El Litepaper V2 de Lumoz

¿Qué es Lumoz?

Lumoz es una plataforma descentralizada de ZK-RaaS (ZK-Rollup como servicio), así como una red PoW (Prueba de trabajo) que facilita la minería de ZKP (Prueba de conocimiento cero). Emplea un mecanismo de consenso híbrido que combina PoS y PoW. Esta plataforma ofrece una característica única para los desarrolladores de Web3, a saber, la capacidad de generar cadenas de aplicaciones zkEVM con un solo clic. La multitud de ZK-Rollups genera una gran necesidad de potencia computacional, creando así un entorno de minería beneficioso para los mineros globales.

La noción de capa 2 (L2) es ampliamente reconocida en las soluciones de escalabilidad. Sin embargo, L2 no gestiona adecuadamente diversos tipos de recursos de hardware, como la disponibilidad de datos, la potencia computacional de ZKP o los nodos de empaquetado. Además, operar una capa 2, especialmente un ZK-Rollup, conlleva costos considerables de mantenimiento de hardware y un alto nivel de habilidades técnicas, lo que puede desanimar a muchos desarrolladores. Para abordar estos desafíos, Lumoz introdujo el concepto de ZK-RaaS. Este servicio permite a los desarrolladores lanzar sus cadenas zkEVM en menos de un minuto, sin necesidad de tener un conocimiento detallado sobre ZK o los nodos de la cadena. Lumoz también introdujo el concepto de ZK-PoW, invitando a los mineros a participar en el mantenimiento de zkEVM y en el cálculo de ZKPs.

El objetivo de Lumoz es simplificar el uso de ZK-Rollup y promover su adopción más amplia, facilitando así la implementación a gran escala de cadenas de aplicaciones basadas en zkEVM. Los desarrolladores pueden implementar su ZK-Rollup (zkEVM) en múltiples cadenas con un solo clic. Para los mineros, Lumoz funciona como un protocolo PoW multi-cadena, que admite la minería de ZK y la generación de pruebas de conocimiento cero para ZK-Rollups en diversas cadenas públicas.

ZK-RaaS

ZK-RaaS (ZK-Rollup como servicio) proporciona un servicio de generación de ZK-Rollup con un solo clic para todos los usuarios. Lumoz ofrece una plataforma de lanzamiento general de ZK-Rollup, que permite a los desarrolladores implementar fácilmente diferentes tipos de ZK-Rollups en diferentes cadenas base. Estas cadenas base incluyen Ethereum, cadena de Lumoz, cadena BNB, Polygon PoS y otras cadenas públicas. Los tipos de ZK-Rollup (zkEVM) abarcan zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, StarkNet y otros zkEVM, así como otras variedades de ZK-Rollups.

Lumoz implementa un Contrato del Sistema de Rollup (RSC, por sus siglas en inglés) en cada cadena base para gestionar el ciclo de vida de los Rollups en esa cadena, incluyendo el registro, la suspensión y la retirada. Al arrendar un espacio de Rollup con una cierta cantidad de MOZ (tokens nativos de Lumoz), los desarrolladores pueden poseer un ZK-Rollup.

La idea de un espacio de Rollup es comparable a un espacio en Polkadot o una cadena de aplicaciones en Cosmos. Sin embargo, la cadena de aplicaciones de Cosmos requiere mantener su propia capa de consenso y puente entre cadenas, lo que presenta riesgos de seguridad sustanciales. Por el contrario, ZK-Rollup aplica tecnología ZK, garantizando matemáticamente la capa de consenso compartido y disponibilidad de datos entre Rollup y la cadena base. Este método es más seguro, más descentralizado y conlleva costos de mantenimiento más bajos.

Al arrendar un espacio de Rollup, los desarrolladores obtienen un entorno de ejecución independiente, donde pueden poseer una cadena ZK-Rollup única. Los desarrolladores tienen un control completo sobre el ZK-Rollup y pueden personalizar su modelo económico, incluida la selección de tokens de gas. Pueden ajustar libremente las tarifas de gas, incluso a cero, eximiendo así a los usuarios de pagar cualquier tarifa.

Los desarrolladores no tienen que asumir costos de hardware. Todos los recursos de hardware, como la disponibilidad de datos, el secuenciador y la potencia de cálculo de ZKP, están descentralizados y son proporcionados por la nube de Lumoz ZK-PoW.

Además, se puede implementar una comunicación nativa entre Rollups entre diferentes ZK-Rollups en la misma cadena base. Es un mecanismo de comunicación de mensajes que permite que una dirección en un Rollup interactúe directamente con un contrato en otro Rollup. Esta característica aborda significativamente la fragmentación de los activos de los usuarios y mejora la interoperabilidad entre aplicaciones.

Opside ZK-PoW Cloud

En comparación con OP-Rollup, ZK-Rollup tiene varias ventajas, incluyendo una mayor seguridad, operaciones sin confianza y una velocidad de retiro más rápida. Una diferencia tecnológica clave es que ZK-Rollup requiere una potencia computacional robusta de ZKP para generar pruebas de conocimiento cero.

Mecanismo de ZK-PoW multi-cadena de Opside

El mecanismo de ZK-PoW multi-cadena de Opside ZK-PoW Cloud se implementará en múltiples cadenas, incluyendo, pero no limitado a, Ethereum, BNB Chain, Polygon PoS y la propia cadena de Opside. Con el diseño de Opside, los desarrolladores pueden implementar ZK-Rollups en estas diferentes cadenas base. A medida que la tecnología de ZK-Rollup madura, podríamos ver cientos e incluso miles de ZK-Rollups, lo que genera una demanda significativa de poder computacional para ZKP.

Después de la transición de Ethereum de PoW a PoS, muchas máquinas mineras de Ethereum perdieron sus escenarios de aplicación. El valor de estas máquinas, en términos de escala de capital, es de alrededor de 12 mil millones de dólares, y muchas de ellas están actualmente inactivas. Con la implementación a gran escala de ZK-Rollup, la generación de ZKP requiere una gran cantidad de hardware y máquinas mineras, como CPUs, GPUs y FPGAs, para proporcionar capacidad computacional.

Opside utiliza el mecanismo de ZK-PoW para incentivar a los mineros a proporcionar poder computacional para ZKP, ofreciendo así una infraestructura de hardware integral para ZK-Rollup. Esta es una de las ideas principales de Opside. Todos los participantes, incluyendo usuarios, desarrolladores y mineros, pueden beneficiarse de este modelo económico de Opside.

Mecanismo de presentación en dos pasos para la verificación de ZKP

Para incentivar a más mineros a participar en tareas de cálculo de ZKP de manera simultánea, Opside ha propuesto un mecanismo de presentación en dos pasos para la verificación de ZKP. La parte de las recompensas de PoW para un ZKP se distribuirá al presentador efectivo de ZKP, es decir, al minero, de acuerdo con ciertas reglas.

1. Presentar proofhash: Dentro de un intervalo de tiempo especificado para una secuencia determinada, múltiples mineros pueden participar en el cálculo de la prueba de conocimiento cero. Después de que cada minero calcule la prueba, no envían directamente la prueba original, sino que calculan el proofhash de (prueba/dirección) y envían este proofhash al contrato.

2. Presentar ZKP: Después de que finaliza el intervalo de tiempo, el minero envía la prueba original y la verifica con respecto al proofhash presentado anteriormente. Los mineros que pasan esta verificación reciben recompensas de PoW, y la cantidad de recompensa se distribuye de acuerdo con la participación del minero. Consulta el algoritmo de presentación en dos pasos de ZKP para obtener más detalles.

Algoritmo optimizado de generación de ZKP

Cuando el contrato inteligente de Rollup verifica el ZKP, si se envía la prueba original, esto podría potencialmente incitar ataques en la cadena. Para evitar dichos ataques, ZK-Rollup a menudo realiza operaciones adicionales para oscurecer los datos de la prueba original. El innovador algoritmo de presentación en dos pasos de ZKP de Opside utiliza un enfoque de "presentar primero, verificar después", evitando cálculos agregados innecesarios para la prueba y la dirección.

Además, en algunos zkEVM de código abierto, el cálculo y la presentación de ZKP ocurren de forma secuencial. Esto puede convertirse en un cuello de botella cuando ZK-Rollup presenta un gran número de secuencias, ya que los mineros no pueden calcular múltiples ZKP de forma concurrente. El algoritmo de presentación en dos pasos de Opside permite la computación paralela y la presentación secuencial de ZKP, lo que permite a los mineros realizar múltiples tareas de generación de ZKP de forma simultánea y aumentar significativamente la eficiencia de generación de ZKP.

El equipo de Opside también ha mejorado el algoritmo de agregación recursiva de ZKP, mejorando notablemente la utilización de recursos de la máquina en el clúster y acelerando aún más los cálculos de ZKP. Las pruebas de estrés en entornos prácticos mostraron que los mineros que utilizaban un clúster de máquinas de 20 unidades (cada una con una CPU de 128 núcleos y 1 TB de RAM) mantuvieron una tasa de transacción de 27.8 TPS durante aproximadamente 40 minutos. En condiciones similares, Opside logró reducir el tiempo promedio de confirmación de transacción de aproximadamente 5-6 minutos a unos 3 minutos, mejorando la eficiencia de generación de ZKP en aproximadamente un 80%.

Con la participación de más ZK-Rollups y mineros, la escala de demanda y oferta del mercado de poder computacional de ZKP seguirá expandiéndose, lo que hace que las mejoras de eficiencia ofrecidas por el algoritmo de PoW de Opside sean cada vez más notables.

Opside Chain

La cadena Opside, como una de las cadenas base, no solo admite Opside ZK-PoW Cloud, sino que también ofrece optimizaciones adicionales para ZK-Rollup. Estas incluyen el uso de contratos precompilados para una verificación acelerada de ZKP, soporte para división de datos (data sharding) y la adopción de un consenso de Prueba de Participación (PoS) basado en ETH 2.0. En el futuro, también se ampliará el soporte para EIP-4844, DankSharding y otras soluciones de división completa de fragmentos, lo que potencialmente reducirá los costos de gas de Rollup a casi cero.

Actualmente, Ethereum es la red descentralizada más grande del mundo, con más de medio millón de nodos. Estos nodos ofrecen una descentralización significativa y, mirando hacia el futuro, están preparados para proporcionar una enorme disponibilidad de datos gracias a la tecnología de división de datos. Inspirada en Ethereum, la cadena Opside ha elegido mejorar el consenso de PoS derivado de ETH 2.0. Predecimos que la cadena Opside tendrá una impresionante red de más de 100,000 nodos.

Al considerar Rollup, surge la pregunta de cómo descentralizar aún más el secuenciador en lugar de depender de un solo nodo para el empaquetado centralizado. Un enfoque práctico es permitir que los proponentes de bloques de la cadena Opside también propongan bloques para la capa de Rollup, separando efectivamente los roles de constructor y proponente. El constructor se basa en una red P2P sin permisos, mientras que el proponente se apoya en el proponente de bloques de la cadena Opside. Esta metodología elimina el riesgo de disponibilidad de un solo nodo, al tiempo que mantiene la resistencia al Valor Extraíble por Mineros (MEV) y la censura.

En consecuencia, la cadena Opside presenta un mecanismo de secuenciador descentralizado estandarizado, donde los proponentes de bloques también proponen bloques para el Rollup. De esta manera, ZK-Rollup no solo hereda la seguridad de la capa superior, sino también su grado de descentralización.

Opside Chain introduce un modelo de consenso mixto que implica PoS y PoW:

• En la cadena de Opside:

  • PoS: Opside planea adoptar y modificar el algoritmo PoS de Ethereum 2.0. Esto permite que cualquier persona que posea tokens de Opside se convierta en validador, quien luego puede recibir recompensas de bloque y tarifas de gas dentro de la cadena de Opside.

• En la capa de Rollup:

  • PoS (Secuenciador): Los validadores proponen bloques tanto en la cadena de Opside como en la capa de Rollup (es decir, lotes de datos). Por lo tanto, también actúan como secuenciadores en la capa de Rollup, donde pueden ganar tarifas de gas por transacciones.

  • PoW (Demostrador): Cualquier individuo con suficiente poder computacional para cálculos de ZKP puede convertirse en un demostrador en la capa de Rollup. Bajo las reglas de PoW, los demostradores generan pruebas de conocimiento cero (zk-proofs) a partir de los bloques de la capa de Rollup presentados por el secuenciador.

    Haciendo una comparación, un ZK-Rollup es similar a una computadora, donde el disco duro está representado por la disponibilidad de datos ofrecida por PoS y la CPU se refleja en el poder computacional otorgado por PoW. La tarea de Lumoz Chain es encontrar un equilibrio entre PoS y PoW, permitiendo que todas las partes maximicen su contribución y beneficios, mejorando así el rendimiento y la experiencia del usuario en una red ZK-Rollups a gran escala.

Oferta y demanda de tokens MOZ

En cuanto a la oferta y demanda de tokens, los tokens de Lumoz (MOZ) se generarán como recompensas de PoS y PoW, dirigidas a los Validadores y Mineros, respectivamente. Durante la fase de prueba de la red Pre-Alpha, la proporción de recompensas por bloque de PoS a PoW se establece temporalmente en 1:2. En el futuro, esta proporción se ajustará dinámicamente en función de la relación entre la oferta y demanda de poder computacional ZKP de la red.

Recompensas de PoS

Como se mencionó anteriormente, Lumoz Chain utiliza un mecanismo de consenso de PoS mejorado basado en ETH 2.0. Para actuar como Validador, los usuarios deben depositar una cierta cantidad de tokens MOZ en un contrato de depósito y operar tres módulos de software separados: un cliente de ejecución, un cliente de consenso y un Validador. Estos Validadores supervisan la validación de nuevos bloques que circulan en la red y ocasionalmente generan y propagan nuevos bloques ellos mismos. Si se descubre que un Validador es deshonesto o está inactivo, se le confiscarán los tokens MOZ apostados como castigo.

Bajo el mecanismo de PoS, Lumoz Chain mantiene una tasa fija de producción de bloques. El tiempo se divide en ranuras, cada una con una duración de 12 segundos, y en épocas, compuestas por 32 ranuras. Dentro de cada ranura, se selecciona aleatoriamente a un Validador para proponer un nuevo bloque. A este Validador se le asigna la tarea de crear y transmitir el nuevo bloque al resto de la red. Del mismo modo, se elige aleatoriamente un comité de Validadores durante cada ranura, cuyos votos colectivos confirman la validez del bloque propuesto. Para comprender este mecanismo en detalle, consulte el modelo de consenso de PoS de Ethereum.

Para la fase de prueba de la red Alpha, Lumoz Chain está configurado para incorporar EIP-4844. Esto introduce el Muestreo de Disponibilidad de Datos (DAS), una herramienta utilizada para garantizar que los datos de transacciones de ZK-Rollup estén disponibles después de la ejecución, sin sobrecargar ningún nodo individual. En la práctica, cada Validador extraerá aleatoriamente datos de transacciones del "blob" para verificar su presencia. El mismo método también puede garantizar que todos los datos de los productores de bloques sean accesibles para los clientes ligeros seguros. Siguiendo el principio de Separación de Propositor y Constructor (PBS), solo los constructores de bloques deben procesar el bloque completo, mientras que otros Validadores utilizarán el muestreo de disponibilidad de datos para la validación.

Tenga en cuenta que Lumoz Chain puede variar en parámetros específicos; los valores más recientes se pueden encontrar en el repositorio de código.

En términos generales, el "staking" fomenta la participación individual en la protección de la red, promoviendo así la descentralización. Los nodos Validadores pueden ejecutarse en computadoras portátiles regulares. Incluso existen "staking pools" de delegación que permiten actividades de "staking" para usuarios que no poseen una cantidad suficiente de tokens MOZ.

Recompensas de PoW

Según el lanzamiento de ZK-Rollup proporcionado por Lumoz, los desarrolladores pueden optar por tener su propio ZK-Rollup en una cadena base. Para respaldar los enormes recursos de hardware requeridos por numerosos ZK-Rollups, Lumoz ofrece un mercado unificado de computación ZKP, alentando a los mineros (o probadores) a generar ZKP para estos ZK-Rollups. Este es el mecanismo de ZK-PoW de Lumoz.

Asignación de recompensas para una secuencia única de Rollup

ZK-PoW es un protocolo multichain, lo que significa que las recompensas de PoW se distribuirán en varias cadenas base, incluyendo Ethereum, Lumoz Chain, BNB Chain y Polygon PoS. El número de recompensas de PoW para cada cadena base depende del número de slots de Rollup registrados, la carga de trabajo de ZKP, etc.

Para cada cadena base, dentro de un bloque, cada Rollup solo puede enviar una secuencia (que puede incluir múltiples bloques del Rollup). Cada secuencia compartirá por igual las recompensas de PoW del bloque actual. Esto significa, por ejemplo, que si hay cuatro Rollups enviando secuencias dentro de un bloque en la cadena base, las recompensas de PoW se dividirán en cuatro partes, y cada secuencia recibirá una cuarta parte de las recompensas de PoW del bloque. Por supuesto, es posible que algunos bloques no tengan ningún Rollup enviando una secuencia, por lo que la inflación real de PoW puede ser menor de lo esperado.

En el futuro, cada secuencia tendrá estimaciones de carga de trabajo basadas en el tipo de ZK-Rollup correspondiente, el número de transacciones de Rollup, el uso de gas, etc., para establecer precios diferentes para las diferentes secuencias.

Participación y penalizaciones del probador (Prover)

Para evitar comportamientos maliciosos relacionados con los probadores, se requiere que los probadores se registren en un contrato de sistema específico y apuesten tokens. Los probadores pueden participar libremente en la minería de PoW de uno o más Rollups. Los probadores deben apostar una cierta cantidad de tokens MOZ en el contrato del sistema para cada Rollup en el que deseen participar. Si la apuesta actual está por debajo del umbral, no se les permitirá enviar ZKP para ese Rollup. Las recompensas obtenidas por los probadores por enviar ZKP se distribuirán en función de la proporción de las apuestas, evitando así comportamientos maliciosos de los probadores que envían ZKP varias veces.

Los probadores serán penalizados de manera diferente por las siguientes acciones:

• Si un probador envía un hash incorrecto.

• Si ninguna Prueba de conocimiento cero (ZKP, por sus siglas en inglés) pasa la verificación, entonces todos los probadores que hayan enviado un hash serán penalizados. Los tokens de Lumoz confiscados serán quemados. Para obtener más detalles y consideraciones sobre el mecanismo de envío de dos pasos para ZKP, consulte la documentación oficial. Las cifras específicas para las apuestas y las penalizaciones de los probadores pueden cambiar en el futuro.

Desarrolladores arrendando espacios de Rollup

En cada cadena base, Lumoz implementará el protocolo ZK-PoW. Los desarrolladores pueden registrar un espacio de Rollup con un solo clic a través del lanzador de ZK-Rollup, creando así su propio ZK-Rollup. Todos los recursos de hardware para este ZK-Rollup son proporcionados por la red descentralizada de Lumoz. Los desarrolladores deben pagar el alquiler del espacio de Rollup, y esta parte del alquiler se quemará directamente.

Además de una cantidad fija de alquiler, los desarrolladores también pueden proporcionar subsidios adicionales de ZKP para su ZK-Rollup para incentivar a los mineros a proporcionar potencia computacional.

Las reglas y parámetros específicos para el alquiler y los subsidios se pueden encontrar en la documentación oficial o en el repositorio de código.

Gobernanza y desarrollo

Las funciones y el rendimiento de la red de Lumoz continuarán evolucionando con el tiempo. Aquí hay algunos ejemplos de prioridades más altas:

• Ajustar la proporción de distribución de recompensas de PoS y PoW dinámicamente en función de la relación de oferta y demanda de potencia computacional de ZKP en toda la red.

• La fragmentación de datos del validador y el muestreo de disponibilidad de datos proporcionarán un espacio de almacenamiento más abundante para toda la capa de Rollup, acomodando un ecosistema de ZK-Rollup más amplio.

• La separación del proponente y el constructor del Rollup permite que la capa de Rollup utilice el validador de la cadena de Lumoz como el proponente de bloques, heredando la descentralización de la capa anterior.

• La optimización de los mecanismos de apuesta y reducción de los mineros incentiva a los mineros a proporcionar una potencia computacional de ZKP continua y estable.

• Los desarrolladores de aplicaciones subsidiarán la generación de ZKP de sus Rollups para incentivar a los mineros a proporcionar potencia computacional.

• Estimaciones de carga de trabajo basadas en el tipo de ZK-Rollup, el número de transacciones de Rollup, el uso de gas, etc., para establecer un mecanismo de fijación de precios personalizado para lotes de Rollup. Estas mejoras mejorarán significativamente la utilidad de la red de Lumoz, promoviendo así el desarrollo y la prosperidad a largo plazo de ZK-Rollup como un servicio.

  Después del lanzamiento de la red principal de Lumoz, se establecerá un DAO de Lumoz, que incluirá un proceso y un mecanismo razonables para determinar conjuntamente el futuro de la red. Todas las actualizaciones de los parámetros y mecanismos de la red principal de Lumoz se determinarán a través del DAO de Lumoz. Es importante enfatizar que Lumoz es una economía co-construida y evoluciona con el tiempo. Las mejoras futuras se detallarán en propuestas de DAO, explicando cómo estos planes benefician los intereses a largo plazo de la economía de Lumoz y cada categoría de participantes. A medida que la red se desarrolla, es crucial construir una economía que pueda operar de forma independiente y robusta sin necesidad de un gran número de herramientas y subsidios.