Desarrollo de un prototipo layer 2 para Ethereum

Abstract

Blockchain es una tecnología de reciente aparición que, debido a sus características, levanta el interés de numerosos sectores que investigan distintas alternativas para lograr adoptar la tecnología a sus intereses. Dentro de las redes existentes, se encuentra Ethereum, la segunda cadena de bloques más importante (en valor de mercado) solo por detrás de Bitcoin y una de las más usadas por los desarrolladores debido al concepto de “contrato inteligente”. No obstante, Ethereum posee ciertas limitaciones que, en la actualidad, provocan que ciertos escenarios de uso y aplicaciones no puedan hacer uso efectivo de su red pública. Ethereum posee, pues un problema de escalabilidad consecuencia fundamentalmente de dos factores distintos: transacciones por segundo y coste por transacción, ambos inadecuados para escenarios de uso que requieren de cientos de interacciones con la red. La comunidad ha propuesto numerosas alternativas para solucionar el problema de escalabilidad de Ethereum. Dentro de ellas se encuentran los protocolos Layer 2, cuya base funcional se basa en relegar de cálculos a la red principal de Ethereum. El experimento realizado ha consistido en el desarrollo de un prototipo Layer 2 basado en el protocolo ZK Rollup con objeto de demostrar la viabilidad de estas soluciones para el problema de escalabilidad de Ethereum. El prototipo se ha desarrollado con la pretensión de lograr los mejores resultados posibles y de acuerdo a un escenario de uso de economía colaborativa. Los resultados obtenidos con la ejecución del prototipo han demostrado una mejora de escalabilidad tanto en transacciones por segundo como en el coste de por transacción, siendo estos hasta 288 y 49 veces mejores respectivamente. Estos resultados demuestran la viabilidad de los protocolos Layer 2 como propuestas para mejorar la escalabilidad de Ethereum.

Blockchain is a recently emerged technology that, due to its characteristics, raises the interest of numerous sectors, which are investigating different alternatives to adopt the technology to their interests. Among the existing networks is Ethereum, the second most important blockchain (in market value) only behind Bitcoin and one of the most used by developers due to the concept of "smart contract". However, Ethereum has certain limitations that currently prevent certain usage scenarios and applications from making effective use of its public network. Ethereum therefore has a scalability problem resulting mainly from two different factors: transactions per second and cost per transaction, both of which are inadequate for usage scenarios that require hundreds of interactions with the network. The community has proposed numerous alternatives to solve Ethereum's scalability problem. Among them are Layer 2 protocols, whose functional basis is based on relegating computation from the main Ethereum network. The experiment carried out consisted of the development of a Layer 2 prototype based on the ZK Rollup protocol in order to demonstrate the viability of these solutions for Ethereum's scalability problem. The prototype has been developed with the pretension of achieving the best possible results and according to a collaborative economy usage scenario. The results obtained with the execution of the prototype have demonstrated a scalability improvement in both transactions per second and cost per transaction, being these up to 288 and 49 times better respectively. These results demonstrate the viability of Layer 2 protocols as proposals to improve the scalability of Ethereum.