Los Based Rollups introducen la idea de secuenciar transacciones directamente en la capa principal, potenciando la descentralización.
Los rollups actuales utilizan secuenciadores centralizados que generan puntos únicos de fallo y riesgos de censura.
Proyectos como Taiko y RISE Chain exploran diferentes métodos para enviar transacciones en Based Rollups
Algunos de los beneficios de Based Rollups incluyen simplicidad, seguridad, neutralidad y vida útil vinculada a la capa principal.
Algunas de las desventajas de los Based Rollups son la sobrecarga del consenso, ausencia de ingresos por MEV y falta de preconfirmaciones rápidas.
Descubre cómo los Based Rollups prometen revolucionar la escalabilidad y descentralización en blockchain, superando las limitaciones de los secuenciadores centralizados actuales y proponiendo innovadoras soluciones para un ecosistema más robusto y seguro.
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Agradecimientos a Ocandocrypto y jorge_magni por sus valiosos comentarios, revisiones y discusiones en la realización de este artículo.
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Introducción a Based Rollups
En la actualidad, la mayoría de los rollups utilizan secuenciadores centralizados que se encargan de recopilar transacciones, agruparlas y transmitirlas a la capa 1. A pesar de tratarse de lo normal, el uso de secuenciadores centralizados ha expuesto a los usuarios a puntos únicos de fallos como la posibilidad de sufrir tiempos de inactividad (como ha sido el caso de Arbitrum en dos ocasiones) y riesgos de censura. En los últimos meses la conversación alrededor de los secuenciadores compartidos ha comenzado a tomar mayor relevancia debido a que estos proponen aumentan la descentralización al mismo tiempo que permitirán la interoperabilidad entre rollups y los riesgos de oportunidades de MEV Cross Chain. Sin embargo, estos secuenciadores presentan dos desventajas específicas que resaltan la necesidad de encontrar una mejor alternativa para resolver los problemas de escalabilidad. Primero, no heredan el consenso de la capa base. Segundo, están menos alineados económicamente con la capa base.
En enero del 2021, Vitalik Buterin presentó la idea de que en un rollup (sin importar si es optimista o zero knowledge) cualquiera podría tener la posibilidad de transmitir un paquete de transacciones a la capa principal. Aunque esto podría generar un desperdicio de recursos (gas, poder computacional para generar pruebas, etc.) debido a que múltiples participantes intentarían transmitir los paquetes en paralelo, y solo uno de ellos sería aceptado exitosamente. Dos años después Justin Drake estructuró formalmente y reintrodujo el concepto en el foro de EthResearch bajo el nombre de “Based Rollups”.
¿Qué son los Based Rollups?
De forma sencilla, podemos entender el concepto de Based Rollup como un Rollup que maneja su secuenciación a través de la capa principal. Este tipo de rollups delegan su secuenciación a los searchers, builders y proposers que ya existen dentro de Ethereum en lugar de introducir una nueva entidad que se encargue de esto. Como podrás notar, el nombre surge al estar “basando” su secuenciación en la L1. Este tipo de rollups pueden considerarse más descentralizados en comparación a aquellos que utilizan un secuenciador único (como es el caso actual de Arbitrum, Optimism, Scroll, zkSync, entre otros) pero tienen una serie de retos a vencer que otros rollups no atraviesan. Por ejemplo, la manera en la que los usuarios envían transacciones al rollup y este las toma para crear el bloque aún no está del todo definida y diversos equipos comienzan a aparecer con sus propias soluciones.
Transmisión de transacciones en los Based Rollups
Tomemos el ejemplo de Taiko, el primer Based Rollup en estar completamente activo. Taiko, utiliza una mempool pública controlada por un RPC centralizado para enviar las transacciones. Este diseño es simple y fácil de implementar, pero tiene algunos inconvenientes. Una mempool centralizada es un punto único de fallo y es posible que se produzca una extracción tóxica de MEV, un problema que no existe en los rollups secuenciadores centralizados.
El ciclo de vida de las transacciones de Taiko puede entenderse de la siguiente manera:
Los searchers en la L2 crean paquetes a partir de las transacciones de los usuarios en el rollup.
Los searchers en la L1 también pueden ser creadores de bloques en la L2, y secuencian transacciones y paquetes para crear bloques en L2 completos.
Los searchers en L1 incluyen los bloques de L2 completos en los paquetes en L1 y los envían a los creadores de bloques de esta misma.
El proceso posterior es idéntico al de la red Ethereum existente.
Otros equipos como el de RISE Chain están trabajando en una EVM con ejecución paralela que realice la secuenciación en L1. Un reto sumamente interesante debido a la diferencia en los tiempos de bloque que propone un rollup vs los ~12s que tiene un slot en Ethereum.
Una mempool privada que solo sea accesible por el proposer del rollup. Esta mempool podría estar controlada por una entidad centralizada o descentralizada.
Un flujo de órdenes privado (private orderflow) que permita a los usuarios transmitir sus transacciones directamente a los proposers, similar a Flashbots Protect.
El diseño de secuenciación en based rollups está aún en etapas tempranas y es probable que en los próximos meses un gran número de diseños aparezcan.
¿Implementar o no Based Rollups?
Desde hace varios meses, han surgido diferentes posturas sobre la viabilidad de implementar y posiblemente estandarizar este tipo de rollups. Diversos researchers y protocol devs han debatido sobre los beneficios y desafíos que estos rollups pueden aportar al ecosistema. Entre las ventajas y desventajas que se han identificado se encuentran:
Beneficios
Simplicidad: Es sumamente sencilla, mucho más que la secuenciación centralizada. La secuenciación basada no requiere verificación de la firma del secuenciador, ni mecanismo de escape, ni un consenso externo.
Vida útil (Liveness): La secuenciación basada goza de las mismas garantías que la L1, es decir, un based rollup estará activo siempre que la capa principal lo esté. Además, no es necesario buscar un efecto de red desde cero debido a que se utiliza el de la L1.
Seguridad: Un based rollup se encuentra respaldado por la misma seguridad económica de la capa principal, en el caso de Ethereum esto significan aproximadamente $109B de dólares al 5 de junio del 2024.
Neutralidad: Los based rollups heredan la descentralización de la L1 y toda su infraestructura (searchers, builders, proposers). Esto significa que los validadores de la capa principal serán quienes estén asumiendo el rol de secuenciadores de los bloques del based rollup.
Desventajas
Sobrecarga del consenso: Delegar la secuenciación en la L1 conlleva una mayor carga del consenso debido a que nuevos actores y nuevos tipos de transacciones deberán ser considerados, lo que implica más trabajo por parte de los Core Devs para alcanzar esta meta. Vitalik ha resaltado incluso algunos ejemplos de cómo esto puede ser negativo:
“Si estás diseñando un protocolo en el que, incluso si todo se rompe por completo, las pérdidas se limitan a los validadores y usuarios que optaron por participar y utilizar tu protocolo, esto es de bajo riesgo. Si, por otro lado, tienes la intención de conseguir el consenso social de todo el ecosistema Ethereum para bifurcar o reorganizar para resolver tus problemas, esto es de alto riesgo” — Vitalik Buterin.
No hay ingresos por MEV: Los based rollups renuncian a las oportunidades de obtener MEV (ver Time Boost para entender mejor cómo esto podría ocurrir) y las entregan en su totalidad a la capa principal. Esto puede limitar los ingresos del rollup a las base fees que los usuarios paguen y en caso de no tener suficiente actividad los costos operativos podrían ser tan altos que hagan que el rollup deje de operar.
No hay pre-confirmaciones: Un rollup tradicional obtiene una preconfirmación en unos pocos milisegundos de que la transacción se liquidará en el L1 en el futuro, en un based rollup cada lote será ejecutado junto a los bloques de ethereum, cada 12s, esto en tiempos blockchain es enorme y podría solucionarse a través del restaking (introduciendo una nueva entidad llamada "preconfirmer" que coloque un colateral para tener derecho a preconfirmar esas transacciones) o mediante listas de inclusión (garantizando que las transacciones serán incluidas en un bloque en el futuro).
Para poder adoptar los based rollups de manera amplia es importante que los rollups superen los retos a los que se enfrentan al intentar tener un mayor nivel de descentralización. Actualmente un gran número de rollups utilizan un secuenciador centralizado y se encuentran explorando cómo hacer que esto sea diferente por distintas razones (seguridad, regulaciones o neutralidad). Algunas de las ideas para mejorar algunos de estos aspectos son:
Sistemas Multipruebas: Para aumentar la seguridad de las transacciones que ocurren en los rollups.
MempoolsEncriptadas: Para prevenir ataques MEV como el frontrunning y el sandwiching.
Preconfirmaciones Descentralizadas: Para otorgar una excelente experiencia de usuario (con tiempos de confirmación cortos).
Todo esto es clave independientemente si un rollup decide basar su secuenciación en la capa 1 o no.
Como ya sabemos, los rollups son un componente importante para la modularidad y conseguir una mayor escalabilidad en blockchain. Sin embargo, las soluciones actuales presentan importantes cuellos de botella. La implementación de Based Rollups promete una mayor descentralización y seguridad a los usuarios al delegar la secuenciación en la capa 1. Es cuestión de tiempo que más proyectos experimenten con este enfoque y propongan nuevos mecanismos para resolver los retos actuales. Por otro lado, diversas mejoras ya contempladas en el roadmap de Ethereum serán de gran ayuda para que esto sea posible. Si se superan estos obstáculos, los Based Rollups podrían convertirse en una solución sumamente descentralizada, mejorando significativamente la interoperabilidad y la escalabilidad actual del ecosistema.
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