Descentralización de Secuenciadores

Es importante destacar que las capas 1 (L1) siguen siendo fundamentales en términos de seguridad y consenso. Una de las propuestas más ampliamente adoptadas en el ecosistema blockchain para abordar estos desafíos son los "rollups".

¿Qué es un secuenciador?

Un secuenciador en un Rollup es como el director de tráfico en una intersección muy ocupada. Su trabajo es recibir todas las transacciones que vienen en diferentes direcciones, ordenarlas de manera eficiente, y luego enviarlas por el camino correcto para que sean procesadas.

Aquí una manera simple de entenderlo en 3 puntos:

1. Recepción de Transacciones: Imagina que todas las transacciones son autos que quieren pasar por una intersección. El secuenciador es el Agente de tránsito que se asegura de que todos sepan cuándo es su turno.
2. Ordenamiento: Al igual que los autos deben ser organizados para que fluyan sin chocar, el secuenciador organiza las transacciones en el orden correcto para que sean procesadas sin conflictos.
3. Ejecución y Transmisión: El secuenciador no solo pone las transacciones en orden, sino que también se asegura de que lleguen a su destino correctamente, al igual que un policía se asegura de que los autos vayan en la dirección correcta.

Problemas con los secuenciadores centralizados

Como vemos secuenciadores desempeñan un papel central en la gestión de transacciones y la integridad de la cadena de bloques. Los retos que encaran los secuenciadores son muy importantes para que las redes descentralizadas funcionen bien y de manera justa.Algunas de la problemáticas son:

1. Débil Anti-Censura (WAC):
   La inclusión de transacciones en la cadena no está garantizada, sino que puede estar sujeta a la selección del supervisor centralizado
2. Baja Disponibilidad:
   Debido a su diseño, pueden tener dificultades para manejar el procesamiento computacional requerido y la generación de pruebas.
3. Oportunidades de MEV (Miner Extractable Value):
   Estas oportunidades brindan a los validadores la capacidad de seleccionar las transacciones que les generen mayores comisiones, lo que puede resultar en un sistema desigual.
4. Vulnerabilidad de un Único Secuenciador:
   Depender de un solo secuenciador es arriesgado, ya que si algo le sucede, la red se paraliza, causando congestión y retrasos en el procesamiento de transacciones. Para evitar esto, es importante contar con múltiples secuenciadores o soluciones alternativas.

La tarea de descentralizar el secuenciador puede ser una respuesta al problema de la centralización, pero viene con su propio conjunto de pros y contras en términos de escalabilidad y susceptibilidad a ataques. La selección del tipo de secuenciador es un reto, ya que los rollups tienen que encontrar un equilibrio entre la descentralización, la seguridad y la escalabilidad, sin olvidar cumplir con sus requisitos económicos.

Un caso de estudio sobre los efectos negativos de tener un secuenciador centralizado es el caso de Arbitrum: En el sistema de Arbitrum, hay dos "billeteras" asociadas con el secuenciador: una que mantiene un saldo relativamente bajo de ether (ETH) y se repone automáticamente, y una segunda con una cantidad mayor de ETH, diseñada para cargar la primera cuando publica lotes extiosamente.

El 7 de junio del 2023 ocurrió una interrupción en la red debido a que el secuenciador se quedó sin $ETH para pagar las comisiones necesarias para subir los paquetes de transacciones a la capa 1.

Ventajas de descentralizar los secuenciadores

La descentralización del secuenciador puede ayudar a mejorar la seguridad, la escalabilidad y la resiliencia del Rollup. También puede hacer que este sea más resistente a la censura y los ataques. Sin embargo, también puede hacer que sea menos eficiente y más complejo de operar.

En general, descentralizar un secuenciador es una compensación entre seguridad, escalabilidad y eficiencia. El mejor enfoque para una solución L2 particular dependerá de sus objetivos y requisitos de diseño específicos.

Soluciones para descentralizar un secuenciador

Descentralizar un secuenciador de un Rollup significa distribuir la responsabilidad de ordenar y validar transacciones a través de una red de nodos. Esto se puede hacer de varias maneras, tales como:

Prueba de Autoridad (PoA):

• Funcionamiento: Un grupo pequeño de entidades se turna para operar secuenciadores.
• Ventajas: Mejora la resistencia a la censura y ofrece baja latencia.
• Desventajas: Riesgo de falla en un solo punto.

Rollup Based:

• Funcionamiento: No hay secuenciadores privilegiados; cualquiera puede enviar lotes. El orden de las transacciones se maneja en otra capa.
• Ventajas: Hereda la vivacidad y resistencia a la censura de la capa de disponibilidad de datos (DA).
• Desventajas: Posible filtración de ganancias y mayor susceptibilidad a ataques MEV. Tiempo de confirmación largo.

Tecnología de Validación Distribuida (DVT):

• Funcionamiento: Distribuye las responsabilidades de un secuenciador entre un grupo de máquinas y operadores de nodos.
• Ventajas: Flexibilidad para conectarse con otras soluciones.
• Desventajas: Introduce algo de latencia.

Secuenciación Compartida:

• Funcionamiento: Permite que varios rollups compartan una red descentralizada de secuenciadores.
• Ventajas: Procesamiento en paralelo, atomicidad entre cadenas, resistencia a la censura en tiempo real.
• Desventajas: Limitado por el rendimiento de la capa 1.

Bootstrapping New Sequencer Sets:

• Funcionamiento: Crea un grupo descentralizado de secuenciadores utilizando incentivos simbólicos.
• Ventajas: Aumenta la utilidad del token.
• Desventajas: Latencia y dificultad de implementación para rollups menos conocidos.

Un paso en la prevención de los ataques MEV

Los Ataques de Máximo Valor Extraíble (MEV) están surgiendo como una amenaza considerable en el universo de las criptomonedas. Nacen de la intersección entre la transparencia de las transacciones y la posición privilegiada de los mineros en la cadena. Los actores clave, los mineros, poseen la ventaja de visualizar y manipular las transacciones antes de incluirlas en un bloque específico.

Los mineros pueden llevar a cabo tres tipos principales de ataques, explotando su capacidad para manipular las transacciones en un bloque, y a menudo, los usuarios ni siquiera se dan cuenta de que están siendo atacados:

MEV en los secuenciadores

Piensa en la L1 como la base robusta de una pirámide. Aunque puede actuar como un muro defensivo contra la explotación de MEV, hay posibilidades de riesgo.

Una solución innovadora en la L1 es La Separación de Proponente/Constructor (PBS) Lo podemos comparar con la construcción de un castillo de arena, donde hay dos roles: los "Proponentes" y los "Constructores". Los Proponentes son como los arquitectos, decidiendo la disposición de las transacciones en un bloque, mientras que los Constructores son como los obreros, siguiendo esas instrucciones para construir el bloque. Al dividir estas responsabilidades, la PBS puede aumentar la seguridad de la cadena de bloques y hacer más difícil la manipulación maliciosa de las transacciones.

Los Rollups agregan una capa adicional de seguridad al enfocarse en transiciones de estado (cambios en el estado global de una blockchain) y transacciones válidas, lo que dificulta los ataques. Sin embargo, también plantea un dilema sobre la centralización versus descentralización en la red. Aunque los rollups ofrecen escalabilidad con menos operadores, esto podría abrir la puerta a la explotación de ventajas de (MEV) debido a las tarifas reducidas, lo que representa una preocupación para la seguridad.

Para garantizar un entorno seguro en los Rollups, es fundamental descentralizar a los operadores y seleccionarlos cuidadosamente utilizando mecanismos como (PBS). La seguridad en la capa 2 debe ser prioritaria, y se requiere la implementación de esquemas económicos y de consenso meticulosamente diseñados. Además, la prevención de ataques MEV en el entorno descentralizado requiere una estrategia sólida que combine tanto la capa 1 (L1) como L2, junto con una fuerte atención a la privacidad.
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Rollups Individuales

Ethereum está avanzando con los rollups individuales, tomando medidas audaces hacia una infraestructura más descentralizada y segura. esta descentralización se entrelaza con sus principales desafíos operativos y económicos:

• Secuenciación: Anteriormente centralizado, este proceso, al descentralizarse, no sólo conlleva un gasto operativo sino también un costo económico, necesario para motivar a los secuenciadores. Al eliminar un único punto de control, la descentralización de la secuenciación combate vulnerabilidades y puntos de falla potenciales.
• Disponibilidad de Datos (DA): Los rollups, al registrar datos en la capa base, enfrentan costos inherentes. Aunque este ha sido un desafío constante, la descentralización proporciona un marco donde los datos están distribuidos y menos susceptibles a fallos o ataques centralizados.
• Validación de Estado (SV): Los rollups zk, al validar estados, ven incrementados sus costos operativos. Sin embargo, con múltiples validadores operando en un sistema descentralizado, el proceso se vuelve más resiliente a errores y manipulaciones.

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Cooperativas de Rollups

Las cooperativas de Rollup se basan en acuerdos económicos entre diferentes Rollups para compartir servicios y reducir costos. Esto puede tomar varias formas, como acuerdos de compra conjunta o servicios de secuenciación compartidos. La economía aquí se centra en la eficiencia de costos y la liquidación de transacciones entre Rollups.

En términos económicos, hay dos aspectos clave:

1. Estructura de costos del Rollup: Los costos del operador de Rollup ahora incluyen gastos operacionales, costos de servicio y costos de publicación de datos. Esto afecta la economía de cada Rollup involucrado.
2. Economía de servicio compartido: La entidad que proporciona servicios compartidos debe equilibrar sus presupuestos. Debe asegurarse de que los costos de los servicios compartidos sean equitativos y sostenibles para los Rollups que los adoptan.

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Rollups Federados

Los Rollups federados son diferentes de las cooperativas en el sentido de que tienen tanto integración económica como algún grado de integración política. Esto puede compararse con las federaciones de estados en términos de estructura. Técnicamente, la integración política se facilita mediante un puente compartido y un sistema de gobernanza compartida.

En términos económicos, la presencia de un puente compartido introduce variables adicionales, especialmente en lo que respecta a los tokens L2 nativos, que pueden desempeñar un papel importante en la toma de decisiones y la asignación de recursos dentro del ecosistema.

1. Tokens L2 nativos: Estos tokens pueden ofrecer poder de decisión en la asignación de recursos y flujos económicos dentro del ecosistema a través de la gobernanza. La economía aquí se centra en cómo se utilizan estos tokens para impulsar el ecosistema L2.
2. Descentralización de servicios L2: Cuando los Rollups consideran establecer servicios descentralizados, como secuenciación o validación, deben ejecutar un protocolo de consenso. La economía se convierte en un factor clave para equilibrar el rendimiento y la robustez y para gestionar los incentivos y MEV.
3. Emisión de tokens nativos: Los tokens nativos pueden utilizarse para recompensar a los operadores de servicios y financiar proyectos de apoyo al ecosistema. Sin embargo, la emisión excesiva de estos tokens puede afectar negativamente la seguridad y la propiedad del ecosistema.

Como podemos observar la descentralización de un secuenciador en cualquier tipo de Rollup, ya sea un Rollup individual, una cooperativa de Rollup o un Rollup federado, ofrece una serie de ventajas significativas para la red (las que ya hemos mencionado anteriormente), si olvidar los desafíos que conlleva este enfoque.

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