TLDR

• Agglayer es el componente principal de Polygon 2.0, diseñado para unificar las blockchains fragmentadas mediante la agregación y garantía de transacciones atómicas entre cadenas. Su objetivo es proporcionar una experiencia de usuario fluida equivalente a un nivel de cadena única, abordando los problemas de liquidez y fragmentación de estados en el ecosistema actual de las blockchains.
• Agglayer emplea un nuevo mecanismo de verificación llamado prueba pesimista, que asume que todas las cadenas conectadas son inseguras, utilizando en última instancia pruebas de conocimiento cero para garantizar la corrección de las operaciones entre cadenas.
• Agglayer es más conciso y eficiente, con el objetivo de lograr una forma ideal de abstracción de cadena, alineándose con la definición de la próxima generación de Web3.

1. Derivado de la Era Modular

1.1 Introducción a Agglayer

Agglayer es uno de los componentes principales de Polygon 2.0. El "Agg" en su nombre significa agregación, lo que refleja su papel como capa de agregación. Esencialmente, su función es similar a los protocolos de interoperabilidad entre cadenas como Layerzero y Wormhole, con el objetivo de conectar el mundo fragmentado de la cadena de bloques. Sin embargo, sus métodos de construcción difieren. En términos simples, los protocolos tradicionales de interoperabilidad entre cadenas son similares a las empresas de construcción que construyen puentes en todas partes, diseñando y construyendo puentes para conectar diferentes cadenas o protocolos (lo que puede ser un desafío para las cadenas heterogéneas). Por el contrario, Agglayer funciona más como una "red de área local" compuesta por mecanismos de intercambio, donde las cadenas conectadas pueden unirse a la "LAN" simplemente conectando un "cable" (a prueba de ZK) para intercambiar datos. En comparación con la construcción de puentes en todas partes, es más rápido, más fácil de usar y ofrece una mejor interoperabilidad.

1.2 Secuenciación de Validez Compartida

El concepto de Agglayer debe mucho al diseño de Shared Validity Sequencing de Umbra Research, que tiene como objetivo lograr interoperabilidad atómica entre múltiples Optimistic Rollups. Al compartir un secuenciador, todo el sistema puede manejar uniformemente la secuenciación de transacciones y la publicación de raíces de estado en múltiples Rollups, garantizando atomicidad y ejecución condicional.

La lógica de implementación específica implica tres componentes:

• Secuenciador compartido para operaciones entre cadenas: Recibe y procesa solicitudes de transacciones entre cadenas.
• Algoritmo de construcción de bloques: El secuenciador compartido construye bloques que contienen operaciones entre cadenas, asegurando su atomicidad.
• Pruebas compartidas de fraude: Implementa un mecanismo compartido de pruebas de fraude entre los Rollups involucrados para hacer cumplir las operaciones entre cadenas.

El diagrama muestra el proceso de trabajo del contrato del sistema MintBurn cuando se comparte un solo secuenciador.

Dado que los Rollups actuales suelen admitir el paso de mensajes bidireccional entre Layer 1 y Layer 2, junto con otros precompilados especiales, Umbra agrega un sistema de cadena cruzada simple que comprende un contrato de sistema MintBurnSystemContract (Burn y Mint) para complementar los tres componentes, como se ilustra arriba.

Flujo de trabajo

1. Operación de quema en Chain A: cualquier contrato o cuenta externa puede invocar esta operación. Una vez completada con éxito, se registra en el burnTree.
2. Operación de creación en la cadena B: El secuenciador registra esto en el mintTree después de una ejecución exitosa.

Invarianzas y Consistencia

Consistencia de la raíz de Merkle: Las raíces de Merkle de burnTree en la cadena A y de mintTree en la cadena B deben coincidir, garantizando la consistencia y atomicidad de las operaciones entre cadenas.

En este diseño, Rollup A y B comparten un único secuenciador. Este secuenciador compartido es responsable de publicar los lotes de transacciones y las raíces de estado de ambos Rollups en Ethereum. El secuenciador compartido puede ser centralizado, como la mayoría de los secuenciadores Rollup actuales, o descentralizado, similar al enfoque de Metis. El punto clave en el sistema es que el secuenciador compartido debe publicar los lotes de transacciones y las raíces de estado de ambos Rollups en L1 en una sola transacción.

El secuenciador compartido recibe transacciones y construye bloques para A y B. Para cada transacción en A, el secuenciador verifica si interactúa con el contrato MintBurnSystemContract. Si la transacción interactúa correctamente con la función de quemar, el secuenciador intenta ejecutar la transacción de creación correspondiente en B. Si la transacción de creación tiene éxito, el secuenciador incluye la transacción de quemado en A y la transacción de creación en B; si la transacción de creación falla, el secuenciador excluye ambas transacciones.

En términos simples, este sistema es una extensión directa del algoritmo de construcción de bloques existente. El secuenciador ejecuta transacciones e inserta condicionalmente transacciones desencadenadas de un Rollup en otro. Durante la verificación de prueba de fraude en la cadena principal, solo necesita asegurar la corrección de la quema en la Cadena A y la creación en la Cadena B (es decir, la consistencia de la raíz de Merkle). En este escenario, varios Rollups se comportan como una sola cadena. En comparación con un Rollup monolítico, este diseño ofrece un mejor soporte de fragmentación, soberanía de aplicaciones e interoperabilidad. Sin embargo, las desventajas incluyen una mayor validación y carga de secuenciación en los nodos, y la probabilidad de adopción es baja debido a consideraciones de distribución de ganancias y autonomía de Rollup.

1.3 Componentes principales de Agglayer

Agglayer integra las soluciones mencionadas anteriormente mientras introduce mejoras más eficientes y dos componentes clave: el Puente Unificado y las Pruebas Pesimistas.

Puente Unificado: El flujo de trabajo del Puente Unificado implica recopilar y agregar los estados de todas las cadenas conectadas en la capa de agregación, que luego genera una prueba unificada para Ethereum. Este proceso involucra tres etapas de estado: pre-confirmación (que permite una interacción más rápida bajo suposiciones de estado temporal), confirmación (que verifica la validez de la prueba presentada) y finalización. En última instancia, esta prueba puede validar la validez de la transacción de todas las cadenas conectadas.

Pruebas pesimistas: Conectar Rollups a un entorno multi-cadena introduce dos problemas principales: 1. La introducción de diferentes validadores y mecanismos de consenso complica la seguridad; 2. Las retiradas de Optimistic Rollup requieren un período de 7 días. Para abordar estos problemas, Polygon introduce un método novedoso de prueba de conocimiento cero conocido como Pruebas pesimistas.

La idea detrás de las pruebas pesimistas es suponer que todas las cadenas de bloques conectadas a AggLayer podrían actuar potencialmente de manera maliciosa y hacer suposiciones de peor caso para todas las operaciones entre cadenas. AggLayer luego utiliza pruebas de conocimiento cero para verificar la corrección de estas operaciones, asegurando que incluso en presencia de comportamiento malicioso, la integridad de las operaciones entre cadenas permanezca intacta.

1.4 Características

Bajo este esquema, se pueden lograr las siguientes características:

• Tokens nativos: mediante el uso del Puente Unificado, los activos dentro de la capa de agregación son todos activos nativos. No hay tokens envueltos y no se necesitan fuentes de confianza de terceros para transacciones entre cadenas, lo que hace que el proceso sea fluido.
• Liquidez unificada: el TVL (Valor Total Bloqueado) de todas las cadenas conectadas se comparte, lo que se puede denominar como un fondo común de liquidez.
• Soberanía: En comparación con el método Optimistic Rollup descrito anteriormente, que logra la interoperabilidad a través de un secuenciador compartido, Agglayer tiene una mejor soberanía. AggLayer es compatible con secuenciadores compartidos y soluciones de DA de terceros. Las cadenas conectadas incluso pueden usar sus tokens nativos como gas.
• Más rápido: A diferencia del método Optimistic Rollup mencionado anteriormente, Agglayer no requiere una espera de 7 días para las transacciones entre cadenas.
• Seguridad: Las Pruebas Pesimistas solo aceptan comportamientos correctos. Además, aseguran que ninguna cadena pueda retirar más de la cantidad depositada, asegurando así el activo compartido del grupo de activos de la capa de agregación.
• Bajo coste: Cuantas más cadenas conectadas a la capa de agregación, menor serán las tarifas de pruebas pagadas a Ethereum, ya que estos costes se comparten. Agglayer no cobra tarifas adicionales de protocolo.

2. Soluciones de Interoperabilidad

2.1 ¿Por qué es tan difícil la interconexión de cadenas?

Como se mencionó anteriormente, el objetivo de Agglayer se alinea con el de los protocolos entre cadenas. ¿Pero cuál es superior? Antes de comparar, necesitamos entender dos preguntas: 1. ¿Por qué es tan difícil la interconexión de cadenas? 2. ¿Cuáles son las soluciones comunes para la interconexión de cadenas?

Al igual que el famoso trilema de la cadena de bloques, los protocolos de cadena cruzada también se enfrentan a un trilema de interoperabilidad. Debido a la premisa fundamental de la descentralización, las cadenas de bloques son esencialmente máquinas estatales que no pueden recibir información externa. Aunque los AMM y los oráculos han llenado algunos vacíos en DeFi, los protocolos de cadena cruzada enfrentan desafíos mucho más complejos. De alguna manera, nunca podemos extraer realmente ningún token real de la cadena original, lo que lleva a varios tokens envueltos como xxBTC y xxETH. Sin embargo, este enfoque es arriesgado y centralizado porque BTC y ETH reales deben estar bloqueados en contratos puente entre cadenas en la cadena original, mientras que todo el diseño entre cadenas puede enfrentar problemas como la disparidad de activos, la incompatibilidad de protocolos debido a diferentes máquinas virtuales, problemas de confianza, problemas de doble gasto y problemas de latencia. Para ser eficientes y rentables, la mayoría de las soluciones de cadena cruzada todavía dependen de billeteras multifirma. Esta es la razón por la que todavía hoy en día escuchamos con frecuencia sobre fallas en los puentes entre cadenas.

Ahora, veamos más de cerca el problema desde un nivel inferior. Según el fundador de Connext, Arjun Bhuptani, los protocolos de cadena cruzada solo pueden optimizar dos de los siguientes tres atributos clave:

• Falta de confianza: No hay dependencia de entidades de confianza centralizadas, lo que proporciona el mismo nivel de seguridad que la cadena de bloques subyacente. Los usuarios y participantes no necesitan confiar en intermediarios o terceros para garantizar la seguridad y la ejecución correcta de las transacciones.
• Extensibilidad: El protocolo puede aplicarse fácilmente a cualquier plataforma o red blockchain, sin estar limitado por arquitecturas técnicas o reglas específicas. Esto permite que las soluciones de interoperabilidad sean compatibles con una amplia gama de ecosistemas blockchain, no solo con algunas redes específicas.
• Generalizabilidad: El protocolo puede manejar cualquier tipo de transferencia de datos o activos entre dominios, sin limitarse a tipos de transacciones o activos específicos. Esto significa que diferentes blockchains pueden intercambiar diferentes tipos de información y valor, incluyendo pero no limitado a criptomonedas, llamadas de contratos inteligentes y otros datos arbitrarios a través del puente.

Las primeras clasificaciones de puentes entre cadenas se basaban a menudo en figuras como Vitalik Buterin, quien categorizaba las tecnologías entre cadenas en tres tipos: bloqueos temporales de hash, validación de testigos y validación de relé (validación de cliente ligero). Más tarde, Arjun Bhuptani reclasificó las soluciones entre cadenas en validación nativa (confianza + extensibilidad), validación externa (extensibilidad + generalización) y validación nativa (confianza + generalización). Estos métodos de validación se basan en diferentes modelos de confianza e implementaciones técnicas para satisfacer diversas necesidades de seguridad e interoperabilidad.

Puentes verificados nativamente:

Los puentes verificados nativamente se basan en los mecanismos de consenso de las cadenas de origen y destino para validar directamente la validez de la transacción. Este método no requiere capas de validación adicionales ni intermediarios. Por ejemplo, algunos puentes pueden utilizar contratos inteligentes para crear lógica de verificación directamente entre dos blockchains, lo que les permite confirmar transacciones a través de sus propios mecanismos de consenso. Este enfoque mejora la seguridad ya que se basa directamente en los mecanismos de seguridad inherentes de las cadenas participantes. Sin embargo, puede ser más técnicamente complejo de implementar y no todas las blockchains admiten la verificación nativa directa.

Puentes Verificados Externamente:

Los puentes verificados externamente utilizan validadores de terceros o clústeres de validadores para confirmar la validez de la transacción. Estos validadores pueden ser nodos independientes, miembros de consorcios u otros tipos de participantes que operan fuera de las cadenas de origen y destino. Este método generalmente implica el paso de mensajes entre cadenas y la lógica de verificación ejecutada por entidades externas en lugar de ser manejada directamente por las blockchains participantes. La validación externa permite una mayor interoperabilidad y flexibilidad porque no está limitada por cadenas específicas, pero introduce una capa adicional de confianza y posibles riesgos de seguridad. A pesar de sus riesgos de centralización, la validación externa es el método de intercambio entre cadenas más convencional, ya que es eficiente, flexible y rentable.

Puentes Verificados Localmente:

Los puentes verificados localmente implican que la cadena de destino verifica el estado de la cadena de origen para confirmar las transacciones y ejecutar las transacciones posteriores localmente. Esto generalmente implica ejecutar un cliente ligero de la máquina virtual de la cadena de destino en la cadena de origen o en paralelo. La verificación local requiere una minoría honesta o una suposición sincrónica, donde al menos un relayer honesto existe en el comité (minoría honesta) o si el comité falla, los usuarios deben transmitir las transacciones ellos mismos (suposición sincrónica). La verificación local es el método de comunicación intercadena con menor confianza, pero también es costoso, menos flexible en desarrollo y más adecuado para blockchains con alta similitud de máquina de estado, como entre Ethereum y redes L2 o blockchains desarrollados en base al Cosmos SDK.

Soluciones Actuales de Interoperabilidad [1]

Los compromisos realizados en diferentes áreas han dado lugar a varios tipos de soluciones de cadena cruzada. Además de los métodos de verificación, las soluciones actuales de cadena cruzada se pueden categorizar de varias formas, cada una adoptando enfoques únicos para lograr el intercambio de activos, transferencias e invocaciones de contratos.

· Intercambios de tokens: Este método permite a los usuarios negociar un cierto activo en una cadena de bloques y recibir un activo equivalente en otra cadena. Al utilizar tecnologías como intercambios atómicos y creadores de mercado automatizados (AMMs) entre cadenas, se pueden crear pools de liquidez en diferentes cadenas para facilitar el intercambio de diferentes activos.

· Puentes de activos: Este método implica bloquear o quemar activos en la cadena de origen a través de contratos inteligentes y desbloquear o acuñar nuevos activos en la cadena de destino a través de contratos inteligentes correspondientes. Esta técnica se puede dividir aún más en tres tipos según cómo se manejen los activos:

• Modelo Lock/Mint: En este modelo, los activos de la cadena de origen están bloqueados, mientras que los "activos puenteados" equivalentes se acuñan en la cadena de destino. En la operación inversa, los activos puenteados en la cadena de destino se queman para desbloquear los activos originales en la cadena de origen.
• Modelo de Quema/Creación: En este modelo, los activos en la cadena de origen son quemados y la misma cantidad de activos equivalentes son creados en la cadena de destino.
• Modelo de bloqueo/desbloqueo: Este método implica bloquear activos en la cadena de origen y desbloquear activos equivalentes de una piscina de liquidez en la cadena de destino. Estos puentes de activos a menudo atraen liquidez ofreciendo incentivos como la participación en los ingresos.

· Pagos nativos: Este método permite que las aplicaciones en la cadena de origen inicien operaciones de pago utilizando activos nativos en la cadena de destino. También puede iniciar pagos entre cadenas basados en datos de una cadena en otra cadena. Este método se utiliza principalmente para liquidaciones y puede basarse en datos de blockchain o eventos externos.

· Interoperabilidad de contratos inteligentes: este método permite que los contratos inteligentes en la cadena de origen invoquen funciones de los contratos inteligentes en la cadena de destino basándose en datos locales, lo que permite aplicaciones complejas entre cadenas, incluyendo intercambios de activos y operaciones de puenteo.

· Puentes programables: Esta es una solución avanzada de interoperabilidad que combina funciones de puente de activos y de paso de mensajes. Cuando los activos se transfieren de la cadena de origen a la cadena de destino, se pueden activar inmediatamente las llamadas de contrato en la cadena de destino, lo que permite diversas funcionalidades intercadenas como el staking, los intercambios de activos o el almacenamiento de activos en contratos inteligentes en la cadena de destino.

2.2 Las Ventajas Futuras de Agglayer

Comparemos Agglayer con los protocolos actuales de cadena cruzada, tomando como ejemplo LayerZero, el protocolo de cadena cruzada más influyente. LayerZero emplea una versión mejorada de verificación externa convirtiendo la fuente de confianza para la verificación en dos entidades independientes: un oráculo y un relayer. Este enfoque minimalista aborda las fallas de la verificación externa, convirtiéndolo en una solución de puente programable que puede realizar varias operaciones. Lógicamente, parece haber resuelto de manera elegante el llamado trilema. Desde una perspectiva narrativa amplia, LayerZero tiene el potencial de convertirse en el centro de cadena cruzada de todo Web3, abordando problemas como la experiencia de usuario fragmentada y la liquidez rota causada por la explosión de la cadena en la era modular. Es por eso que los principales VCs están apostando fuertemente por tales protocolos.

Sin embargo, ¿cuál es la realidad? Dejando de lado las recientes controversias con respecto a las operaciones de distribución gratuita de LayerZero, consideremos sus desafíos de desarrollo. Lograr el estado ideal de conectar todo el Web3 es extremadamente difícil, y su descentralización es cuestionable. En su versión temprana V1, el oráculo de LayerZero presentaba riesgos de ser hackeado y de comportamiento potencialmente malicioso (Wormhole, que emplea instituciones de la industria como nodos guardianes, a menudo enfrenta críticas similares). Estas preocupaciones solo se mitigaron con la llegada de la red de verificación descentralizada (DVN) en V2, que requería recursos significativos del lado B.

Además, desarrollar protocolos de cadena cruzada implica lidiar con protocolos de cadena heterogéneos, formatos de datos, lógica operativa y la invocación de diferentes contratos inteligentes. La verdadera interoperabilidad en Web3 requiere no solo esfuerzos individuales, sino también la colaboración de varios proyectos. Los primeros usuarios de LayerZero podrían recordar que apoyaba principalmente interacciones de cadena cruzada para blockchains basados en EVM, con un soporte limitado para otros ecosistemas. Esto también es cierto para Agglayer, pero Agglayer ofrece una interoperabilidad ultrabaja en latencia y asíncrona, lo que lo hace más similar a Internet que usamos a diario.

En general, el enfoque de Agglayer para la agregación para el uso de una sola cadena es más simple, eficiente y se alinea con las tendencias modulares actuales. Sin embargo, actualmente no hay una superioridad absoluta entre los dos. Los protocolos de intercambio entre cadenas todavía tienen las ventajas de una mayor liquidez, un ecosistema más maduro y una mayor proactividad. La fortaleza de Agglayer radica en su capacidad para agregar de manera genuina cadenas rivales de Capa 1 y Capa 2, rompiendo el juego de suma cero de la liquidez fragmentada y los usuarios en la era de la explosión de cadenas. Permite interacciones multi-cadena de baja latencia, abstracción de cadena nativa y piscinas de liquidez compartidas sin la necesidad de tokens envueltos, lo que representa una oportunidad significativa para cadenas de cola larga y específicas de aplicaciones.

En resumen, Agglayer es actualmente la solución de interconexión más prometedora, con proyectos similares como la "Máquina de Unión-Acumulación" de Polkadot también en desarrollo. La historia de Web3 ha pasado de ser monolítica a modular, y el próximo paso será hacia la agregación.

3. Ecosystem Connected by Agglayer

Aunque todavía en sus primeras etapas, Agglayer ha integrado algunos proyectos clave. Aquí hay tres ejemplos destacados:

3.1 Capa X

X Layer es un proyecto Ethereum Layer 2 construido en Polygon CDK. Conecta OKX y la comunidad de Ethereum, permitiendo a cualquier persona participar en un ecosistema global verdaderamente en cadena. Como la cadena pública de un exchange líder, la integración con Agglayer traerá una amplia liquidez a los proyectos dentro de la capa de agregación. Además, la billetera Web3 de OKX, que sirve como capa de acceso para usuarios regulares, también podría proporcionar un mejor soporte para Agglayer.

3.2 Unión

Union es una capa de infraestructura de conocimiento cero construida sobre Cosmos, utilizada para la mensajería general, transferencias de activos, NFT y DeFi. Se basa en la validación de consenso sin depender de terceros de confianza, oráculos, multisignature o MPC. Como cadena integrada, Union permite una conectividad profunda entre los ecosistemas EVM y Cosmos dentro de la capa de agregación. Al utilizar Union como puerta de enlace IBC, permite la conexión con Union y luego con IBC, recombina dos ecosistemas modulares fragmentados de otra manera.

3.3 Astar

Astar Network es una red para empresas, entretenimiento y proyectos de juegos en Japón y a nivel mundial, dedicada a avanzar en "Web3". Utiliza soporte de máquina virtual cruzada de Polygon y Polkadot para proporcionar soluciones de blockchain personalizables. Como la primera cadena completamente integrada de Agglayer, Astar accederá directamente a un pool de liquidez compartida de miles de millones de dólares y logrará un crecimiento real de usuarios.

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