No creas en el FUD: Ethereum puede escalar

Hunter Hillman es el director de crecimiento de Connext. Steven McKie es cofundador de Amentum Capital. Eric Olszewski es desarrollador de Ethereum y cofundador de Committed..

En los últimos meses, hemos observado una cantidad significativa de artículos que proclaman el inminente fracaso y colapso de la plataforma Ethereum debido a su incapacidad para escalar y a su falta general de captación de usuarios. Esto no es sorprendente; con muchas tecnologías emergentes, observamos un ciclo de expectación similar. En el famoso modelo de Gartner, al «pico de expectativas infladas» le sigue rápidamente el «punto bajo de la desilusión».

En el caso de Ethereum, hemos superado el primero y estamos bien encaminados para superar el segundo.

Las preocupaciones planteadas en estos artículos son legítimas, pero generalmente ignoran el asombroso progreso que se logra a diario en cuanto a escalabilidad. No, Ethereum no puede escalar para convertirse en una computadora global en su estado actual. El rendimiento es bajo y el costo es exorbitante. Sin embargo, estos problemas se anticiparon y se comprendieron bien desde antes del lanzamiento de Ethereum como blockchain. En este artículo, analizaremos las diversas soluciones que se han creado en los últimos años para abordar estas limitaciones.

En medio de la burbuja de las ICO, los altos volúmenes de transacciones saturaron la red y elevaron el precio del GAS, la pequeña cantidad de ether necesaria para impulsar las transacciones. Esto planteó desafíos de escalabilidad, que los desarrolladores de Ethereum conocían bien y ya habían comenzado a abordar, aunque la atención de los medios de comunicación podría hacer pensar lo contrario.

Si bien el escalamiento de Ethereum puede ser un mundo nuevo y valiente para algunos, las opciones para abordar el rendimiento han estado en los radares de los desarrolladores durante años:

• Escalar Ethereum para poder manejar la mayor carga de transacciones (por ejemplo, a través de las actualizaciones conocidas como Serenity y Casper).
• Reducir la carga en la cadena principal moviendo la mayor parte de las transacciones a una segunda capa y utilizando solo la capa base durante la liquidación de las transacciones (por ejemplo, canales de pago, canales estatales, Plasma y cadenas laterales)

Las soluciones de "Capa ONE", como la fragmentación y Casper, han estado en la hoja de ruta de Ethereum durante varios años, pero se han visto afectadas por múltiples contratiempos que han impedido un progreso significativo en su implementación y desarrollo. Incluso después de estas mejoras, seguirán siendo necesarios mecanismos de escalado de "Capa Dos" que proporcionen un mayor rendimiento, transacciones privadas y comisiones por transacción más bajas.

Antes de profundizar en las diversas soluciones de Capa Dos, le pedimos que considere Ethereum como una capa de liquidación global, en lugar de una computadora global. Esto significa que Ethereum sirve para liquidar todas las transacciones realizadas fuera de la cadena principal y, en consecuencia, para ejecutar las transferencias de valor. Es en este caso de uso, donde la blockchain actúa como un tercero imparcial para el arbitraje, donde operan todas las soluciones de Capa Dos.

En un nivel alto, cualquier solución de capa dos sigue esta fórmula, o alguna variación de ella:

• Dos o más partes acuerdan un conjunto de reglas según las cuales deberán unirse y salir de una solución de Capa Dos.
• Estas partes luego codifican esas reglas en un contrato inteligente que requiere que cada parte realice un depósito de seguridad.
• Después de realizar sus depósitos de seguridad, todas las partes pueden operar entre sí fuera de la cadena mientras envían actualizaciones intermitentes al contrato inteligente en la cadena.
• Cuando una o más partes desean salir de la solución de capa dos, generalmente proporcionarán alguna prueba criptográfica que sea una representación precisa del depósito de seguridad restante de cada parte.
• Existe un período de impugnación en el que la prueba puede ser impugnada y desechada. Si transcurre dicho período, las partes relacionadas abandonarán la solución de capa dos con sus saldos actualizados.

Innovaciones de Capa Dos como Plasma y los Canales de Pago/Canales de Estado, algunas de las cuales ya procesan pagos reales en producción, facilitarán la mayor parte de las transacciones de Ethereum . Escalar una blockchain pública (en particular, una con un mecanismo de consenso tan robusto) es, sin duda, difícil. Pero no es imposible; de ​​hecho, la compatibilidad con contratos inteligentes y la máquina virtual de Ethereum (EVM) permiten nuevas soluciones de escalado y una mayor extensibilidad que otras cadenas que intentan escalar mediante una segunda capa con scripts basados ​​estrictamente en salidas de transacciones no utilizadas (UTXO), que, por diseño, no son tan extensibles (un conjunto diferente de ventajas y desventajas, como todo en informática).

Las dificultades de las aplicaciones distribuidas (dapps) para retener a los usuarios son bien conocidas. Sin embargo, años de investigación e implementación de escalado están permitiendo la experiencia de usuario y la baja latencia necesarias para soportar dapps con un alto número de usuarios activos mensuales (MAU).

En resumen, las soluciones de capa dos de Ethereum están casi listas para su momento PRIME , con empresas como Centavoy Spankchain (advertencia:No apto para el trabajo), y otros, que ya prestan servicios a usuarios en la blockchain activa, están listos para revertir la narrativa de que Ethereum no puede escalar. Las siguientes secciones analizan las limitaciones de los métodos de escalado tradicionales, ampliamente promocionados, y defienden el conjunto de soluciones robustas y generalizables de Ethereum.

Métodos de escalamiento tradicionales

La mayoría de los métodos de escalamiento tradicionales se basan en la observación de que muchas interacciones no requieren un consenso riguroso para ser consideradas definitivas por las partes involucradas. Por ejemplo, si un minorista y un cliente acuerdan que un servicio se prestó satisfactoriamente a cambio de un pago específico, no hay razón para que se produzca una confirmación por parte de terceros, cuartos o quintos.

Lo que importa son dos factores: (i) la certeza de que el pagador cumplirá su parte del trato, y (ii) que ni el pagador ni el beneficiario tengan que confiar en que un tercero ejecutará fielmente la transacción en su nombre.

Este marco nos permite considerar el escalamiento fuera de la cadena, donde las transacciones se realizan fuera de la cadena de bloques principal y posteriormente se liquidan en la cadena. Para cumplir con (i), los pagadores deben comprometerse criptográficamente e irrevocablemente a transferir fondos; para cumplir con (ii), dichos fondos deben transferirse de forma confiable y la transacción debe ser ejecutable en la cadena de bloques si es necesario.

Estos criterios sustentan la red Lightning de Bitcoin, que (con razón) ha recibido una amplia cobertura mediática. Imagínenselo como la cuenta de un bar: los participantes acuerdan pagar pequeñas cantidades a lo largo de una noche, pero solo liquidan al final. Esto es, por supuesto, una simplificación excesiva de la red Lightning; se puede encontrar una explicación más detallada.aquí.

Lightning es innegablemente beneficioso para Bitcoin y tiene un gran potencial para el escalado de Capa Dos. Debido en parte a la amplia cobertura mediática, Lightning suele considerarse la panacea para los problemas de escalado de Bitcoin. Mientras tanto, ha habido numerosos artículos que elogian las "cadenas de bloques que destruyen Ethereum" y opinan que Ethereum es incapaz de escalar. En pocas palabras, esto es un error.

En primer lugar, Ethereum es más que capaz de escalar el volumen de pagos de forma muy similar a Lightning. Los canales de pago basados ​​en contratos de tiempo bloqueado con hash (HTLC) son tan viables en Ethereum como en Bitcoin. De hecho, Ethereum permite estrategias multisalto más innovadoras y fáciles de usar que bBitcoin, y su implementación es mucho más sencilla.

Dado que Bitcoin utiliza un modelo UTXO, los fondos deben transferirse mediante métodos tradicionales de mensajería criptográfica para realizar transacciones (incluso fuera de la cadena). En cambio, el sistema de saldo de cuentas de Ethereum permite actualizaciones de saldo fuera de la cadena más sencillas y económicas.

Por ejemplo, Connextimplementación de canales de pago(que ha sidoProcesamiento de pagos en producción para SpankchainDurante casi unos meses, utiliza "hilos", una implementación multisalto que permite a las partes intercambiar actualizaciones de saldo directamente entre sí, en lugar de depender de un enrutamiento de pagos con hash bloqueado. Este es un enfoque computacionalmente más económico, igual de rápido y seguro, que probablemente se adapte mejor a muchos patrones de transacción que Lightning.

Además, la implementación de interacciones contractuales complejas requiere un BIT esfuerzo, ya que la programación de Bitcoin es algo limitada. El modelo UTXO, si bien es un excelente método para enviar y recibir transacciones firmadas para su verificación en una red basada en blockchain, implica la necesidad de ampliar los scripts para casos de uso más novedosos (por ejemplo, depósitos en garantía).

Con la generalización de Ethereum y la capacidad de crear tokens, registros, activos no fungibles (como CryptoKitties o identificadores digitales para artículos de lujo) y otros estándares de contratos inteligentes aceptados por la comunidad, crear contratos modulares e interoperables que apunten a la EVM es simplemente más sencillo.

Canales de estado generalizados

La compatibilidad con contratos inteligentes y EVM en Ethereum permite una amplia variedad de aplicaciones que actualmente no son factibles en plataformas noTuring-completo plataformas como Bitcoin, debido a su arquitectura y decisiones de diseño, que reducen su superficie de ataque general, lo que a su vez pone mayor foco en su caso de uso de pagos peer to peer sin permiso como su característica más promocionada.

Sin embargo, debido a que los scripts Turing-completos son más complicados de ejecutar que las transacciones simples, estas capacidades aumentan la congestión general en Ethereum (y hacen que el tamaño de la estadocrecer a un ritmo mucho más rápido).

Ya hemos analizado cómo los canales de pago pueden reducir las tarifas y la latencia de los pagos entre pares, pero Ethereum admite una lógica de transacciones mucho más compleja que los canales de pago no abordan.

Sin embargo, los Canales de Estado Generalizados proponen una solución a los problemas de escalabilidad asociados con las interacciones contractuales complejas. Actualmente, las interacciones contractuales con estado que habilitan los casos de uso por los que Ethereum es conocido deben ejecutarse en la blockchain. Muchos defensores de Ethereum piensan que, a medida que se implementan más contratos, llamadas de función saturará lentamente la red y disparará los precios del GAS .

El escalamiento de la Capa ONE , que ha recibido la gran mayoría de la cobertura de los medios, pregunta cómo podemos acomodar más de estas interacciones complejas en la cadena de bloques en vivo, o red principal; las soluciones de la Capa Dos, como los Canales de Estado Generalizados y Plasma (más sobre esto más adelante), preguntan cómo podemos mover más de estas funciones fuera de la cadena, mientras conservamos la seguridad e integridad que nos proporciona la red principal (dadas ciertas compensaciones).

La seguridad de los canales de pago depende de la capacidad de cada parte de conectarse a la cadena de bloques y usar un contrato inteligente para resolver disputas. Es decir, los canales de pago permiten que dos partes actúen como si estuvieran realizando transacciones en la cadena de bloques, aunque no T.

Dado que pueden conectarse a la cadena en cualquier momento (ya que las actualizaciones de saldo que FORTH representan el peso de las transacciones en la cadena), en caso de disputa, el contrato simplemente decide qué actualización de saldo es la más reciente consultando la cadena de la red principal. Sin embargo, la resolución de disputas en la cadena es costosa en tiempo y GAS, por lo que los actores racionales evitarían esta situación. Además, si la mayoría de los canales estatales utilizan estándares seguros y auditados, podemos crear sistemas interoperables con una rápida finalización, sujetos a las mismas garantías criptográficas que las interacciones en la red principal, con un coste de GAS drásticamente reducido, casi nulo.

Instanciación contrafáctica

Este enfoque plantea la pregunta: si podemos incentivar a las partes a comportarse como si existiera un contrato simple en la cadena, ¿podemos hacer lo mismo con una lógica más compleja? Una estrategia se conoce como instanciación contrafáctica.

Existen diferentes implementaciones, pero todas giran en torno al mismo principio: el estado se transmite al marco generalizado una vez al inicio y puede manipularse según un contrato especificado (pero no implementado) al abrir el canal. Los casos de disputa también se resuelven mediante el contrato. Sin embargo, dado que los participantes pueden acceder a la cadena e invocar el contrato, todos están incentivados a actuar como si existiera.

Los efectos de los canales de estado generalizados listos para producción que aprovechan la instanciación contrafáctica serán dobles:

• Las operaciones que involucran contratos que ahora pueden instanciarse contrafácticamente ocurrirán fuera de la cadena; el volumen de contratos implementados disminuirá en comparación con el statu quo. Esto reducirá la congestión de la red, lo que beneficiará a los contratos que deben implementarse en la cadena.
• Las operaciones que ocurren fuera de la cadena en los canales de estado generalizados no incurren en tiempos de confirmación o tarifas de GAS ; esto mejorará radicalmente la experiencia del usuario y permitirá que Ethereum (en su conjunto) se adapte a un volumen de transacciones órdenes de magnitud mayores.

Conectar,Contrafactual,Perún, y otros trabajan activamente en marcos de Canales de Estado Generalizados que abordarán directamente la congestión de la red, la experiencia del usuario y los problemas de costo que muchos consideran los talones de Aquiles de Ethereum. Estas soluciones se habilitan mediante la funcionalidad de contratos inteligentes, son significativamente más extensibles que las soluciones de escalado basadas en UTXO, mantienen la seguridad de la cadena de bloques subyacente y tienen el potencial de abrir los nuevos Mercados y oportunidades de negocio que promete Ethereum. Creemos que los Canales de Estado Generalizados tienen el potencial de ser tan transformadores para Ethereum como Serenity; ya sea por la poca accesibilidad a la información o por una publicidad inadecuada, no han recibido la atención que merecen.

Iluminación

Lightning fue el punto de partida para los canales de pago basados en UTXO,intercambios atómicosY más. El trabajo realizado por Olaoluwa Osuntokun, Joseph Poon y todo el ecosistema de investigadores e ingenieros especializados en rayos es impresionante.

Hay algunas implementaciones funcionales del protocolo y la especificación Lightning, incluido el proyecto LND (de Lightning Labs, dirigido por su científico jefe, Olaoluwa y escrito en el lenguaje de programación Go) y elProyecto C-lightning(escrito en C).

Además de emocionantes novedades como "Watchtowers" (servicios que vigilan sus canales de pago para detectar fraudes y permanecen en línea para que su nodo no tenga que estarlo, a cambio de una tarifa),Monedero Neutrino(El cliente ligero experimental de Lightning Labs, también escrito en Go), hay una serie de otras mejoras en desarrollo a medida que se amplía la especificación de Lightning yLa comunidad de desarrolladores madura y crece.

Actualmente, parte de la investigación ardua se centra en: empalme (depósito/retiro parcial y despliegue de canales paralelos); Wumbo (eliminación del límite de capacidad del canal); pagos de múltiples rutas (dividir un pago en varios, lo que permite enrutarlo por múltiples rutas; piense en fragmentación); destinos ocultos (rutas públicas para pagos a canales privados) y se está realizando un trabajo arduo de forma repetida en conferencias y por equipos independientes en todo el mundo.

El trabajo del equipo de Lightning y el escalado de cadenas basadas en UTXO, utilizando implementaciones de Cripto de vanguardia, es una hazaña considerable y no puede subestimarse. A menudo, el problema radica en que se intenta comparar directamente las medidas de escalado de Capa Dos de Lightning y Ethereum utilizando metodologías similares que no consideran las ventajas y desventajas ni las capacidades únicas que ofrecen ambas soluciones, debido a la arquitectura única de la cadena raíz subyacente (es decir, el modelo UTXO frente al modelo de cuentas de Ethereum).

Plasma

Los canales de estado generalizados no son la única opción para escalar Ethereum. Plasma es una solución de escalado de segunda capa que, en conjunto con los canales de estado, busca proporcionar mayor rendimiento y firmeza, pero con algunas desventajas adicionales.

Piense en Plasma como una especie de "protocadena", que busca imitar lo más posible la integridad y seguridad de la cadena raíz, solo que con un componente de costo variable, que normalmente es más alto que cuando se compara con los canales de estado (debido a la replicación de más de la funcionalidad de la cadena principal en un nuevo sustrato encima de ella).

Plasma toma la totalidad del estado fuera de la cadena y mantiene un estado completo del mismo, cifrado en la cadena principal raíz (que tiene su propio conjunto de compensaciones de riesgos, aunque esto se mejora constantemente a través de investigaciones adicionales).

Aunque el rendimiento puede ser mayor que el de la cadena principal, a diferencia de los canales estatales donde no hay un algoritmo de consenso formal, las cadenas Plasma pueden traer su propio algoritmo de consenso único, completo con sus tiempos de bloque personalizados también (que poseensu propia serie de compensacionesAunque el rendimiento y la finalidad no son tan rápidos, son mucho más accesibles en comparación con los canales de estado, ya que cualquiera puede acceder al estado transmitido de la cadena raíz y unirse, mientras que los canales de estado solo están disponibles para las contrapartes acordadas (en la mayoría de las implementaciones actuales). Además, los canales de estado dejan de estar disponibles tras el cierre de un canal, lo que los convierte en máquinas económicas con una vida útil limitada, ya que están diseñados específicamente para ser semipermanentes.

Sin embargo, en Plasma, dado que es necesario guardar cada interacción de estado en la cadena raíz desde la cadena hija, estos costos son mayores según la versión de Plasma que se implemente. Con los avances en la mejor implementación de Plasma que se producen regularmente en muchos equipos de todo el mundo, estamos seguros de que surgirá un estándar común con un conjunto sensato de compensaciones que se pueda aplicar a una amplia gama de casos de uso.

El poder de los estándares interoperables

La liquidez sin custodia, y cómo transmitirla de la manera más eficiente y segura en una variedad de escenarios diferentes que involucran a múltiples participantes, es un Explora en curso que continúa expandiendo la ciencia emergente de la criptoeconomía y cómo los diversos mecanismos operan en condiciones adversas.

Estándares como ERC-20 (para tokens) y ERC-721 (para activos no fungibles) hacen que la tecnología de escalabilidad de capa dos de Ethereum y las dapps sean más seguras socialmente, dado que existen normas y mejores prácticas aceptadas por la comunidad en torno a qué estándares implementar para ciertos casos de uso. Esto es especialmente importante cuando estos diversos estándares, que eventualmente buscan interactuar fluidamente entre ONE para permitir las Finanzas descentralizadas, pueden comunicarse de forma interoperable, con mínima fricción y costo.

Esas interacciones sin fricciones y economías que surgen de la novedosa interoperabilidad entre tokens, activos no fungibles y escalabilidad de capa 2 crean mayor seguridad para la gran red Ethereum , porque todos los participantes están ahora entrelazados en una actividad económica compleja en las capas adicionales que están por encima de ella; todo construido sobre estándares seguros, que fueron auditados y aceptados por la gran comunidad técnica.

La importancia de la arquitectura sin custodia, combinada con la vía de menor resistencia hacia la funcionalidad más extensible y generalizable, es innegable. Estos son componentes y elementos primitivos cruciales para dar vida a nuevas y novedosas máquinas económicas que, debido al coste, la regulación y las limitaciones computacionales, se creían imposibles de implementar en el mundo real.

Es hora de una nueva narrativa

Escalar cadenas de bloques es difícil, y Ethereum no es la excepción. Pero ensalzar las cadenas de bloques "destructoras de Ethereum", o sus alternativas preexistentes, simplemente porque Ethereum supuestamente no puede escalar, minimiza el notable trabajo que la comunidad de Ethereum está realizando en la Tecnología de Capa Dos. Las soluciones de Capa ONE están en desarrollo y probablemente transformarán la red en el futuro, pero las soluciones de Capa Dos están llegando al mercado ahora.

La idea de que Ethereum no puede escalar y de que las soluciones de Capa ONE son los únicos planes para escalar la red son tediosas y se desmienten activamente en entornos de producción a diario. Hoy en día, Ethereum es una plataforma lenta e imparable para el dinero programable; el potencial de un sistema así es evidente. Se podría construir un sistema financiero completamente nuevo sobre Ethereum, y las soluciones de Capa Dos allanarán el camino para nuevos Mercados radicales que aprovechen esta plataforma financiera descentralizada.

La transferencia de valor, la gobernanza, nuevos tipos de Mercados y estructuras de incentivos, la coordinación comunitaria e incluso la correcta implementación de la Regulación fiscal son posibles en Ethereum. Los desarrolladores de Ethereum ven este futuro y están desarrollando las dapps necesarias para hacerlo realidad. Otros desarrolladores de Ethereum están desarrollando los protocolos para que la red sea utilizable a una escala lo suficientemente grande como para marcar el comienzo de ese futuro.

Este artículo no pretende criticar las implementaciones alternativas de blockchain, muchas de las cuales están impulsando la investigación criptográfica de vanguardia, como se mencionó anteriormente. Tampoco defiende las ICO, la propaganda y la publicidad engañosa.

Más bien, se trata de un argumento a favor de la escalabilidad de Ethereum , de un futuro económico descentralizado que utiliza la cadena de bloques de Ethereum como capa de liquidación y facilita la mayor parte de las transacciones con tecnologías de capa dos.

Es un caso de Ethereum que estamos viendo, y que esperamos que obtenga el reconocimiento que se merece ante el público y vea la luz del día.

Imagen de Ethereum a través de los archivos de CoinDesk .