¿Qué son los ZK Rollups?

Los ZK rollups son redes de Layer 2 que ejecutan transacciones fuera de la cadena principal y luego envían una prueba de validez de zero-knowledge a Ethereum junto con cada lote. La prueba es un pequeño fragmento de datos criptográficos que demuestra que cada transacción del lote siguió las reglas, de modo que Ethereum puede verificar el resultado sin volver a ejecutar nada.

Dado que la corrección se demuestra antes de que un lote se liquide, los ZK rollups alcanzan una finalidad sólida en Ethereum con rapidez. Las retiradas se procesan una vez verificada la prueba, normalmente en cuestión de minutos u pocas horas, por lo que los usuarios nunca tienen que esperar una ventana de disputa.

El inconveniente histórico era el coste y la complejidad, ya que cubrir cada operación de la Ethereum Virtual Machine requirió años de ingeniería especializada. Dicha barrera se ha derrumbado en gran medida, y los sistemas de prueba de propósito general como SP1 de Succinct, RISC Zero y OpenVM ya pueden verificar la ejecución ordinaria de Ethereum escrita en código estándar, por lo que la mayoría de las nuevas cadenas que se lanzan hoy en día eligen las pruebas de validez desde el principio.

¿Qué son los Optimistic Rollups?

Los optimistic rollups publican los resultados de las transacciones en Ethereum y asumen que son honestos. Cualquier usuario que ejecute un verificador puede impugnar un lote durante una ventana de disputa, normalmente de siete días, mediante el envío de una prueba de fraude que obliga a Ethereum a volver a comprobar el cálculo disputado y a revertirlo si no es correcto.

El diseño es más sencillo de construir y económico de operar porque no se genera ninguna prueba durante el funcionamiento normal. Ese adelanto inicial explica por qué las tres redes de Layer 2 de propósito general más grandes, Base, Arbitrum One y OP Mainnet, utilizan arquitecturas optimistic y concentran la mayor parte del valor del ecosistema.

El precio a pagar es la espera. Una retirada a través del bridge nativo requiere que transcurra todo el periodo de disputa para finalizar, por lo que los usuarios deben esperar una semana o pagar a un bridge de terceros para que les anticipe liquidez. El modelo también asume que al menos una parte honesta vigila la cadena y está lista para impugnar el fraude a tiempo, un supuesto del que prescinden las pruebas criptográficas.

ZK Rollups vs Optimistic Rollups: Diferencias Clave

Ambos diseños heredan la seguridad de Ethereum al publicar sus datos en mainnet, y ambos se abarataron considerablemente después de que EIP-4844 introdujera el almacenamiento de blobs. Las diferencias significativas radican en la forma en que cada uno valida el estado.

• Validación de estado: Los ZK rollups demuestran que cada lote es correcto antes de su liquidación. Los optimistic rollups se liquidan primero y confían en las pruebas de fraude para detectar lotes inválidos con posterioridad.
• Finalidad de retirada: Las retiradas en ZK se procesan una vez que la prueba de validez es verificada en Ethereum, por lo general en cuestión de horas. Las retiradas optimistic a través del bridge canónico deben esperar la ventana de disputa de siete días.
• Supuestos de seguridad: La seguridad de ZK se sustenta en la solidez del sistema de pruebas y la corrección del contrato verificador. La seguridad optimistic requiere además un vigilante honesto que detecte e impugne el fraude antes de que se cierre la ventana.
• Estructura de costes: Las cadenas optimistic omiten los costes de generación de pruebas durante el funcionamiento común. Las cadenas ZK pagan por cada prueba, aunque los gastos de los generadores de pruebas se han abaratado aproximadamente 45 veces a medida que el hardware y los sistemas de pruebas han madurado.
• Compatibilidad con EVM: Los optimistic rollups reutilizan los clientes de Ethereum casi sin modificaciones. Los zkEVM modernos han acortado la mayor parte de la brecha, por lo que la compatibilidad ya no determina la elección.
• Profundidad del ecosistema: Las cadenas optimistic albergan la mayor liquidez y cobertura de aplicaciones. Los diseños ZK lideran en appchains que precisan una liquidación rápida, como el exchange de perps Lighter.

¿Qué tipo de rollup es más seguro?

En teoría, las pruebas de validez ofrecen una garantía más sólida. Un ZK rollup no puede finalizar un estado no válido siempre que las matemáticas y el contrato del verificador sean correctos, mientras que un optimistic rollup depende de que alguien detecte un fraude dentro del plazo. En la práctica, primero evaluamos cuánto control sigue manteniendo el operador.

L2Beat califica cada rollup en un sistema de fases. La fase 1 significa que el sistema de pruebas se ejecuta sin permisos, los usuarios pueden salir a Ethereum sin la cooperación del operador y las actualizaciones enfrentan un retraso que da tiempo a los usuarios para marcharse. La fase 0 significa que una multisig controlada por el equipo todavía puede anular el sistema.

A principios de agosto, Base, Arbitrum One, OP Mainnet, Ink, Unichain y Starknet se encuentran en la fase 1, mientras que Linea, zkSync Era y Scroll permanecen en la fase 0 a pesar de su arquitectura de pruebas más sólida.

Los sistemas de pruebas recientes conllevan sus propios riesgos. Varios provers basados en STARK dependen de conjeturas matemáticas que los investigadores han cuestionado recientemente, razón por la cual los desarrolladores de Ethereum ahora exigen una seguridad demostrable de 128 bits antes de que los zkEVMs lleguen al consenso. Hasta que una cadena ZK combine pruebas maduras con la descentralización de la fase 1, la ventaja arquitectónica por sí sola resuelve muy poco.

La línea entre ambos se está difuminando

Para ver hacia dónde se dirige el escalado, observe el bando optimistic. La generación de pruebas se ha convertido en un servicio básico, y herramientas como OP Succinct permiten a cualquier cadena del OP Stack cambiar las pruebas de fraude por pruebas de validez sin reconstruir su infraestructura.

Base, el layer 2 más grande por valor, está a mitad de camino en ese proceso. Su actualización Azul añade pruebas de zero-knowledge SP1 junto con atestaciones de hardware de confianza en un diseño de múltiples pruebas, lo que reduce la finalidad de los retiros de siete días a uno cuando ambas pruebas coinciden, y el equipo la describe como una etapa intermedia hacia la generación completa de pruebas ZK.

Mantle y Taiko han ido más allá y ahora realizan la liquidación con pruebas de validez a pesar de haberse lanzado como cadenas optimistic, y el rollup enfocado en Bitcoin BOB ejecuta un sistema híbrido que resuelve las disputas por fraude con una sola prueba ZK en lugar de un largo proceso de desafío.

No hemos encontrado ningún ejemplo de una cadena con pruebas de validez que haya vuelto a las pruebas de fraude, por lo que las viejas etiquetas describen cada vez más dónde comenzó una cadena en lugar de hacia dónde se dirige.

Principales ejemplos de cada uno

Los proyectos a continuación representan a cada bando en la actualidad. Para obtener un análisis más profundo del lado ZK, consulte nuestra clasificación de los mejores proyectos de ZK rollup.

ZK Rollups

• Starknet: Ejecuta su propio lenguaje Cairo y el prover Stwo, y es la primera cadena ZK de tamaño considerable en alcanzar la descentralización de la fase 1.
• Linea: Desarrollada por ConsenSys, la empresa detrás de MetaMask, con un diseño estrechamente alineado con la economía propia de Ethereum.
• zkSync Era: El buque insignia del ecosistema zkSync, cuyo prover Boojum también impulsa cadenas como Abstract.
• Scroll: Apunta a la compatibilidad con Ethereum a nivel de bytecode y demuestra la ejecución con el sistema OpenVM.
• Lighter: Un ZK rollup específico para una aplicación de trading de perp, y el rollup más activo de cualquier tipo por operaciones de usuario.

Optimistic rollups

• Base: La cadena de Coinbase y el rollup más grande por valor asegurado, que ahora añade pruebas ZK a través de la actualización Azul.
• Arbitrum One: El veterano peso pesado de DeFi, asegurado por el protocolo de desafío sin permisos BoLD.
• OP Mainnet: La cadena original del OP Stack, cuyo código base también sustenta a Base, Ink, Unichain y la Superchain en general.
• Ink: La red centrada en DeFi de Kraken, calificada ya en la fase 1 en menos de un año desde su lanzamiento.
• Unichain: La cadena orientada al trading de Uniswap, diseñada para concentrar la liquidez de los swap en su propio espacio de bloques.

Estadísticas y adopción de rollups

Los datos de L2Beat de principios de agosto muestran cómo se comparan ambos bandos en escala.

• Valor total asegurado: Las redes de escalado de Ethereum albergan 33.400 millones de dólares en total, de los cuales 26.800 millones se encuentran en rollups que publican sus datos en Ethereum.
• Un mercado de dos cadenas: Base (11 600 millones de dólares) y Arbitrum One (10 000 millones de dólares) acaparan aproximadamente el 80 % del valor total de los rollup entre ambas, y las dos se basan en diseños optimistic.
• Las mayores cadenas de validez probada: Mantle lidera con 1 200 millones de dólares tras su transición desde las pruebas de fraude, seguida por Lighter con 849 millones de dólares y Starknet con 370 millones de dólares.
• La actividad cuenta una historia diferente: Lighter procesó alrededor de 875 operaciones de usuario por segundo durante el último día, lo que supone unas nueve veces las 94 de Base, lo que demuestra dónde se impone la finalidad rápida.
• La cola larga: L2Beat realiza un seguimiento de 23 rollup consolidados, y solo un puñado de cadenas pequeñas como Facet y la red de privacidad Aztec han alcanzado la fase 2, el grado de descentralización final.

El propio Ethereum se está volviendo zk

La señal más clara de todo el debate es lo que Ethereum está haciendo con su propia capa base. A mediados del año pasado, la Fundación Ethereum se fijó el objetivo de probar el 99 % de los bloques de la mainnet en menos de 10 segundos, un tiempo lo suficientemente rápido como para que los validadores verifiquen una prueba zero-knowledge en lugar de volver a ejecutar cada transacción.

En diciembre, se alcanzó el objetivo. La latencia de las pruebas bajó de 16 minutos a 16 segundos, los costes se redujeron 45 veces y, desde entonces, la hoja de ruta ha avanzado hacia el refuerzo de la seguridad antes de que los clientes zk lleguen a la mainnet.

Las actualizaciones de apoyo están llegando según lo previsto. Fusaka se lanzó en diciembre pasado e introdujo PeerDAS, que permite a los nodos verificar la data availability mediante muestreo en lugar de descargar todo, y sus bifurcaciones de blobs de seguimiento duplicaron con creces la capacidad de datos de la que dependen los rollup.

La próxima bifurcación dura, Glamsterdam, reestructura la producción de bloques para que los generadores de pruebas dispongan de varios segundos para generar una prueba en lugar de uno o dos.

Una vez que Ethereum verifique de forma nativa las pruebas de validez, los sistemas de pruebas de fraude empezarán a parecer una tecnología de transición, y todas las principales pilas optimistic ya han incluido la generación de pruebas zk en sus hojas de ruta.

Rollups más allá de Ethereum

El modelo de rollup también se ha extendido a Bitcoin, donde durante mucho tiempo pareció imposible porque el lenguaje de programación de Bitcoin no puede verificar pruebas complejas directamente. BitVM cambió esto al permitir que las disputas por fraude se resuelvan en Bitcoin sin necesidad de modificar el protocolo, y ahora sustenta la primera generación de bridge de Bitcoin con minimización de la confianza.

Citrea puso en marcha la idea a finales de enero como el primer zk rollup operativo en Bitcoin. Ejecuta transacciones de EVM, las demuestra con un zkEVM basado en RISC Zero e inscribed la prueba comprimida en la blockchain de Bitcoin, que sirve tanto de capa de liquidación como de datos.

Su bridge Clementine solo necesita un participante honesto para mantener los retiros seguros, un modelo mucho más sólido que los custodios federados de los que dependían las cadenas laterales de Bitcoin anteriores. El ecosistema sigue siendo diminuto en comparación con las layer 2 networks de Ethereum, pero las cuestiones de diseño que se están resolviendo allí son las mismas en las que Ethereum trabajó años antes.

Conclusión

Los zk rollups y los optimistic rollups resolvieron el mismo problema de congestión desde extremos opuestos, y tras años de competencia, el mercado ha dictado un veredicto dividido. Las cadenas optimistic ganaron la carrera de la adopción, al retener la gran mayoría del valor y de las aplicaciones, mientras que las pruebas zero-knowledge ganaron el debate sobre hacia dónde debe evolucionar la tecnología.

Para los usuarios, hoy en día la elección depende menos de la arquitectura de pruebas que de lo que cada cadena ofrece a su alrededor. Las comisiones son casi idénticas desde la llegada de los blobs, por lo que la profundidad del ecosistema, los plazos de retirada y la fase de L2Beat de una cadena son los criterios que valoraríamos en primer lugar. Esperamos que las propias etiquetas se desvanezcan en los próximos años a medida que las cadenas con pruebas de fraude sigan incorporando pruebas de validez y a medida que Ethereum termine convirtiendo su propia capa base en el mayor sistema verificado por zk de las criptomonedas.