para combatir estos problemas, la capa 2 extiende Ethereum como una cadena de bloques separada por encima de la red de la capa 1. Como se mencionó, comunica y ayuda a descargar la pesada carga de las transacciones de la red principal a través de contratos inteligentes que integran y se benefician del sólido modelo de seguridad descentralizado de Ethereum. En esencia, la Capa 1 maneja la seguridad, la disponibilidad de datos y la descentralización, mientras que la Capa 2 maneja el escalamiento relacionado con las transacciones.

En su mayor parte, las cadenas de bloques de capa 1 tienen:

La capa 2 se diferencia por ofrecer:

Como se mencionó, la mayoría de los problemas de escalabilidad están relacionados con la descentralización. A diferencia de los bancos tradicionales que tienen un método cerrado y más eficiente para regular los pagos, las transacciones y la gestión de datos con blockchains deben pasar por una serie de pasos sistemáticos, como la aceptación, verificación y distribución en una red (con miles de participantes), todo ello manteniendo la seguridad. y transparencia.

Como tal, redes como Ethereum deben incluir un diseño en capas y escalable que pueda competir (y eventualmente reemplazar) los canales más optimizados, aunque restringidos, de sistemas como Visa y Mastercard. Las capas 1 y 2 son importantes porque trabajan juntas para lograr el objetivo de hacer que la red sea más rápida y fácil de usar.

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Los protocolos de capa 2 proporcionan un segundo marco donde las transacciones pueden realizarse por separado de la capa 1. Esto significa que una cantidad decente del trabajo que realizaría la cadena principal se puede trasladar a la segunda capa. Las aplicaciones de la capa 2 luego publican los datos de las transacciones en la capa 1, donde están protegidos en el libro mayor y el historial de la cadena de bloques.

Como ocurre con cualquier otra plataforma abierta o cerrada, las de capa 2 también varían en accesibilidad. Algunos pueden usarse para una variedad de aplicaciones, mientras que otros solo atienden los caprichos de un proyecto específico. Dicho esto, varios de los componentes clave que aprovecha la capa 2 incluyen acumulaciones y cadenas laterales .

Un resumen es una solución específica de capa 2 que ejecuta cientos de transacciones fuera de la capa 1, las agrupa en una sola pieza de datos comprimidos y luego publica los datos en la red principal para que cualquiera pueda revisarlos y disputarlos si se considera sospechoso. Al hacerlo, los paquetes acumulativos no solo utilizan la seguridad de Ethereum , sino que también pueden reducir las tarifas del Gas hasta entre 10 y 100 veces.

Aunque todos los resúmenes ayudan con depósitos, retiros y comprobantes de verificación, existen variaciones sutiles en la forma en que los resúmenes, como Optimism y ZK, publican datos en la capa 1.

Los paquetes acumulativos optimistas se ubican en paralelo a la cadena principal de Ethereum , ejecutan todas las transacciones y luego publican los datos en la capa 1. Los usuarios están incentivados a realizar transacciones en estas capas 2 debido a las tarifas competitivamente bajas. Si se sospecha una transacción fraudulenta, se puede impugnar y evaluar mediante pruebas de fraude . En este escenario, el resumen ejecutará el cálculo de la transacción utilizando los datos de estado disponibles. En comparación con los rollups de ZK (que se explican a continuación), esto significa que el tiempo para salir del rollup y retirar fondos a la capa 1 será un poco más largo. Sin embargo, "dentro" del paquete acumulativo, los usuarios seguirán recibiendo una confirmación rápida de la transacción.

En general, los paquetes acumulativos optimistas son compatibles con la máquina virtual Ethereum (EVM) y la solidez, lo que significa que todo lo posible en la capa 1 de Ethereum se puede replicar en la capa 2.

Varios ejemplos de paquetes acumulativos optimistas incluyen ARBITRUM , Optimism y BOBA .

A diferencia de los rollups optimistas, los rollups ZK generan pruebas criptográficas para validar la autenticidad de las transacciones. Estas pruebas (publicadas en la capa 1) se denominan pruebas de validez o SNARK (argumento de conocimiento sucinto no interactivo), o STARK (argumento de conocimiento transparente escalable).

Los rollups de ZK son más eficientes porque mantienen el estado de todas las transferencias en la capa 2, que se actualizan únicamente mediante pruebas de validez. Como los rollups de ZK no necesitan todos los datos de la transacción, es más fácil validar los bloques y transferir ether ( ETH ), el token principal de la cadena de bloques Ethereum , a la capa 1. La prueba de validez (aceptada por el contrato rollup de ZK) ya ha sido verificada. la autenticidad de las transacciones. Dicho esto, no tienen soporte completo para EVM y son más intensivos para ejecutar cálculos para aplicaciones con poca actividad en cadena.

Varios ejemplos de paquetes acumulativos de ZK incluyen DYDX , Loopring y zkSync .

Como se ve en proyectos como XDai y Polygon PoS , una cadena lateral es una cadena de bloques independiente compatible con EVM que se ejecuta en paralelo e interactúa con la red principal a través de puentes . Como utilizan un mecanismo de consenso separado y no están protegidos por la capa 1, técnicamente no se consideran capa 2. Sin embargo, la cadena funciona igual que Ethereum porque modela el EVM. Dicho esto, existen mayores niveles de riesgos en torno a los operadores de cadenas laterales porque los usuarios les confían fondos, en lugar del protocolo Ethereum (o una capa 2 adecuada).

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Validiums , como StarkWare , utilizan pruebas de validez (similares a los paquetes acumulativos de ZK) pero no almacenan los datos en la capa 1. Se pueden ejecutar múltiples cadenas de validez en paralelo entre ONE y cada una de ellas puede procesar aproximadamente 10,000 transacciones por segundo. Sin embargo, como se requieren lenguajes más especializados, el soporte para contratos inteligentes generales es limitado.

Tanto las cadenas laterales como las validiums son cadenas de bloques que se ejecutan en paralelo con Ethereum e interactúan con los activos a través de puentes que se conectan a la red principal. No obtienen seguridad ni datos del propio Ethereum y, por lo tanto, no se consideran una capa 2 adecuada como los paquetes acumulativos Optimistic o ZK. Este es especialmente el caso dadas las posibles implicaciones de seguridad y confianza. Sin embargo, ambos escalan de manera similar a la capa 2 al ofrecer tarifas de transacción más bajas y un alto rendimiento.

Se han creado varios canales de capa 2 para evitar cualquier dependencia excesiva o el posible colapso de una sola parte de la red. Sin embargo, como hemos cubierto las capas 2 principales (acumulaciones optimistas, acumulaciones ZK y cadenas laterales), el ecosistema cambia constantemente y algunas aplicaciones terminan abandonadas, como Plasma y State Channels.

En general, a medida que las capas 2 armonizan y funcionan con todo el ecosistema Ethereum , las diversas opciones, que cualquiera puede crear, ofrecen una gama mayor y más equilibrada de opciones para los usuarios finales. Lo que le falta a una cadena de bloques de capa 2 se puede equilibrar con las ventajas de otra y viceversa. El siguiente es un resumen de las capas 2 más utilizadas:

Un proyecto general de capa 2 refleja el rendimiento y la funcionalidad de la red principal de Ethereum, con tarifas más económicas (Gas). Algunos ejemplos incluyen:

Aunque todavía se está construyendo un nuevo sistema a prueba de fraude, Optimism es un sistema equivalente a EVM que utiliza paquetes acumulativos de Optimistic para hacer que las transacciones sean rápidas, simples y seguras.

Riesgo y análisis: Optimism

ARBITRUM es otro paquete acumulativo optimista que refleja la dinámica de la red principal de Ethereum pero con tarifas de transacción más económicas.

Riesgo y análisis: ARBITRUM

BOBA , bifurcado inicialmente de Optimism , es un paquete acumulativo de Optimistic que tiene como objetivo reducir las tarifas, mejorar el rendimiento de las transacciones y fortalecer la capacidad de los contratos inteligentes.

Riesgo y análisis: https://l2beat.com/projects/bobanetwork/

En comparación, las redes de capa 2 específicas para aplicaciones son más especializadas y se centran en mejorar el rendimiento de un sector de nicho de mercado. Ejemplos incluyen:

Loopring es un paquete acumulativo de ZK que tiene como objetivo proporcionar la misma seguridad que la red principal de Ethereum con más escalabilidad, como un rendimiento aumentado en 1000 veces y costos de transacción reducidos al 0,1% de la capa 1.

Utilizado por plataformas como Binance, zkSync es un paquete acumulativo de ZK de Matter Labs. Ya está disponible en la red principal de Ethereum y admite pagos, intercambios de tokens y acuñación de tokens no fungibles (NFT).

No todos los experimentos o ideas para una capa 2 funcionan. A continuación se muestran algunos ejemplos de proyectos que pretendían resolver un problema pero no lograron ponerse de moda.

Como se indica en una publicación de blog publicada en enero de 2020, la organización de investigación de Ethereum Plasma Group anunció que cesó sus operaciones en su forma actual y donó los fondos restantes a Gitcoin. En su lugar, se tomó la decisión de centrarse en los resúmenes optimistas.

Como se ve en proyectos como Polygon , OMG Network y Gluon, las cadenas de plasma son cadenas de bloques separadas vinculadas a la red principal de Ethereum . Utilizan pruebas de fraude, como paquetes acumulativos optimistas, para regular disputas y gestionar la seguridad. Como son copias más pequeñas de la red principal de Ethereum , también se las conoce como "cadenas hijas". Los árboles de Merkel permiten una pila infinita de estas cadenas que pueden funcionar para ayudar a descargar un gran ancho de banda de datos de las cadenas principales, incluida la red principal. Sin embargo, el plasma no sirve para contratos arbitrarios, sólo para transferencias. Y por lo tanto, junto con problemas como costos elevados y dificultades para retirar fondos de una cadena de plasma, se abandonó en favor de los paquetes acumulativos optimistas.

Los canales estatales son vías abiertas entre dos usuarios que desean comunicarse entre sí mediante transacciones. Al utilizar contratos de firmas múltiples (un tipo de contrato que requiere firmas de múltiples partes para su ejecución), permiten a los participantes realizar transacciones libremente fuera de la cadena y llegar a acuerdos con la red principal. Esto permite un alto rendimiento de transacciones y minimiza la congestión y las tarifas. Dos tipos principales de canales son los canales estatales y los canales de pago. Sin embargo, debido a la rigidez en la necesidad de que los usuarios bloqueen fondos, junto con la falta de soporte para contratos inteligentes de propósito general y aplicaciones DeFi en 2021, también se abandonó en su mayor parte. Según Ethhub , entre los equipos que aún están trabajando en ello se encuentra CelerX Connext Network . Raiden Network también puede estar NEAR o en producción.

Debido al nacimiento de estas plataformas de capa 2, todavía existen riesgos y diversos grados de suposiciones de confianza erróneas en comparación con las transacciones en la red principal. También vale la pena señalar que a pesar de aprovechar la seguridad de la capa 1, las capas 2 solo son verdaderamente seguras si tienen habilitadas las pruebas de fraude, lo cual (al momento de escribir este artículo) no es así.

Los puentes blockchain (que las personas pueden usar para transferir activos a la capa 2) también se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y conllevan un alto grado de riesgo. Con todo esto en mente, se recomienda realizar una debida diligencia exhaustiva a través de recursos como L2BEAT antes de involucrarse con cualquier capa 2. L2BEAT es una plataforma integral de análisis y riesgos comprometida con educar a los usuarios sobre proyectos que coincidan con sus altos estándares y definiciones rigurosas de lo que significa ser. una capa 2.

Lectura adicional: una hoja de ruta de Ethereum centrada en rollups y una guía incompleta de rollups por Vitalik Buterin