Kasplex L2: una solución de Rollup ligera basada en Kaspa

Introducción

Con el desarrollo de la tecnología blockchain, la escalabilidad y la programabilidad siguen siendo desafíos clave, especialmente para las blockchains que utilizan el modelo UTXO. Kaspa, como una blockchain pública de capa uno que utiliza la estructura BlockDAG, ha logrado un alto rendimiento, pero carece de funcionalidad nativa de contratos inteligentes, que es una limitación que también enfrentan otros sistemas UTXO (como Bitcoin). Para abordar este problema, el ecosistema de Kaspa ha desarrollado Kasplex L2, una solución de segunda capa que implementa contratos inteligentes compatibles con la máquina virtual de Ethereum (EVM) a través de una arquitectura basada en Rollup.

En este artículo, realizaremos un análisis técnico de Kasplex L2 desde la perspectiva de las instituciones de seguridad e investigación. Nuestro objetivo es evaluar de manera objetiva su diseño, implementación técnica y su impacto en la blockchain UTXO. Exploraremos cómo funciona Kasplex L2, lo compararemos con las Inscripciones de Bitcoin (como BRC-20) y discutiremos sus ventajas y limitaciones. Este análisis tiene como objetivo proporcionar una referencia de discusión más amplia sobre las soluciones de escalabilidad para la blockchain del modelo UTXO.

Conocer la cadena de primer nivel de Kaspa: una blockchain UTXO de alto rendimiento.

Kaspa es una blockchain de nivel uno que utiliza una estructura BlockDAG, permitiendo la generación paralela de múltiples bloques. Este diseño está impulsado por el protocolo GHOSTDAG, lo que permite a Kaspa alcanzar una alta capacidad de procesamiento de 10 BPS. A diferencia de las blockchains basadas en cuentas (como Ethereum), Kaspa utiliza el modelo UTXO, donde las transacciones se verifican consumiendo salidas no gastadas y creando nuevas salidas, lo que garantiza un proceso de verificación eficiente.

Aunque esta arquitectura se destaca en escenarios de pago, enfrenta desafíos en términos de programabilidad. El modelo UTXO es inherentemente sin estado, careciendo de la capacidad para mantener un estado persistente o ejecutar cálculos complejos, que son funciones clave requeridas por los contratos inteligentes. Por lo tanto, las capacidades de Kaspa se limitan a transferencias simples, lo que también ha impulsado el desarrollo de soluciones de segunda capa para ampliar sus capacidades.

Kasplex L2: basado en Rollup para la ejecución de contratos inteligentes

Kaspa está explorando tres soluciones de segunda capa (L2): Sparkle, Igra L2 y Kasplex L2. Sparkle aún se encuentra en la fase teórica, Igra L2 todavía está en desarrollo. Nuestro análisis se centra en Kasplex L2, ya que es la implementación que hasta ahora está más cerca de la madurez.

Kasplex L2 es una solución de escalado de segunda capa basada en Rollup, que depende de la cadena de primer nivel para el orden de las transacciones y la disponibilidad de datos, mientras que transfiere la carga computacional a la segunda capa. En este diseño, la cadena de primer nivel de Kaspa es responsable de determinar el orden estándar de las transacciones y asegurar que sus datos sean públicos y verificables, mientras que Kasplex L2 ejecuta el bytecode de EVM para habilitar funciones de contratos inteligentes.

Diseño técnico y flujo de trabajo

El mecanismo central de Kasplex L2 consiste en incrustar código de bytes EVM en la carga de transacciones de la cadena principal de Kaspa. Su proceso se puede dividir en los siguientes pasos:

Envío de transacciones: el usuario envía una transacción a la cadena de nivel uno de Kaspa, en la que la carga contiene código de bytes EVM. Por ejemplo, la carga puede codificar una llamada a una función del contrato inteligente HelloWorld().

Ordenación de cadenas de primer nivel: el BlockDAG de Kaspa ordena las transacciones dentro de su estructura DAG, proporcionando una secuencia de transacciones determinística.

Ejecución de segunda capa: Kasplex L2 opera como un indexador, escaneando transacciones con carga en la cadena de primer nivel, extrayendo el código de bytes EVM, ejecutándolo en el orden especificado y actualizando su estado. Las transacciones inválidas o en conflicto (como las transacciones que intentan un doble gasto) serán descartadas.

Mecanismo de envío de transacciones

Kasplex L2 admite dos métodos de envío de transacciones, cada uno con diferentes impactos:

Presentación canónica (Canonical Submission): Las transacciones se envían directamente a L1 a través de una billetera compatible con Kaspa, lo que elimina la necesidad de nodos de retransmisión y cumple con el principio de descentralización del sistema blockchain.

Envío Proxy (Proxied Submission): La transacción se envía a través de un Relayer para ser compatible con herramientas EVM como MetaMask. El relayer reenvía la transacción a Kaspa L1, asegurando que se registre antes de ser procesada por L2. Este método prioriza la conveniencia del usuario, pero introduce una dependencia de los relayers.

El mecanismo de presentación de agentes garantiza la atomicidad al requerir que todas las transacciones de segunda capa deben estar ancladas en la cadena L1. Si una transacción se genera en L2 pero aún no tiene registro en la cadena de primer nivel, el reductor la enviará a la cadena L1 para su confirmación. Este diseño previene las transacciones "nativas" de L2 que eluden el consenso de la cadena L1, evitando así riesgos de seguridad potenciales. La siguiente imagen ilustra dos rutas de presentación:

Ruta estándar: Billetera → Kaspa L1 → Kasplex L2

Ruta de intermediación: MetaMask → Repetidor → Kaspa L1 → Kasplex L2

Es posible que haya notado que la transacción se completa primero en L1 y luego es interpretada por el indexador L2. Así es como funciona Kasplex L2: L1 primero finaliza los datos, y luego L2 lee la transacción y actualiza el estado.

Comparación con las Inscripciones de Bitcoin

Para comprender mejor Kasplex L2, es muy útil compararlo con las Inscripciones de Bitcoin (especialmente BRC-20). Ambos están diseñados para ampliar las capacidades de la blockchain del modelo UTXO mediante el uso de L1 para el almacenamiento y ordenamiento de datos, pero existen diferencias en la forma de implementación y en los objetivos.

puntos similares

Datos incrustados en L1: Kasplex L2 y BRC-20 incrustarán datos en las transacciones de la cadena de nivel uno. BRC-20 utiliza Tapscript de Bitcoin (habilitado por la actualización SegWit) para almacenar metadatos de tokens, generalmente a través de un proceso de tres pasos: "compromiso (commit, hash de datos) → revelación (reveal, los datos en sí) → gasto (spend, transferencia de tokens)". Kasplex L2 incrusta el código de bytes EVM en la carga útil de las transacciones de Kaspa L1, logrando un anclaje de operaciones L2 similar.

L1 como fuente de datos confiable: En dos casos, L1 proporciona el orden de las operaciones. BRC-20 depende de la blockchain de Bitcoin para el orden de transferencia de tokens, mientras que Kasplex L2 utiliza el BlockDAG de Kaspa para el orden de ejecución de contratos inteligentes.

Dependencia del indexador: ambos dependen de un indexador fuera de la cadena para su procesamiento. El indexador de BRC-20 analiza las transacciones de Bitcoin para rastrear el saldo de tokens, mientras que el indexador de Kasplex L2 ejecuta el bytecode de EVM para mantener el estado del contrato inteligente.

punto de diferencia

Eficiencia lograda: El proceso de tres pasos de BRC-20 es una adaptación del protocolo rígido de Bitcoin, mientras que Kasplex L2 se beneficia de un L1 más colaborativo de Kaspa, lo que permite incrustar datos en la carga de una sola transacción, reduciendo así la complejidad y los costos del sistema.

Consideraciones de rendimiento: El rendimiento de Bitcoin es de aproximadamente 7 transacciones por segundo, con un bloque generado cada 10 minutos, lo que hace que el proceso de Inscriptions sea lento y costoso. La actualización de 10 BPS de Kaspa ofrece una ventaja de rendimiento significativa, permitiendo que Kasplex L2 maneje de manera más eficiente transacciones a mayor escala.

Alcance y funcionalidad: BRC-20 se centra principalmente en la emisión y transferencia de tokens, mientras que Kasplex L2 admite compatibilidad completa con EVM, lo que permite la ejecución de contratos inteligentes complejos como protocolos DeFi o mercados de NFT.

Flexibilidad del protocolo: El diseño de Bitcoin enfatiza la inmutabilidad, lo que obliga a las soluciones L2 a sortear sus limitaciones. A pesar de que Kaspa también utiliza el modelo UTXO, su diseño L1 es más flexible, lo que permite una integración más estrecha con soluciones L2 como Kasplex.

Esta comparación destaca un hallazgo clave: aunque ambos son similares en la idea de utilizar L1 para el almacenamiento y ordenamiento de datos, Kasplex L2 aprovecha las ventajas de la arquitectura de Kaspa, logrando una mayor eficiencia y funcionalidades más amplias que los inscripciones.

Evaluación de Kasplex L2: Ventajas y limitaciones

Desde la perspectiva de la investigación técnica, Kasplex L2 muestra las siguientes ventajas y limitaciones significativas.

Ventajas

Expansión de funciones: Kasplex L2 ha ampliado con éxito las capacidades de Kaspa al admitir contratos inteligentes compatibles con EVM, lo que le permite soportar aplicaciones descentralizadas y casos de uso como la tokenización que no se pueden realizar en la cadena principal.

Uso eficiente de L1: Kasplex L2 aprovecha el BlockDAG de Kaspa para lograr el ordenamiento de transacciones y la disponibilidad de datos, reduciendo al mínimo la carga computacional de la segunda capa, centrándose únicamente en el nivel de ejecución. Este diseño se alinea estrechamente con la arquitectura de alta capacidad de procesamiento de Kaspa.

Verificabilidad pública: Dado que todas las transacciones se registran en L1, la ejecución de contratos inteligentes en Kasplex L2 puede ser verificada de forma independiente al volver a ejecutar el bytecode de EVM en el orden estándar, garantizando así la transparencia.

Limitaciones y riesgos

Problema de confianza en los indexadores: Los indexadores L2 desempeñan un papel clave en la ejecución de bytecode y el mantenimiento del estado, pero existe el riesgo de comportamiento malicioso por parte de los indexadores, como mantener un estado falsificado en privado mientras se proporciona públicamente la raíz Merkle. Resolver este problema requiere establecer una red de indexadores descentralizada e introducir mecanismos de incentivos o castigos económicos.

Desafío de reorganización: aunque el BlockDAG de Kaspa es eficiente, su mecanismo de creación de bloques en paralelo puede llevar a la reorganización de bloques recientes. Esto obligará a L2 a retroceder y volver a ejecutar transacciones, aumentando la complejidad del sistema y generando un cierto riesgo de doble gasto sin confirmación en L2.

Lecciones del modelo UTXO en blockchains

Kasplex L2 proporciona un estudio de caso sobre la extensibilidad de la programabilidad en blockchains basadas en el modelo UTXO, lo que resulta relevante para sistemas como Bitcoin. Tanto Kaspa como Bitcoin están limitados en su soporte para contratos inteligentes debido al diseño UTXO, pero la mayor capacidad de procesamiento de Kaspa y su arquitectura L1 más flexible crean un entorno más favorable para soluciones L2.

Para Bitcoin, el diseño de Kasplex L2 propone las siguientes direcciones exploratorias:

Integración de repetidores: el mecanismo de envío de proxies muestra cómo integrar herramientas EVM con cadenas de bloques UTXO, una idea que se puede aplicar a soluciones de segunda capa como BitVM de Bitcoin.

Ejecución basada en indexadores: utilizar indexadores para realizar cálculos fuera de la cadena y anclar datos en L1 se alinea con el modelo de Inscripciones de Bitcoin, lo que podría inspirar nuevas ideas para la expansión de la programabilidad.

Desde una perspectiva de investigación, Kasplex L2 es un experimento valioso que demuestra las diferencias en el rendimiento y la flexibilidad del protocolo de la blockchain UTXO, y cómo estas diferencias afectan la viabilidad de las soluciones L2. Sus hallazgos pueden servir como referencia de diseño para todo el ecosistema blockchain, especialmente para aquellos sistemas que priorizan la descentralización y la seguridad en lugar de la programabilidad nativa.

Conclusión

Kasplex L2 es una implementación basada en Rollup tecnológicamente sólida que, al aprovechar L1 de Kaspa para el ordenamiento de transacciones y la disponibilidad de datos, permite el soporte de contratos inteligentes compatibles con EVM. Nuestro análisis destaca su eficiencia en la utilización del BlockDAG de alta capacidad de Kaspa, así como su capacidad de expansión a través de la compatibilidad con EVM. Creemos que Kasplex L2 tiene una contribución práctica a la investigación de soluciones L2 para blockchains basadas en el modelo UTXO. La comparación con las Inscripciones de Bitcoin revela la similitud en los principios compartidos de ambos, así como el impacto del diseño de L1 en la viabilidad de L2. Para investigadores y desarrolladores, Kasplex L2 proporciona una perspectiva sobre la intersección de escalabilidad, programabilidad y descentralización en los sistemas blockchain.

Referencia

Kasplex Github. [Online]. Disponible:

Kaspa Research, “Sobre el diseño de zk-Rollups basados en el consenso DAG de UTXO de Kaspa,” 2024. [Online]. Disponible:

Un agradecimiento especial a nuestro investigador de BitsLab @ZorrotChen, ¡gracias por tu contribución a este artículo!

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El contenido es solo de referencia, no una solicitud u oferta. No se proporciona asesoramiento fiscal, legal ni de inversión. Consulte el Descargo de responsabilidad para obtener más información sobre los riesgos.
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· 05-19 05:32
¿Es esto lo que tú dijiste o lo que dijo el equipo, hermano?
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