Ante los grandes problemas de escalabilidad, y las altas comisiones a pagar por ejecutar las transacciones que presenta Ethereum, surgen en su ecosistema varias soluciones de capa 2 para intentar solventarlos. Arbitrum se posiciona, en la actualidad, según su TLV, como la principal solución de escalabilidad para Ethereum de capa 2, que utiliza Optimistic Rollups, entre otras herramientas, para lograr sus objetivos.

 

El problema

Tal y como ya hemos hablado en otros artículos anteriormente, Ethereum sufre de grandes problemas de escalabilidad y de altos costes en las comisiones que se tienen que pagar al ejecutar las transacciones. Esto es debido, principalmente, a que las herramientas de que dispone la capa 1 del protocolo no son capaces de absorber, en tiempo y coste, la gran cantidad de transacciones que se ejecutan en su ecosistema.

Dicha situación tiene graves consecuencias para las dApps que se ejecutan en su cadena de bloques, así como para los usuarios finales de las mismas. Es por ello, que muchas dApps han decidido ejecutar sus aplicaciones en otras cadenas de bloques o han optado por buscar soluciones alternativas sin abandonar la red de Ethereum.

Entre dichas soluciones, complementarias a la capa 1 de Ethereum, se encuentran las llamadas de capa 2, las cuales se ejecutan en parte fuera de la capa 1 de Ethereum.

 

Soluciones de capa 2

Como hemos indicado en el apartado anterior, para intentar resolver los problemas que, en la actualidad, tiene Ethereum, correspondientes a la escalabilidad y al elevado coste de las comisiones por ejecutar las transacciones, surgen diferentes protocolos y herramientas, llamadas de capa 2, las cuales se ejecutan en parte fuera de la capa 1 de Ethereum.

Entre dichas herramientas, se encuentran los Optimistic Rollups, los cuales son utilizados por Arbitrum, entre otras plataformas, los cuales permiten gestionar un alto volumen de transacciones a un bajo coste.

En el presente artículo no vamos a profundizar en las soluciones de capa 2 que se están implementando y tampoco en los diferentes tipos de Rollups que existen, así como cómo funcionan. A los lectores que estén interesados en profundizar en estas materias, les aconsejamos que lean el siguiente artículo.

A continuación, vamos a explicar en qué consiste Arbitrum y qué características tiene, que le hacen posicionarse, en la actualidad, como la principal solución de capa 2, según su TVL , que utiliza Optimistic Rollups. (Figura 1).

Current TVL Ranking Layer 2 Solutions Master Blockchain Online Figura 1: Layer 2 Solutions TVL Ranking (USD Equivalent). Fuente

 

¿Qué es Arbitrum?

Arbitrum se define como una herramienta de escalabilidad de capa 2 para Ethereum. Su objetivo principal es intentar resolver los problemas de escalabilidad y los altos costes a pagar por ejecutar las transacciones a los que se enfrentan las dApps cuando utilizan Ethereum como plataforma tecnológica.

Está desarrollado por el equipo de Offchain Labs, y en la actualidad cuenta con un gran grupo de inversores que apoyan su uso y desarrollo.

En la siguiente imagen (Figura 2) se muestra la arquitectura de Arbitrum, la cual vamos a pasar a explicar a continuación.

Arbitrum Architecture Master Blockchain Online Figura 2: Arbitrum Architecture. Fuente

 

En la parte izquierda de la imagen se encuentran los actores que están fuera de la cadena: los usuarios finales, los nodos de Ethereum y los nodos de Arbitrum.

Los usuarios finales usan billeteras, interfaces de usuario de dApps y otras herramientas para interactuar con Arbitrum. Debido a que los nodos de Arbitrum admiten la misma API que Ethereum, los usuarios no necesitan herramientas completamente nuevas y los desarrolladores no necesitan reescribir sus dApps.

Los nodos de Arbitrum se utilizan para interactuar con la cadena de Arbitrum, admitiendo la misma API que los nodos de Ethereum, por lo que funcionan perfectamente con las herramientas de Ethereum existentes. Al igual que en Ethereum, cualquiera puede ejecutar un nodo de Arbitrum.

En la parte inferior derecha de la imagen, a nivel de capa 1, se sitúa Ethereum con su red principal.

Por encima de Ethereum se sitúa el sistema Arbitrum, construido en varias capas sobre Ethereum, de cuya red hereda la seguridad que esta implementada.

Inmediatamente por encima de Ethereum, en la capa 1, se encuentra el EthBridge, el cual, a grandes rasgos, es un conjunto de smart contracts de Ethereum que se encargan de gestionar la cadena de Arbitrum, así como manejar el Rollup Protocol, lo que garantiza que las capas superiores funcionen correctamente. Además de lo anterior, el EthBridge también mantiene la bandeja de entrada y de salida de la cadena, lo que permite que los usuarios finales (personas) y los smart contracts envíen mensajes de transacción a la cadena y observen y utilicen los resultados de esas transacciones. Los usuarios finales, los smart contracts de capa 1 de Ethereum, y los nodos de Arbitrum realizan llamadas a los smart contracts de EthBridge para interactuar con la cadena Arbitrum.

A los lectores interesados en profundizar sobre el funcionamiento del Rollup Protocol, les recomendamos consultar el siguiente enlace.

Por encima del EthBridge se encuentra la línea divisoria que separa la capa 1 de la capa 2. En dicha línea se sitúa la AVM (Arbitrum Virtual Machine), la cual ejecuta un software que lee entradas y produce salidas. La AVM divide los componentes de la capa 1, que proporcionan la abstracción de la bandeja de entrada/ejecución/bandeja de salida, de los componentes de la capa 2 que usan esa abstracción.

La siguiente capa que nos encontramos por encima es ArbOS, el cual es un software que se ejecuta en la máquina virtual de Arbitrum y se encarga de registrar y ejecutar los smart contracts en la cadena de Arbitrum. ArbOs se ejecuta completamente en la capa 2, por lo que aprovecha la escalabilidad y el bajo costo de computación de dicha capa. ArbOS proporciona un entorno de ejecución compatible con la EVM para los smart contracts. Es decir, se encarga de los detalles de compatibilidad de los smart contracts escritos en Ethereum, por lo que los desarrolladores de los mismos no tienen que volver a implementarlos.

 

¿Por qué usar Arbitrum?

En el whitepaper del proyecto se señalan las características principales de la herramienta, las cuales la hacen ser la principal favorita de los usuarios de las soluciones de capa 2.

  • Seguridad sin confianza: seguridad arraigada en Ethereum, con cualquiera de las partes capaces de garantizar los resultados correctos de la Capa 2. Es decir, la seguridad de las transacciones se delega a Ethereum y no se implementa en Arbitrum.
  • Compatibilidad con Ethereum: Arbitrum es capaz de ejecutar los smart contracts y las transacciones de la EVM (Ethereum Virtual Machine) sin tener que modificarlas, lo que le hace totalmente compatible con todas las aplicaciones desarrolladas en Ethereum. De esta forma, las dApps que utilizan la EVM podrán utilizar Arbitrum sin tener que realizar grandes esfuerzos de adaptación.
  • Escalabilidad: Arbitrum permite mover el cálculo y el almacenamiento de los smart contracts fuera de la cadena principal de Ethereum, lo que aporta un rendimiento muy superior, y resuelve, en gran medida, el problema de escalabilidad que tiene la red principal de Ethereum. En el momento de escribir el artículo, se ejecutan en la red de Arbitrum 0,4 transacciones por segundo (Figura 3).

Arbitrum Transaction Per Second Master Blockchain Online Figura 3: Current transactions per second. Fuente

  • Mínimo coste: está diseñado para minimizar el coste por transacción, resolviendo el otro gran problema que tiene la red principal de Ethereum respecto al alto coste de las comisiones a pagar por ejecutar las transacciones (Figura 4).

Arbitrum Transfer Fees Master Blockchain Online

Figura 4: Current cost to transfer ETH. Fuente

 

Arbitrum One

Arbitrum One (Figura 5) es el espacio web en el que el usuario, interesado en el ecosistema de Arbitrum, puede obtener información relativa a las wallets, las dApps, las herramientas, los puentes y los mercados de NFTs, entre otros, que utilizan o son compatibles con Arbitrum.

Arbitrum One Portal Master Blockchain Online Figura 5:  Arbitrum One Portal. Fuente

 

Conclusión

Durante el año 2021, y más concretamente, en el último cuatrimestres del año 2021, se ha producido un incremento significativo del TVL (Total Value Lock) de soluciones de capa 2 en el ecosistema de Ethereum. Dichas soluciones tienen como principal propósito intentar solventar los problemas de escalabilidad y de altos costes en la ejecución de las transacciones que se dan en la red principal de Ethereum (Figura 6).

Current TVL Layer 2 Solutions Master Blockchain Online

Figura 6:  Layer 2 Solutions TVL (USD Equivalent). Fuente

Entre dichas soluciones, tal y como hemos visto a lo largo del artículo, destaca sobre el resto Arbitrum, la cual utiliza Optimistic Rollups, entre otras herramientas, para proporcionar una serie de características (seguridad, compatibilidad, escalabilidad, y coste) que son muy atractivas para los desarrolladores de dApps en el ecosistema de Ethereum. Como consecuencia, muchos  nuevas dApps y dApps existentes están incluyendo el uso de la red Arbitrum en sus proyectos, con el objetivo de dar el mejor servicio posible a sus usuarios finales al menor coste.

A medida que se vayan desarrollando estas soluciones durante el año 2022, a la vez que se vaya desarrollando Ethereum 2.0, iremos viendo hasta que punto tienen éxito de forma masiva, por lo que habrá que estar muy atento a su evolución durante los próximos meses.

 

Referencias