En los primeros días de blockchain, cuando la industria comenzaba a causar sensación con el público en general, Ethereum estaba convirtiéndose en un ecosistema próspero. Lanzada públicamente en 2015, la plataforma fue diseñada para evolucionar más allá de Bitcoin, centrándose en aplicaciones descentralizadas en lugar de actuar como una reserva de valor. Si bien ha sido y sigue siendo el líder de los ecosistemas de blockchain (Bitcoin puede valer más, pero la gran adopción de Ethereum por parte de los desarrolladores no tiene igual), para 2017 las tarifas de gas se estaban volviendo cada vez más difíciles de manejar.
Viendo esto como un obstáculo importante, el cofundador Vitalik Buterin propuso una solución de escalabilidad llamada Plasma. Dado que actualmente no estamos utilizando Plasma o alguna versión, está claro que su implementación no fue exitosa. Al menos, quizás hasta ahora. Vamos a sumergirnos en qué es Plasma, por qué su forma original nunca se concretó, y por qué la nueva tecnología podría ser la pieza faltante para la escalabilidad significativa de Ethereum.
¿Qué es Plasma y por qué no es suficiente?
Como recordatorio rápido, Plasma fue diseñado para abordar directamente los problemas causados por el consenso de Ethereum. Este proceso es altamente efectivo para prevenir transacciones inválidas, con 11.2K nodos ubicados en casi 3K lugares alrededor del mundo, cada uno capturando nuevos bloques y presentándolos para su verificación en la red. Su sistema es la base del poder de Ethereum, pero simplemente no es una solución escalable. Para las transacciones, y especialmente para los pagos no fungibles, el proceso puede llevarse a cabo fuera de la mainnet y volverse más económico y rápido. Plasma estaba destinado a publicar solo estados verificados, logrando un equilibrio entre la escalabilidad y la seguridad de Ethereum.
La iteración Plasma Cash, desarrollada en 2018, proporciona el mejor ejemplo de Plasma en acción. El sistema maneja pagos, tratando el dinero como NFTs para facilitar el seguimiento de su propiedad. Mediante el uso de árboles de Merkle, la propiedad (y la transferencia de activos) se rastrea con cada bloque creado. Los bloques son creados por un operador, quien es responsable de publicar regularmente bloques en la cadena y enviar la raíz de Merkle y las ramas asociadas a los usuarios afectados.
Este método funciona bien, pero se enfrenta a problemas tan pronto como se generaliza para una amplia gama de aplicaciones. Hay varios problemas principales con el modelo Plasma original.
En primer lugar, el operador puede “portarse mal” al publicar un bloque inválido o al publicar un bloque no disponible. De cualquier manera, esto crea un error en la cadena, que requiere que los usuarios afectados tomen medidas. Cuando un usuario desea salir, tiene la carga de proporcionar el árbol de Merkle que demostró que el activo se transfirió a ellos. Esto crea un período de desafío de 7 días en el que cualquier otro usuario puede impugnar la salida mostrando pruebas de que la propiedad no es válida.
En segundo lugar, el sistema Plasma se vuelve más complicado una vez que pasa de los NFTs a los tokens fungibles. La idea original para resolver esto era simplemente crear NFTs para cada denominación razonable de una moneda. Esto puede funcionar en términos de seguimiento de la propiedad, pero crea el problema de la fragmentación: intentar salir con fragmentos de tokens ubicados en toda la cadena crea tarifas de gas importantes. Si bien el modelo de “salida de transacción no gastada” (UTXO) puede ayudar a resolver la situación para los pagos a la EVM, ir más allá de esto disminuye la utilidad de Plasma porque el problema de “propiedad” de un objeto no es necesario para muchos casos de uso.
Cais Manai, el Director de Producto de Ten, el rollup de Layer 2 que escala y cifra Ethereum, dijo: “Las cadenas Plasma manejan el procesamiento de transacciones fuera de la cadena y solo publican resultados agregados en Mainnet. Esto funciona bien para pagos, donde el cambio de estado es simple, es decir, basado en UTXO (debitar una cuenta, acreditar otra), y la verificación se puede realizar utilizando menos datos (por ejemplo, pruebas de Merkle de transacciones). En última instancia, solo estás rastreando quién posee un estado específico mientras te aseguras de que no haya dobles gastos.”
“Se convierte en problemático para aplicaciones que requieren interacciones y verificaciones de datos más complejas, que son inherentes a la computación de propósito general y los contratos inteligentes. Piense en un DEX con un pool de liquidez en constante evolución, operado por miles de usuarios a través de operaciones, depósitos y retiros. Es prácticamente imposible reconstruir un estado válido sin acceso a los datos”, agregó Cais Manai.
Estos problemas crearon un sistema con promesa, pero no uno que pudiera eliminar todos los obstáculos. Sin embargo, el año 2023 allanó el camino para la tecnología Zk-SNARK, proporcionando una oportunidad única para Ethereum en general y para Plasma en particular.
Zk-SNARKs, la pieza faltante
En noviembre de 2023, Buterin presentó nuevos conceptos sobre el modelo Plasma, actualizándolo con la combinación de Zk-SNARKS para resolver deficiencias significativas.
El modelo “Neo-Plasma” podría ampliar los casos de uso a la EVM sin enfrentar muchos de los problemas. Como Buterin afirma, “se pueden usar para implementar un gráfico UTXO paralelo para ETH y tokens ERC20, y demostrar con SNARK la equivalencia entre el gráfico UTXO y el estado de la EVM. Una vez que tienes eso, puedes implementar un sistema Plasma ‘universal’ sobre el gráfico UTXO.”
Los Zk-SNARKS ofrecen la validez necesaria para superar el largo proceso de desafiar los errores del operador, ya que evita que el operador cree bloques inválidos. El resultado de esto es la eliminación de los desafíos históricos, transformando Plasma en un sistema de retiro instantáneo y aumentando enormemente su valor.
El Dr. Nir Haloani, Director de Tecnología en la solución Ethereum Layer 2 centrada en la privacidad Coti, dijo: “El mecanismo de ‘juego de salida’ de Vitalik para Plasma es un componente crítico para garantizar la seguridad y la confianza en el marco de Plasma. Si bien este mecanismo ha sido complejo y potencialmente torpe en aplicaciones del mundo real, avances en pruebas de conocimiento cero, como ZK-SNARKs, podrían hacer que el neo-Plasma sea más viable al simplificar el proceso de salida y mejorar la escalabilidad y la privacidad. Esto hace que la idea de aprovechar el neo-Plasma para abordar los problemas de escalabilidad y privacidad de Ethereum sea más realista,” agregó el Dr. Halaoni.
¿Cómo mejorará Neo-Plasma Ethereum?
Donde incluso Neo-Plasma falla es en los casos de uso de CDP (posición de deuda garantizada), ya que aún existe un problema con un propietario económico de los activos en cuestión. Sin embargo, eliminar este tipo de casos de uso crea grandes oportunidades para Ethereum. Si bien los rollups superan al modelo Neo-Plasma en términos de seguridad, Neo-Plasma evita los problemas enfrentados por los validiums donde los datos subyacentes pueden no estar disponibles durante largos períodos de tiempo. El Dr. Nir Haloani cree que una solución híbrida que combine Rollups y Plasma, aprovechando los avances en pruebas de conocimiento cero (ZK-SNARKs), podría abordar los problemas de escalabilidad y privacidad de Ethereum de manera más efectiva.
“Los rollups se han convertido en el estándar de oro para la escalabilidad al comprimir datos de transacciones y publicarlos en la mainnet de Ethereum, mientras que Plasma, con su capacidad para manejar transacciones fuera de la cadena y publicar solo estados finales, ofrece mejoras adicionales en escalabilidad y seguridad,” según el Dr. Halaoni.
Leona Hioki, cofundadora de INTMAX, el zkRollup de Layer-2 de Ethereum que utiliza una arquitectura sin estado, está de acuerdo. Hioki agregó: “La eliminación del Requisito en línea, que fue el mayor desafío de Plasma, representa una resolución importante. Plasma Free, aunque siendo Plasma, permite la ejecución completa de la Máquina Virtual Ethereum (EVM), haciéndola comprensible y útil.”
La mayor ventaja del modelo Neo-Plasma es un equilibrio muy necesario entre una seguridad sólida, escalabilidad completa y tarifas de transacción bajas. Ethereum, con todo su progreso, debe superar las tarifas de gas inestables si espera lograr una verdadera adopción masiva con una audiencia general. Además, las tarifas de gas impredecibles que pueden alcanzar ciertos niveles eliminan muchos casos de uso diferentes que generan una pequeña ganancia, pero si se escalan pueden generar ingresos reales.
Estos son los casos de uso que atraerán a más y más empresas tradicionales que están dispuestas a ampliar sus líneas de productos añadiendo valor Web3. Neo-Plasma podría desempeñar un papel importante en este crecimiento del ecosistema más grande en los próximos años.
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