Visión general de las soluciones de disponibilidad de datos

En la escalabilidad de blockchain, uno de los principales desafíos que enfrenta Layer 2 (L2) es el problema de la disponibilidad de datos (DA), lo que implica un compromiso entre seguridad y costos. Actualmente, han surgido dos soluciones de DA diferentes: en cadena y fuera de cadena.

Soluciones en cadena: Proto-Danksharding

Las soluciones en cadena se refieren a que L2 continúa utilizando Ethereum como capa DA y se basa en Ethereum para reducir los costos de disponibilidad de datos. Proto-Danksharding (EIP-4844) es el plan de Ethereum para reducir los costos de DA, que introduce un nuevo formato de transacción llamado Blob. Los datos de transacción subidos por L2 se almacenarán de forma no permanente en la capa de consenso de Ethereum en formato Blob, proporcionando una opción de disponibilidad de datos más económica para L2.

Esto significa que Ethereum actuará como un tablón de anuncios en tiempo real, donde los datos en el tablón se eliminarán después de un tiempo, y L2 necesitará almacenar por sí mismo todas las copias de los datos. Se espera que Proto-Danksharding se implemente en la actualización de Ethereum Cancún a finales de este año.

Soluciones fuera de la cadena

Las soluciones fuera de la cadena ya no utilizan Ethereum como capa de disponibilidad de datos, sino que buscan formas más económicas de obtener disponibilidad de datos. Según el grado de descentralización y seguridad, las soluciones fuera de la cadena se pueden clasificar en cuatro categorías:

Validium

Validium es una solución de DA altamente centralizada. En este modelo, los datos de las transacciones son gestionados por operadores centralizados y publicados fuera de la cadena. Aunque este enfoque puede maximizar la privacidad de las partes involucradas en la transacción y reducir al mínimo los costos de DA, también conlleva un alto riesgo. Si el operador fuera de la cadena falla o actúa de manera maliciosa, los fondos de los usuarios pueden no recuperarse.

Comisión de Disponibilidad de Datos (DAC)

Para reducir el riesgo de falla en un solo punto que puede causar un operador único, Validium generalmente se utiliza junto con DAC. DAC es similar a una cadena de consorcio, compuesta por múltiples miembros de nodos de confianza. Estos miembros mantienen copias de los datos de transacciones y hacen públicos los datos en caso de que surja un problema con el operador, facilitando a los usuarios la extracción de fondos.

El costo operativo de un DAC es relativamente bajo, pero desde una perspectiva de seguridad, un DAC pequeño (8-10 personas ) sigue siendo susceptible al robo de claves privadas o acciones maliciosas colectivas, lo que podría resultar en la congelación o el robo de fondos en la cadena.

Volition

Volition es un modo híbrido que permite a los usuarios elegir si los datos de una transacción específica se publican en la cadena o fuera de ella. Por ejemplo, en un DEX que adopta este modo, los usuarios pueden controlar múltiples cuentas y, cuando necesitan realizar transacciones, pueden transferir activos a cuentas de datos fuera de la cadena para realizar transacciones frecuentes y de bajo costo, y después de que la transacción haya finalizado, transferir los activos de vuelta a las cuentas de datos en la cadena.

En comparación con el Validium puro, Volition puede heredar parte de la seguridad de Ethereum.

Solución DA universal

Además de las soluciones de DA fuera de la cadena en el contexto de Ethereum, hay otro tipo de soluciones de DA generales que no solo pueden proporcionar disponibilidad de datos para L2 de Ethereum, sino que también pueden servir a más cadenas y proyectos. Estas soluciones incluyen EigenDA, Celestia, Avail, entre otras.

La implementación técnica de las soluciones DA de tipo general varía, pero la idea general es mejorar la seguridad de la disponibilidad de datos para alcanzar un nivel de seguridad de cadena pública. Tienen sus propios nodos de validación, productores de bloques y mecanismos de consenso, pero no cuentan con funcionalidad de contratos inteligentes.

Introducción al proyecto de la capa DA

En el desarrollo de la blockchain modular, Ethereum prácticamente ocupa el 90% de la participación en la capa de consenso y la capa de liquidación, mientras que la capa de ejecución ha formado inicialmente un patrón de "cuatro patas en equilibrio" tras una intensa competencia. La capa de disponibilidad de datos (DA) aún se encuentra en las primeras etapas, a continuación se presentan algunos de los proyectos de DA más populares:

StarkEx

StarkEx es un marco desarrollado por el equipo de StarkWare que proporciona soluciones de escalabilidad para aplicaciones específicas, así como soluciones de disponibilidad de datos. StarkEx tiene tres modos de disponibilidad de datos: en cadena, Validium y Volition. A diferencia de Validium puro, la solución de Validium que ofrece StarkEx combina DAC para mejorar la seguridad.

Los proyectos que actualmente utilizan StarkEx para proporcionar disponibilidad de datos incluyen dYdX v3, Immutable, Sorare, DeversiFi, entre otros.

zkPorter

zkPorter es una solución de DA fuera de la cadena propuesta en abril de 2021 por el equipo de desarrollo de zkSync, Matter Labs. Es una cadena independiente dedicada a la publicación de datos de transacciones L2, manteniendo la seguridad a través de un mecanismo de consenso PoS. Los titulares de tokens zkSync pueden apostar sus tokens para convertirse en guardianes (Guardians) de zkPorter para validar y firmar bloques.

En la visión de Matter Labs, las cuentas en zkPorter pueden interactuar sin problemas con cuentas o contratos en ZK Rollup (zkSync Era). Desde la perspectiva del usuario, la única diferencia notable podría ser que las tarifas de las cuentas de zkPorter son mucho más baratas.

Cabe destacar que, aunque zkPorter fue propuesto hace unos años, aún no ha habido avances significativos, y Matter Labs no ha divulgado ninguna información sobre la red de pruebas de zkPorter ni sobre el progreso del desarrollo.

EigenDA

EigenDA es un proyecto de capa DA desarrollado sobre EigenLayer. A diferencia de los proyectos DA generales como Celestia y Avail, EigenDA es un middleware que no tiene su propio mecanismo de consenso, su seguridad se obtiene a través del modo de re-staking de los validadores de Ethereum de EigenLayer.

EigenDA es el primer servicio de validación activa en EigenLayer (AVS). Los revalidadores vuelven a apostar ETH en EigenDA para ejecutar servicios de validación de datos y obtener recompensas, mientras que los compradores (L2) publican datos en EigenDA para obtener costos de transacción más bajos y un TPS más alto.

Aunque EigenDA aún no ha lanzado la red de pruebas, ya hay varios equipos planeando integrarlo en L2, como Mantle, Layer N, Offshore, entre otros.

Celestia

Celestia es una cadena de bloques DA de propósito general, que cuenta con sus propios nodos de validación y un mecanismo de consenso PoS. Aunque su costo es más alto en comparación con otras soluciones DA fuera de la cadena, la seguridad se mejora significativamente.

Celestium es una cadena L2 de Ethereum que utiliza Celestia como capa de DA y Ethereum como capa de liquidación y consenso. La forma en que Celestium implementa la disponibilidad de datos es la siguiente:

1. Celestium subirá los datos de prueba a Ethereum, pero publicará los datos de transacción en Celestia;
2. Los nodos de validación de Celestia envían la firma de la prueba de disponibilidad de datos al contrato DA Bridge desplegado en Ethereum para su verificación y almacenamiento;
3. Los contratos L2 en Ethereum pueden acceder a estos datos en cualquier momento.

Celestia ha completado dos rondas de financiación, una ronda semilla de 1.5 millones de dólares en marzo de 2021 y una segunda ronda de 55 millones de dólares en octubre de 2022, con la participación de varios VC reconocidos.

El reciente anuncio del plan de airdrop de Celestia ha vuelto a atraer la atención hacia las cadenas de bloques modulares y la pista de la capa DA. Según el comunicado oficial, Celestia airdropeará TIA (el activo nativo de Celestia) a 7579 desarrolladores y 576653 direcciones en la cadena.

Disponible

Avail fue un proyecto creado por Polygon Labs en 2020 para resolver problemas de disponibilidad de datos, y en marzo de este año se independizó de Polygon, funcionando como una cadena de bloques DA independiente, sin estar limitada a Polygon o Ethereum.

Técnicamente, Avail es un poco más complejo que Celestia, y se espera que la mainnet se lance en el primer trimestre de 2024; actualmente solo hay una testnet. La testnet de Avail ha avanzado a la segunda fase, y los usuarios pueden participar de varias maneras:

1. Obtención de tokens: los usuarios pueden obtener tokens de la red de pruebas AVL para explorar las funciones de staking y nominación;
2. Desarrollo de blockchain: los usuarios pueden desarrollar libremente aplicaciones blockchain modulares o cadenas integradas con Avail;
3. Roles de red: los usuarios pueden elegir unirse a la red de prueba como validadores o clientes ligeros, facilitando el proceso de verificación de datos.

Avail actualmente tiene una actividad de incentivos en la red de pruebas llamada "Clash of Nodes Challenges", pero solo ejecutar un nodo no otorga puntos; es necesario solicitar convertirse en Validator para obtener puntos, y el proceso de solicitud es bastante complicado. Los usuarios comunes en esta etapa pueden esperar la publicación de nuevas tareas.

Resumen y Reflexión

Vitalik mostró en la hoja de ruta futura de Ethereum en 2022 que, después de The Merge, la siguiente fase de Ethereum, The Surge, se centra en reducir aún más el costo de publicación de datos para L2 a través de EIP-4844. Esto significa que Ethereum espera separar solo la capa de ejecución, mientras mantiene la funcionalidad de la capa de DA, la capa de liquidación y la capa de consenso.

Esto también explica por qué los proponentes de la propuesta EIP-4844 y L2BEAT no tienden a reconocer que los proyectos de escalado que utilizan soluciones de DA fuera de la cadena son L2.

Una vez que la actualización de Cancún se complete oficialmente, estos proyectos de capa DA fuera de la cadena (especialmente las cadenas públicas DA) podrían enfrentarse directamente a la competencia empresarial con Ethereum. En ese momento, además de centrarse en costos más bajos, cómo mejorarán su competitividad será una cuestión clave.

Celestia ha elegido emitir tokens en este momento para incentivar a los desarrolladores y las direcciones activas en la cadena, quizás también con consideraciones estratégicas para tomar la delantera y ganar el apoyo de la comunidad. Para los usuarios, es interesante esperar si en la futura competencia de la capa DA aparecerán proyectos importantes como Optimism y Arbitrum.