🔷 Introducción

La escalabilidad ha sido un desafío clave en la adopción masiva de las blockchains. A medida que la demanda de transacciones y creación de contratos inteligentes aumenta, se necesitan soluciones capaces de manejar un mayor volumen de operaciones sin comprometer la seguridad y la descentralización.

En este sentido, Arbitrum One y Arbitrum Nova se han destacado como soluciones de escalabilidad prometedoras. En este artículo, compararemos estas dos implementaciones de Arbitrum y explicaremos sus características, similitudes y diferencias.

📝 Índice

1. Capas de una Blockchain.

   1. Capa de ejecución (Execution Layer).

   2. Capa de disponibilidad de datos (Data Availability Layer).

   3. Capa de consenso (Consensus Layer).

2. Estructura.

3. Arbitrum One: Optimización de capa 2 para Ethereum.

4. Arbitrum Nova: Optimización de capa 2 para Ethereum con supuestos de confianza.

5. Similitudes y diferencias clave.

   1. Seguridad Técnica.

   2. Descentralización.

   3. Desempeño.

   4. Ecosistema.

6. Conclusión.

7. Agradecimientos.

1. 📚 Capas de una Blockchain

Para poder entender cómo están construidas Arbitrum One y Arbitrum Nova es necesario explicar cuáles son las capas de un blockchain

Para que un blockchain pueda funcionar necesita 3 Capas:

1.1 🛠 Capa de ejecución (Execution Layer)

Esta es donde se realizan las operaciones y se ejecutan los contratos inteligentes en una blockchain. Esta capa contiene el código y la lógica de las aplicaciones descentralizadas (DApps) que se ejecutan en la blockchain. Aquí es donde se procesan las transacciones y se realizan las operaciones específicas de cada blockchain, como transferencias de activos, intercambios o cualquier otra funcionalidad programable.

1.2 📑 Capa de disponibilidad de datos (Data Availability Layer)

Esta es la responsable de almacenar y distribuir los datos de la cadena de bloques. En esta capa, se almacenan todas las transacciones, bloques y otros elementos de datos necesarios para mantener el estado actual de la blockchain. La información almacenada en esta capa debe estar disponible y ser accesible para todos los participantes de la red. La capa de disponibilidad de datos garantiza la integridad y la transparencia de los datos en la blockchain.

1.3 🤝 Capa de consenso (Consensus Layer)

La capa de consenso es fundamental para el funcionamiento de una blockchain, ya que es la encargada de lograr un acuerdo entre los nodos de la red sobre el estado actual de la blockchain. En esta capa, se determina qué transacciones son válidas y se alcanza el consenso sobre la versión autorizada de la blockchain. Los algoritmos de consenso, como Prueba de Trabajo (Proof of Work), Prueba de Participación (Proof of Stake) u otros mecanismos, se utilizan en esta capa para validar las transacciones y agregar nuevos bloques a la cadena.

2. 👨‍💻 Estructura

En una blockchain descentralizada como Ethereum, con las 3 capas explicadas anteriormente trabajan juntas, suele implicar un carga computacional grande, lo cual se refleja en altas comisiones y bajas velocidades de transacción.

Ahora bien, en una blockchain la mayoría de esta carga computacional corresponde a la capa de ejecución, es por ello que las soluciones de escalabilidad modulares como los rollups, toman esta capa de ejecución la separan fuera la cadena con el objetivo de reducir la carga computacional de red y así reducir los costos al mismo tiempo que se aumenta la velocidad y cantidad de transacciones por segundo (TPS). Por otro lado, la disponibilidad de datos y consenso son aseguradas en un capa base robusta como puede ser Ethereum.

Teniendo en cuenta todo esto, podemos decir que las capas de distribuyen de la siguiente manera:

3. 🔵 Arbitrum One: Optimización de capa 2 para Ethereum

Arbitrum One es una implementación de capa 2 (layer 2) diseñada para abordar los problemas de escalabilidad en Ethereum. Es un Optimistic Rollup, cuya tecnología permite a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena principal de Ethereum. En lugar de ejecutar cada transacción en la blockchain principal de Ethereum, Arbitrum One agrupa varias transacciones en un solo rollo y las envía a la cadena principal para su validación. Este diseño ha demostrado tener un procesamiento más rápido y eficiente, al tiempo que mantiene la seguridad y la descentralización de la cadena de bloques subyacente, al menos desde el punto de vista teórico.

En esta solución, la capa de ejecución se encuentra dentro de la red de Arbitrum One, mientras que las capas de Disponibilidad de Datos y Consenso se encuentran en Ethereum. Se vería de la siguiente manera:

Una de las principales ventajas de Arbitrum One es su compatibilidad nativa con Ethereum. Los desarrolladores pueden utilizar las mismas herramientas y contratos inteligentes que en la cadena principal de Ethereum sin necesidad de realizar cambios significativos. Además, Arbitrum One ofrece una alta capacidad de rendimiento, lo que permite procesar miles de transacciones por segundo. Esto significa que los usuarios pueden experimentar una experiencia similar a la cadena principal de Ethereum, pero con tiempos de confirmación más rápidos y costos reducidos.

Arbitrum One fue elaborada con el objetivo de dar soporte a proyectos asociados a DeFi, ya que, al tener las capas de disponibilidad de datos y consenso en Ethereum, está hereda la seguridad directamente de la misma, lo cual es necesario debido a que los proyectos DeFi generalmente manejan grandes cantidades de recursos económicos que deben ser asegurados de la mayor forma posible.

4. 🟠 Arbitrum Nova: Optimización de capa 2 para Ethereum con supuestos de confianza

Por otro lado, Arbitrum Nova también aborda el problema de la escalabilidad en Ethereum de manera diferente que el enfoque de Arbitrum One. En esencia Arbitrum Nova es una Anytrust chain (un tipo de Optimistic Chain, según L2Beat, y dentro de la categoría semi-L2, según nuestra definición) que busca también mejorar el rendimiento de la blockchain principal de Ethereum basándose en técnicas de reducción de carga a través de la ejecución de transacciones fuera de la cadena y la mejora de la eficiencia en el uso de la L1.

En esta versión, la capa de ejecución se encuentra dentro de la red Arbitrum Nova, por su parte el consenso está asegurado en Ethereum y la capa de disponibilidad de datos se encuentra controlada con un comité de disponibilidad de datos externo (o DAC por sus siglas en inglés). Actualmente, este comité se encuentra conformado por 7 miembros al momento de redactar este artículo. Se vería de la siguiente manera:

Una de las diferencias más destacadas de Arbitrum Nova radica en su menor consumo de recursos en la red de Ethereum. Esto se traduce en una reducción de los costos de las transacciones al ocupar menos espacio en Layer 1. Sin embargo, es importante tener en cuenta que este menor costo viene acompañado de un nivel de garantías de seguridad inferior, ya que como bien se menciona, ahora estas también recaen en el comité externo de disponibilidad de datos para su apropiado funcionamiento.

En cuanto a la capa de consenso, esta depende los Data Availability Certificates (o DACert por sus siglas en inglés) los cuales son publicado en la L1. Estos certificados contienen cierta información asociada a las transacciones, como por ejemplo, los hashs, el tiempo de expiracion o la prueba de que N-1 miembros del comité han firmado o aprobado una transacción. Debido al supuesto de confianza 2 de N, el DACert constituye una prueba que de los datos del block estarán disponibles para al menos 1 miembros del comité honesto.

Es importante destacar que en el caso de que el secuenciador falle en recolectar firmas suficientes, luego de unos minutos, este abandonara la dependencia del comité, conviertiendose automaticamente en un rollup, el cual publicara toda la data directamente en la L1, como lo hace Arbitrum One.

Al igual que Arbitrum One, Arbitrum Nova también es compatible con la EVM de Ethereum, lo que facilita a los desarrolladores la adopción de la solución sin problemas.

En cuanto a la aplicación, Arbitrum Nova fue pensado en proyectos asociados a videojuegos, redes sociales  y NFTs, en donde no se busca un nivel de seguridad tan exhaustivo como en DeFi, pero permitiendo una gran velocidad y a un menor costo.

5. 👩🏽‍🤝‍🧑🏻 Similitudes y diferencias clave

Aunque tanto Arbitrum One como Arbitrum Nova tienen como objetivo abordar la escalabilidad en Ethereum, existen algunas diferencias clave entre las dos soluciones.

5.1👮‍♂️ Seguridad Técnica

• Tipo de Proving: Tanto Arbitrum One como Arbitrum Nova se usan las fraud proofs interactivas para poder resolver las disputas entre el retador y el validador.

• Tecnología: Arbitrum One utiliza el diseño de optimistic rollup para agrupar y procesar transacciones fuera de la cadena principal delegando la responsabilidad de la disponibilidad de datos a Ethereum, mientras que, Arbitrum Nova utiliza la tecnología Anytrust la cual asigna el control de la capa de disponibilidad de datos a un comité externo controlado por entidades aprobadas por la gobernanza de Arbitrum.

• Disponibilidad de datos En Arbitrum One, la capa de disponibilidad de datos se encuentra en Ethereum, lo que quiere decir que cualquiera puede participar en la validación de la cadena y garantizar su seguridad, es decir, 1 de N. Por su parte Arbitrum Nova, utiliza supuestos de confianza, en donde se confía en un comité de disponibilidad de datos finito y que actuarán honestamente.

  En un caso hipotético de que 6 de 7 miembros del comité y el Secuenciador se confabulen y empiecen a actuar maliciosamente, pueden romper la seguridad de la cadena (y, por ejemplo, robar los fondos de los usuarios); es aquí donde está el supuesto de confianza. Sin embargo, el Anytrust protocol posee un mecanismo en donde si 2 de 7 de los miembros del comité se comportan honestamente, la cadena AnyTrust cambiaría a "modo Rollup" automáticamente; es decir, que los datos se publican en L1.

5.2 🧩 Descentralización

• Operadores: Actualmente Arbitrum One esta operado por 1 Secuenciador y 13 Validadores autorizados por una whitelist. Por otro lado, Arbitrum Nova se encuentra operado por 1 secuenciador, 7 miembros de comité de disponibilidad de datos y 9 validadores autorizados.

• Actualizable: Los contratos inteligentes (tanto para Arbitrum One como Arbitrum Nova) pueden ser actualizadas por la gobernanza de Arbitrum o el Security Council. Esto implica que ambas arquitecturas pueden modificarse en un futuro, siendo útil para implementar mejoras y resolver bugs, pero supone un punto de centralización importante.

5.3 📈 Desempeño

• Compatibilidad: Ambas soluciones son compatibles con Ethereum y permiten a los desarrolladores utilizar las mismas herramientas y desplegar contratos inteligentes tal y como suele hacerse en la red principal de Ethereum.

• Costos: Arbitrum One es mucho más caro que Arbitrum Nova, ya que utiliza más la red de Ethereum al tener las capas de consenso y disponibilidad de datos en la misma. Mientras que Arbitrum Nova solo utiliza Ethereum para asegurar el consenso nada más.

5.4 🌳 Ecosistema

• Aplicación: Arbitrum One fue diseñado para proyectos de DeFi, debido a su mayor seguridad. Mientras que Arbitrum Nova, fue desarrollado principalmente para juegos, redes sociales y NFTS, en donde la seguridad es importante pero no tan demandante como en DeFi.

• TPS actual: La TPS de Arbitrum se ajusta dependiendo del sistema de Arbitrum Nitro. Para Arbitrum One el TPS es de aproximadamente 5.18 y para Arbitrum Nova 1.4 (al momento de redactar este artículo).

A Continuación, presentamos una tabla comparativa que resume todos los datos explicados anteriormente:

6. 👨‍🎓 Conclusión

Tanto Arbitrum One como Arbitrum Nova son soluciones prometedoras para abordar el desafío de la escalabilidad en Ethereum. Arbitrum One ofrece una solución de capa 2 mediante la tecnología de los optimistic rollups. Es compatible con Ethereum y hereda la seguridad de la misma, lo cual es esencial para aquellos proyectos DeFi que manejan grandes cantidades de fondos y requieren una seguridad eficiente y robusta como pieza fundamental

Por su parte, Arbitrum Nova utiliza la tecnológica Anytrust la cual se enfoca en el uso de un comité de disponibilidad de datos para segurar la red. Arbitrum Nova tiene menos garantías de seguridad en comparación a Arbitrum One, pero tiene menores costos, lo cual es ideal para proyectos como juegos, redes sociales y NFTs, que no requieren una seguridad tan robusta como el DeFi.

La elección entre las dos soluciones dependerá de las necesidades y objetivos específicos de cada proyecto. Sin embargo, ambas opciones brindan mejoras significativas en términos de rendimiento y escalabilidad, allanando el camino para una adopción más amplia de las aplicaciones descentralizadas basadas en Ethereum.

🫂 Agradecimientos

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Si quieres conocer mas a fondo la tecnología detrás de Arbitrum te invitamos a leer este artículo👇👇👇

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