Explicación de la equivalencia del EVM

¿Qué es la equivalencia EVM?

La Equivalencia EVM garantiza que una red de Capa 2 (L2) refleje completamente la Máquina Virtual Ethereum (EVM) tal y como se describe en el libro amarillo de Ethereum. Esta adhesión significa que la red replica el entorno de ejecución de Ethereum sin introducir modificaciones personalizadas.

Las L2 equivalentes a EVM se integran a la perfección con las herramientas y la infraestructura de Ethereum, siendo compatibles con herramientas de desarrollo como Solidity y Hardhat junto con clientes de ejecución como Geth y Besu. Esta compatibilidad se extiende a las propuestas de mejora de Ethereum (EIP) en entornos activos, lo que garantiza una experiencia de desarrollo unificada.

Al adherirse a la arquitectura de Ethereum, las cadenas equivalentes a EVM heredan la seguridad, escalabilidad y efectos de red de Ethereum, funcionando de forma indistinguible de la red principal al tiempo que amplían su capacidad de innovación y adopción.

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Tipos de equivalencia EVM

La equivalencia EVM se clasifica por el grado en que una red L2 replica el entorno de ejecución de Ethereum, equilibrando la compatibilidad con las optimizaciones de rendimiento.

1. Tipo 1: Ethereum-Equivalent
   Replica completamente los opcodes, estructuras de datos y primitivas criptográficas de Ethereum, permitiendo una integración perfecta con las herramientas y aplicaciones de Ethereum sin modificaciones.
2. Tipo 2: Equivalente a EVM
   Conserva la funcionalidad básica de EVM pero introduce pequeñas modificaciones, como la sustitución de funciones hash o árboles de estados, para optimizar la generación de pruebas. Estos ajustes pueden afectar a la compatibilidad con datos históricos y herramientas avanzadas.
3. Tipo 3: EVM-Compatible con ajustes de gas
   Modifica los costes de gas para operaciones específicas con el fin de simplificar la generación de pruebas y mejorar la eficiencia. Esto puede perturbar las aplicaciones que dependen del modelo de precios de gas de Ethereum.
4. Tipo 4: Parcialmente equivalente a EVM
   Realiza cambios significativos, como la eliminación de precompilaciones o la alteración de la lógica de ejecución, lo que obliga a reescribir las aplicaciones y reduce la compatibilidad con las herramientas nativas de Ethereum.

Estas categorías ilustran las compensaciones entre la fidelidad a la arquitectura de Ethereum y la optimización del rendimiento para el escalado.

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Ejemplos de cadenas equivalentes EVM

Estas son algunas de las principales cadenas de Capa 2 que se encuentran entre los rollups equivalentes a EVM más significativos de Ethereum:

• Optimismo: Construido sobre la pila OP, Optimism implementa completamente la semántica opcode de Ethereum, la medición de gas y las estructuras de datos, asegurando la compatibilidad con las herramientas de Ethereum y el despliegue inalterado de contratos inteligentes.
• Órbita Arbitral: Arbitrum Orbit utiliza Geth como cliente de ejecución, manteniendo el comportamiento opcode de Ethereum y el procesamiento de transacciones. Su sistema a prueba de fraude valida las transacciones fuera de la cadena al tiempo que preserva la compatibilidad con las herramientas nativas de Ethereum.
• Línea: Linea refleja las especificaciones del papel amarillo de Ethereum, replicando la semántica opcode y primitivas criptográficas como Keccak, permitiendo el despliegue directo de los contratos inteligentes de Ethereum sin cambios.
• Taiko: Un rollup de zkEVM, Taiko ejecuta el bytecode de Ethereum en zk-proofs mientras mantiene las estructuras de datos y hashing nativos de Ethereum, asegurando una alineación completa con el entorno de ejecución de Ethereum.
• Desplácese por: Scroll implementa zkEVM ejecutando bytecode Ethereum inalterado con primitivas criptográficas nativas, lo que permite un despliegue sin problemas utilizando herramientas Ethereum como Hardhat y Truffle.

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Inconvenientes de la equivalencia del EVM

La equivalencia EVM limita la flexibilidad a la hora de optimizar el rendimiento o la escalabilidad al ceñirse estrictamente a la arquitectura de Ethereum. 

Componentes como Keccak hashing y Merkle Patricia Tries, aunque integrados en Ethereum, no son óptimos para las pruebas de conocimiento-cero, lo que lleva a una generación de pruebas más lenta y a una mayor sobrecarga computacional, especialmente en las implementaciones de zkEVM.

Mantener la equivalencia también complica las actualizaciones. Implementar sistemas a prueba de fraude o integrar nuevas propuestas de mejora de Ethereum (EIP) requiere un esfuerzo adicional para garantizar la plena compatibilidad. Esta complejidad añadida puede ralentizar el desarrollo y aumentar la demanda de recursos en comparación con las arquitecturas optimizadas para casos de uso específicos.

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El futuro del escalado equivalente EVM

La equivalencia de los EVM es fundamental en la hoja de ruta de expansión de Ethereum, y los zkEVM lideran los esfuerzos de escalabilidad. Las zkEVM de tipo 1 replican completamente Ethereum pero se enfrentan a ineficiencias en la generación de pruebas debido a componentes poco amigables con ZK como el hashing Keccak. Los avances en la paralelización y el hardware específico para ZK serán cruciales para abordar estos retos.

A corto plazo, las zkEVM de tipo 2 y 2.5 ofrecen un equilibrio práctico entre rendimiento y compatibilidad. Proyectos como Scroll demuestran cómo estos enfoques permiten pruebas más rápidas al tiempo que se integran con la infraestructura existente, allanando el camino para una adopción más amplia y soluciones de escalado a largo plazo.

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Conclusión

La equivalencia EVM consiste en equilibrar la compatibilidad con Ethereum y la necesidad de escalabilidad. 

Las soluciones de tipo 1 ofrecen una fidelidad perfecta pero se enfrentan a ineficiencias en la generación de pruebas, mientras que las de tipo 2 y posteriores introducen cambios pragmáticos para optimizar el rendimiento. 

Cada nivel refleja compromisos en cuanto a velocidad, compatibilidad y alineación con el ecosistema. A medida que el espacio madure, estas innovaciones darán forma al futuro escalable de Ethereum y redefinirán las posibilidades de las redes descentralizadas.