Portal Network

Última edición: @MGETH(opens in a new tab), 8 de diciembre de 2023

Ethereum es una red de ordenadores que ejecutan el software cliente de Ethereum. A cada uno de estos ordenadores se le llama «nodo». El software de cliente permite que un nodo envíe y reciba datos en la red Ethereum y verifica los datos con respecto a las reglas del protocolo de Ethereum. Los nodos guardan una gran cantidad de datos históricos en su almacenamiento en disco y se suman cuando reciben nuevos paquetes de información, conocidos como bloques, de otros nodos de la red. Esto es necesario para comprobar siempre que un nodo tenga información consistente con el resto de la red. Esto significa que ejecutar un nodo puede requerir mucho espacio en el disco. Algunas operaciones de nodo también pueden requerir mucha RAM.

Para evitar este problema de almacenamiento en el disco, se han desarrollado nodos «ligeros» que solicitan información de los nodos completos, en lugar de almacenarlo todo ellos mismos. Sin embargo, esto significa que el nodo ligero no está verificando la información de forma independiente y, en su lugar, confía en otro nodo. También significa que los nodos completos tienen que realizar un trabajo adicional para servir a esos nodos ligeros.

Portal Network es un nuevo diseño de red para Ethereum que tiene como objetivo resolver el problema de disponibilidad de datos para los nodos «ligeros» sin tener que confiar o ejercer una presión adicional en los nodos completos, compartiendo los datos necesarios en pequeños trozos a través de la red.

Más sobre nodos y clientes

¿Por qué necesitamos Portal Network?

Los nodos de Ethereum almacenan su propia copia total o parcial de la cadena de bloques de Ethereum. Esta copia local se utiliza para validar las transacciones y garantizar que el nodo siga la cadena correcta. Estos datos almacenados localmente permiten a los nodos verificar de forma independiente que los datos entrantes son válidos y correctos sin necesidad de confiar en ninguna otra entidad.

Esta copia local de la cadena de bloques y los datos de estado y recibo asociados ocupan mucho espacio en el disco duro del nodo. Por ejemplo, se recomienda un disco duro de 2 Tb para ejecutar un nodo usando Geth(opens in a new tab) emparejado con un cliente de consenso. Usando snap sync, que solo almacena datos de la cadena de un conjunto de bloques relativamente reciente, Geth normalmente ocupa alrededor de 650 Gb de espacio en disco, pero aumenta alrededor de 14 Gb/semana (puede reducir el nodo de nuevo a 650 Gb periódicamente).

Esto significa que ejecutar nodos puede ser caro, ya que se tiene que dedicar una gran cantidad de espacio en disco a Ethereum. Hay varias soluciones a este problema en la hoja de ruta de Ethereum, incluyendo el vencimiento del historial, el vencimiento del estado y sin estado. Sin embargo, es probable que su implementación aún tarde varios años. También hay nodos ligeros que no guardan su propia copia de los datos de la cadena, solicitan los datos que necesitan de los nodos completos. Sin embargo, esto significa que los nodos ligeros tienen que confiar en los nodos completos para proporcionar datos honestos, y también hace hincapié en los nodos completos que tienen que servir nodos ligeros a los datos que los necesiten.

Portal Network tiene como objetivo proporcionar una forma alternativa para que los nodos ligeros obtengan sus datos que no requieren confiar o agregar significativamente al trabajo que tienen que hacer los nodos completos. Esto se hace introduciendo una nueva forma para que los nodos de Ethereum compartan datos a través de la red.

¿Cómo funciona Portal Network?

Los nodos de Ethereum tienen protocolos estrictos que definen cómo se comunican entre sí. Los clientes de ejecución se comunican utilizando un conjunto de subprotocolos conocidos como DevP2P, mientras que los clientes de consenso utilizan una pila diferente de subprotocolos llamada libP2P. Estos definen los tipos de datos que se pueden pasar entre nodos.

Los nodos también pueden servir datos específicos a través de la JSON-RPC API, que es la forma en que las aplicaciones y carteras intercambian información con los nodos de Ethereum. Sin embargo, ninguno de estos son protocolos es idóneo para servir datos a los clientes ligeros.

Actualmente, los clientes ligeros no pueden solicitar datos específicos de la cadena a través de DevP2P o libP2p, porque esos protocolos solo están diseñados para permitir la sincronización de la cadena y el intercambio de bloques y transacciones. Los clientes ligeros no quieren descargar esta información porque eso les impediría ser «ligeros».

La API JSON-RPC tampoco es una opción ideal para solicitudes de datos de clientes ligeros, porque se basa en una conexión a un nodo completo específico o a un proveedor RPC centralizado que puede servir los datos. Esto significa que el cliente ligero tiene que confiar en que ese nodo/proveedor específico sea honesto, y también el nodo completo podría tener que manejar muchas solicitudes de muchos clientes ligeros, lo que se suma a sus requisitos de ancho de banda.

El objetivo de Portal Network es replantear todo el diseño, creado específicamente para la ligereza, fuera de las restricciones de diseño de los clientes existentes de Ethereum.

La idea central de Portal Network es tomar las mejores partes de la pila de redes actual permitiendo que la información que necesitan los clientes ligeros, como los datos históricos y la identidad del jefe actual de la cadena se sirva a través de una red descentralizada de igual a igual de estilo DevP2P ligera utilizando un DHT(opens in a new tab) (similar a Bittorrent).

La idea es añadir pequeñas partes del total de los datos históricos de Ethereum y algunas responsabilidades específicas de los nodos a cada nodo. Luego, las solicitudes se atienden buscando los nodos que almacenan los datos específicos que se solicitaron y recuperándolos de ellos.

Esto invierte el modelo normal de nodos ligeros que encuentran un solo nodo y les piden que filtren y sirvan grandes volúmenes de datos; en su lugar, filtran rápidamente una gran red de nodos. Cada uno de ellos maneja pequeñas cantidades de datos.

El objetivo es permitir que una red descentralizada de clientes ligeros del portal:

rastree la cabeza de la cadena
sincronice datos recientes e históricos de la cadena
recupere los datos de estado
transmita transacciones
ejecute transacciones usando el EVM

Los beneficios de este diseño de red son:

reducir la dependencia de los proveedores centralizados
Reducir el uso del ancho de banda de Internet
Sincronización minimizada o cero
Accesible para dispositivos con recursos limitados (<1GB de Ram, <100mB de disco, 1CPU)

El siguiente diagrama muestra las funciones de los clientes existentes que Portal Network puede entregar, lo que permite a los usuarios acceder a estas funciones en dispositivos de muy pocos recursos.

Diversidad de clientes por defecto

Los desarrolladores de Portal Network también eligieron el diseño para construir tres clientes de la red portal separados desde el primer día.

Los clientes de Portal Network son:

Trin(opens in a new tab): escrito en Rust
Fluffy(opens in a new tab): escrito en Nim
Ultralight(opens in a new tab): escrito en Typescript

Tener múltiples implementaciones de clientes independientes mejora la resiliencia y la descentralización de la red Ethereum.

Si un cliente experimenta problemas o vulnerabilidades, otros clientes pueden seguir funcionando sin problemas, evitando un solo punto de fallo. Además, diversas implementaciones de clientes fomentan la innovación y la competencia, impulsando mejoras y reduciendo el riesgo de monocultivo dentro del ecosistema.

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