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Disponibilidad de datos (DA): solución DA Framework de zkLink Nexus

El zkLink Nexus recientemente actualizado es una solución de middleware comercial

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zkLink, una infraestructura comercial unificada de múltiples cadenas impulsada por tecnología a prueba de conocimiento cero, reveló recientemente un nuevo producto llamado zkLink Nexus, que es una innovadora renovación estratégica de zkLink Origin, nuestra primera creación, la infraestructura acumulativa ZK de capa 2.5.

El zkLink Nexus recientemente actualizado es una solución de middleware comercial que vincula múltiples paquetes acumulativos de Ethereum ZK.

Además, zkLink Nexus permite la validación de bloques entre cadenas y la verificación de la corrección de la disponibilidad de datos (DA) en Ethereum, lo que permite a los usuarios y desarrolladores tener flexibilidad para seleccionar sus soluciones DA, incluida la interoperabilidad con EIP-4844, Celestia, EigenDA, Avail, y otros.

En este artículo, abordaremos los diferentes enfoques que está adoptando la industria del rollup de Capa 2 con respecto al problema de DA y describiremos las ventajas y méritos del diseño de arquitectura DA exclusivo de zkLink Nexus.

Introducción al concepto de disponibilidad de datos (DA)

Blockchain y los contratos inteligentes fueron revolucionarios porque reconocieron los problemas dentro de la pila tecnológica Web2 donde los usuarios solo podían confiar en que los proveedores de Internet centralizados y los gigantes tecnológicos de las redes sociales salvaguardarían sus datos, sin tener ningún acceso a ellos.

Ethereum, en particular, buscó resolver este problema y posteriormente llevó la máxima “No confíes, pero verifica” al léxico convencional. Esta máxima está en el corazón del concepto de disponibilidad de datos (DA) de blockchain.

Por definición, la disponibilidad de datos (DA) se refiere a la confianza que tiene un usuario de que los datos necesarios para verificar un bloque están disponibles para todos los participantes de la red.

En la cadena de bloques Ethereum en particular, la disponibilidad de datos es relativamente simple y segura porque los nodos (completos) descargan una copia de todos los datos en cada bloque, y los “datos” tienen que estar “disponibles” para que los nodos los descarguen; el bloque contendrá datos faltantes o puede contener datos no válidos y no se agregará a la cadena de bloques.

Sin embargo, la cadena de bloques Ethereum se enfrenta al trilema de la cadena de bloques de no poder escalar, ser segura o descentralizarse simultáneamente sin hacer una compensación.

Este problema, en particular, con respecto a la escalabilidad y las velocidades de transacción, dio lugar al surgimiento de cadenas de bloques modulares y soluciones de escalamiento acumuladas de Ethereum de Capa 2.

Sin embargo, las soluciones acumulativas de Ethereum Layer 2 enfrentan un problema de disponibilidad de datos diferente y único, ya que no descargan ni procesan los datos de las transacciones por sí mismas.

Entonces, profundicemos en el debate sobre DA, evalúemos el enfoque del mercado de Capa 2 y expliquemos cómo zkLink Origin y zkLink Nexus abordan DA para mejorar la industria.

El enfoque de paquete acumulativo

Por el momento, ya hay varios paquetes acumulativos de Ethereum activos en el mercado: Optimism, Arbitrum, zkSync Era, Linea y Crescent.

Según sus mecanismos de prueba, se pueden clasificar en paquetes acumulativos optimistas o paquetes acumulativos ZK. Por ejemplo, Optimism y Arbitrum entran en la categoría de paquetes acumulativos optimistas, mientras que zkSync Era y Linea se clasifican como paquetes acumulativos ZK.

Además, dependiendo de si tienen control sobre una cadena canónica, se pueden clasificar como acumulaciones soberanas y acumulaciones de contratos inteligentes. Crescent, por ejemplo, entra en la categoría de acumulaciones soberanas, mientras que Optimism, Arbitrum, zkSync Era y Linea pertenecen a acumulaciones de contratos inteligentes.

Como la primera solución de middleware multicadena diseñada específicamente para el comercio, zkLink ha implementado un protocolo acumulativo ZK de contrato inteligente.

Actualmente, zkLink Origin se ha implementado en múltiples cadenas, incluidas Polygon, Avalanche, BSC, zkSync Era, Linea, Optimism y Arbitrum.

zkLink Origin: una solución DA asequible y segura

En zkLink Origin, los datos de cada bloque incluyen depósitos y retiros de múltiples cadenas, como se muestra en el siguiente diagrama:

Este bloque contiene operaciones en cadena de múltiples cadenas, incluidas Polygon, Avalanche, BSC y Ethereum. Inicialmente, zkLink enviaría datos de bloque a cada cadena, haciendo de cada cadena una opción de disponibilidad de datos (DA), como se muestra en el siguiente diagrama:

Sin embargo, existen costos (tarifas) relacionados con la elección de ciertas soluciones DA. En particular, la tarifa en cadena presentada para cada bloque es la suma de las tarifas en cadena de cada cadena individual, como se muestra en la siguiente ecuación matemática:

Como resultado, en comparación con los paquetes acumulativos de ZK como zkSync Era, que solo se vinculan a Ethereum, zkLink tiene tarifas en cadena significativamente más altas.

Sin embargo, más tarde, nos dimos cuenta de que no es necesario que todas las cadenas envíen datos de bloque completos y que es suficiente que solo una cadena los envíe, lo que llevó a la introducción de un nuevo modo de envío de datos: envío comprimido.

En el modo de envío comprimido, solo se envían los datos de transacciones dentro de la cadena relevantes para la cadena nativa, mientras que las transacciones dentro de la cadena de otras cadenas y todos los datos de las transacciones fuera de la cadena se recortan, como se ilustra en el siguiente diagrama:

En este punto, aquí solo Polygon se considera una capa de disponibilidad de datos (DA), mientras que las otras cadenas solo sirven como capas de liquidación y consenso. Debido a que los datos enviados a cadenas costosas como Ethereum se reducen significativamente, en correlación, las tarifas generales en cadena de zkLink también se reducen considerablemente, lo cual fue positivo.

zkLink Nexus: una solución extremadamente segura

Si bien zkLink Origin logró avances significativos en términos de seguridad y costo, todavía había algunos compromisos y factores adicionales que debían considerarse, como la necesidad de introducir componentes de comunicación entre cadenas como LayerZero para completar la verificación de bloques entre cadenas de zkLink.

Sin embargo, incluso con el envío de datos de bloques recortados a Ethereum, el costo se mantuvo relativamente alto, lo que no cumplió con las demandas del comercio de derivados de alta frecuencia.

A pesar de este problema, había una solución. Gracias a los incansables esfuerzos de nuestro equipo, presentamos de forma creativa zkLink Nexus, la primera solución de middleware que conecta múltiples paquetes acumulativos de Ethereum ZK.

En zkLink Origin, la seguridad de la liquidación, el consenso y la disponibilidad de datos dependían de la cadena menos segura.

Pero este problema ahora ha mejorado sustancialmente en zkLink Nexus, hasta el punto de que se puede decir que hereda la seguridad de Ethereum.

zkLink Nexus elimina la dependencia de componentes de comunicación entre cadenas de terceros y, debido a que se limita a vincular paquetes acumulativos de ZK en Ethereum, como Linea, zkSync Era, Starknet, etc, puede usar Ethereum directamente para verificación entre cadenas de bloques.

Si bien zkLink Nexus no se vincula directamente a Ethereum, puede facilitar las transferencias de activos hacia y desde Ethereum a través de los componentes de comunicación de mensajes oficiales de los ZK-rollups.

Esto garantiza que zkLink Nexus aún pueda acceder a los activos en Ethereum y al mismo tiempo mantener los costos en cadena dentro de un rango aceptable para el comercio de derivados de alta frecuencia.

EIP-4844

Actualmente, todos los paquetes acumulativos de ZK utilizan los datos de llamada de Ethereum como disponibilidad de datos (DA), y pasarán gradualmente a transacciones con blobs una vez que EIP-4844 esté activo. En zkLink Nexus, todas las cadenas solo necesitan realizar envíos comprimidos, con los datos completos del bloque almacenados en Ethereum, como se muestra en el siguiente diagrama:

En la fase de verificación de bloques entre cadenas, zkLink Origin solo necesita verificar la coherencia de los hashes de sincronización en las diferentes cadenas, mientras que zkLink Nexus también requiere la verificación de las pruebas KZG para garantizar la exactitud de los datos del bloque enviado.

Otras soluciones DA en la industria

El desarrollo de la tecnología blockchain modular está prosperando actualmente y tener DA como una capa separada puede ofrecer un mayor rendimiento, menores costos y confirmaciones más rápidas.

Sin embargo, zkLink Nexus puede integrar DA modulares como Celestia, EigenDA, Polygon Avail y otros. En este caso, los datos completos del bloque se enviarán al proveedor de DA y la verificación de la exactitud de los datos del bloque se llevará a cabo en Ethereum. Tomando a Celestia como ejemplo, como se muestra en el siguiente diagrama:

Durante la fase de verificación de bloques entre cadenas, Ethereum realizará comprobaciones de coherencia de los datos del bloque basadas en las pruebas de DA proporcionadas por zkLink y la información fuera de la cadena de DA proporcionada por Celestia.

Pero en comparación con EIP-4844, almacenar datos en un DA de terceros es significativamente más rentable. Sin embargo, debido a la introducción de datos fuera de la cadena del DA de terceros, puede haber una disminución en la seguridad, lo que no debe descartarse fácilmente.

Conclusión

La disponibilidad de datos (DA) juega un papel fundamental en el sistema acumulativo. En particular, DA es esencial en situaciones en las que el sistema acumulativo no logra brindar servicios de manera efectiva porque otorga a los usuarios la capacidad de recuperar el sistema reproduciendo el historial de transacciones almacenado en la capa DA.

Además, cuando una cadena pública como Ethereum presenta un alto grado de descentralización y posee una gran capitalización de mercado, mayor es su seguridad como solución de disponibilidad de datos (DA).

Sin embargo, este beneficio también conlleva un aumento de los costes de almacenamiento asociados. Por lo tanto, lograr un equilibrio entre seguridad y rentabilidad es la consideración crítica para todos los sistemas acumulativos al elegir su solución DA.

zkLink, que se especializa en paquetes acumulativos centrados en transacciones, se dedica a la máxima búsqueda de la seguridad. Como resultado, exploramos y experimentamos continuamente con enfoques de soluciones DA más económicos, con el objetivo final de lograr menores costos de transacción para los usuarios.

Descargo Responsabilidad

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