Introducción a Optimism: Escalando Ethereum con Optimistic Rollup

Optimism es un protocolo de rollup optimista que ofrece una solución para escalar Ethereum sin sacrificar seguridad ni descentralización. El protocolo logra esto al aumentar la capacidad de cómputo y almacenamiento de Ethereum, manteniéndose lo más compatible posible con la infraestructura existente de Ethereum.

Conceptos básicos

¿Qué es la escalabilidad de Ethereum?

La escalabilidad de Ethereum se refiere a la capacidad de la red Ethereum para procesar un mayor número de transacciones útiles. Los recursos limitados actuales de Ethereum, específicamente ancho de banda, cómputo y almacenamiento, dificultan el procesamiento de un alto volumen de transacciones. El cómputo y el almacenamiento son los cuellos de botella más significativos, lo que genera tarifas extremadamente altas. Para escalar Ethereum y reducir las tarifas, es necesario utilizar mejor el ancho de banda, el cómputo y el almacenamiento.

¿Qué es un Optimistic Rollup?

Un optimistic rollup es una técnica de escalado de capa 2 que permite la ejecución de transacciones fuera de la cadena mientras mantiene la seguridad y la descentralización. Los datos de la transacción se envían a la cadena, pero su ejecución ocurre fuera de ella. En caso de un error en la ejecución fuera de cadena, se puede presentar una prueba de fallo en la cadena para corregir el error y proteger los fondos del usuario. Este enfoque es similar a acudir al tribunal solo si hay una disputa, y ejecutar transacciones en la cadena solo si ocurre un error.

¿Qué es la Equivalencia EVM?

La Equivalencia EVM se refiere al cumplimiento completo con la función de transición de estado descrita en el Yellow Paper de Ethereum, que es la definición formal del protocolo Ethereum. Un protocolo de rollup equivalente a EVM se adhiere al estándar Ethereum en todas las EVM, garantizando que los desarrolladores de contratos inteligentes puedan escribir código una vez y desplegarlo en cualquier lugar. Esto significa que cualquier contrato inteligente escrito para la mainnet de Ethereum puede ser desplegado en un protocolo de rollup equivalente a EVM con poca o ninguna modificación.

Optimism = Equivalente EVM + rollup optimista + escalado de Ethereum

Optimism es un protocolo de rollup optimista equivalente a EVM diseñado para escalar Ethereum manteniendo la máxima compatibilidad con la infraestructura existente de Ethereum.

Seguridad

Para escalar Ethereum sin sacrificar la seguridad, Optimism preserva tres propiedades críticas de la capa 1 de Ethereum: vivacidad, disponibilidad y validez.

1. Vivacidad – Cualquiera puede extender la cadena rollup enviando transacciones en cualquier momento.
   • Las transacciones pueden enviarse a la cadena rollup a través del secuenciador o directamente en la capa 1. El secuenciador ofrece transacciones de baja latencia y bajo costo, mientras que enviar transacciones directamente a la capa 1 brinda resistencia a la censura.
2. Disponibilidad – Cualquiera puede descargar la cadena rollup.
   • Toda la información necesaria para derivar la cadena está incrustada en los bloques de capa 1. Por lo tanto, mientras la cadena de capa 1 esté disponible, también lo estará el rollup.
3. Validez – Todas las transacciones se ejecutan correctamente y todos los retiros se procesan de forma adecuada.
   • El estado del rollup y los retiros se gestionan en un contrato L1 llamado L2OutputOracle, que garantiza finalizar solo los hashes de bloque rollup correctos (es decir, válidos) bajo el supuesto de al menos un verificador honesto. Si se afirma un hash de bloque inválido en la capa 1, un verificador honesto lo probará como inválido y ganará una fianza.

Optimism hace cumplir la validez de un rollup mediante pruebas de fallo. Las pruebas de validez también pueden integrarse una vez que sean factibles.

Participantes de la red

Hay tres actores en Optimism: usuarios, secuenciadores y verificadores.

Usuarios

En el núcleo de la red están los usuarios, que pueden depositar o retirar transacciones arbitrarias en L2 enviando datos a un contrato en la mainnet de Ethereum. Pueden usar contratos inteligentes EVM en capa 2 enviando transacciones a los secuenciadores y consultar el estado de sus transacciones mediante exploradores de bloques provistos por los verificadores de la red.

Secuenciadores

El secuenciador es el productor principal de bloques. Puede haber un secuenciador o varios, utilizando un protocolo de consenso. Para la versión 1.0.0, solo hay un secuenciador, operado actualmente bajo la supervisión de la Optimism Foundation. En general, las especificaciones pueden usar “el secuenciador” como término genérico para el protocolo de consenso operado por múltiples secuenciadores.

El secuenciador:

1. acepta transacciones fuera de cadena de los usuarios,
2. observa transacciones en cadena (principalmente eventos de depósito provenientes de L1),
3. consolida ambos tipos de transacciones en bloques L2 con un orden específico y propaga los bloques L2 consolidados a L1 enviando dos cosas como calldata a L1:
   1. las transacciones fuera de cadena pendientes aceptadas en el paso 1, y
   2. información suficiente sobre el orden de las transacciones en cadena para reconstruir con éxito los bloques del paso 3, simplemente observando L1.

El secuenciador también proporciona acceso a los datos de bloque ya en el paso 3, de modo que los usuarios puedan acceder al estado en tiempo real antes de la confirmación en L1 si lo desean.

Verificadores

Los verificadores cumplen dos propósitos:

1. servir datos del rollup a los usuarios y
2. verificar la integridad del rollup y disputar aserciones inválidas.

Para mantener la seguridad de la red, debe existir al menos un verificador honesto que pueda validar la integridad de la cadena rollup y servir datos de blockchain a los usuarios.

Diagramas de interacción clave

Los diagramas siguientes demuestran cómo se utilizan los componentes del protocolo durante interacciones clave de los usuarios, proporcionando contexto al profundizar en cualquier especificación de componente particular.

Depósito y envío de transacciones

Los usuarios suelen iniciar su viaje en L2 depositando ETH desde L1. Una vez que poseen ETH para pagar tarifas, comienzan a enviar transacciones en L2. El siguiente diagrama muestra esta interacción y todos los componentes clave de Optimism que se utilizan o deberían utilizarse:

Retiro

Los retiros se inician mediante transacciones normales en L2, pero se completan usando una transacción en L1 después de que haya transcurrido el período de disputa.

Conclusión

Optimism es un protocolo de rollup optimista diseñado para escalar Ethereum manteniendo la máxima compatibilidad con la infraestructura existente de Ethereum. Al aumentar la capacidad de cómputo y almacenamiento de Ethereum, ofrece una solución para procesar un mayor número de transacciones útiles sin sacrificar seguridad ni descentralización. Si deseas aprender más sobre Optimism, visita sus especificaciones oficiales. Con su adherencia a los principios fundamentales de Ethereum y su compatibilidad con la infraestructura existente, Optimism está preparado para ser un actor clave en el camino de Ethereum hacia una red más escalable y eficiente.

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