O que são as soluções de Camada 2?

As soluções de escalabilidade de Camada 2 referem-se a projetos baseados em blockchain dedicados a aumentar a eficiência e usabilidade das blockchains de Camada 1. 

Estes protocolos geralmente visam reduzir as taxas de transação e aumentar a quantidade de transações por segundo que as blockchains de Camada 1 podem processar.

Embora muitas blockchains de Camada 1 continuem a lançar atualizações que melhoram a funcionalidade das suas redes, as soluções de Camada 2 continuam a desempenhar um papel importante no aumento da eficiência da utilização da tecnologia blockchain.

Pode ser mais fácil compreender as soluções de escalabilidade de Camada 2 ao observar um aspeto do nosso dia a dia. 

Todos os dias, milhares de milhões de pessoas viajam de casa para o trabalho. Alguns fazem esta viagem no seu próprio veículo particular, enquanto outros utilizam transportes públicos.

Diferentes soluções de escalabilidade abordam as limitações de rendimento das redes blockchain de formas que também podem parecer semelhantes ao seu percurso diário.

Algumas soluções de escalabilidade são semelhantes a abrir outra estrada ao lado de uma autoestrada. 

Em vez de fazer com que todas as transações sigam apenas um único caminho, estas soluções de escalabilidade oferecem estradas secundárias que aumentam as capacidades de processamento de transações.

Outras soluções de escalabilidade são mais semelhantes a um autocarro público. 

Em vez de cada pessoa se sentar no seu próprio carro e ocupar espaço na estrada, as pessoas juntam-se e sentam-se umas ao lado das outras num único veículo. O mesmo princípio aplica-se a alguns tipos de soluções de Camada 2, que agrupam e processam várias transações em conjunto, em vez de as processarem individualmente na rede blockchain.

As blockchains de Camada 1, como Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) e Solana (SOL), permitem que os desenvolvedores construam vários produtos, funcionalidades, aplicações e infraestrutura sobre elas. 

Uma vantagem chave desta funcionalidade é a capacidade de lançar novos projetos de criptomoedas de forma rápida e mais económica do que construir uma blockchain inteiramente nova do zero. 

Estes projetos recém-construídos também beneficiam da segurança subjacente da blockchain de Camada 1.

O principal inconveniente de hospedar vários projetos diferentes numa blockchain, no entanto, é o congestionamento da rede que pode ocorrer. 

À medida que as blockchains crescem, podem atrair milhares de utilizadores que podem estar a procurar usar o protocolo ao mesmo tempo.

Estes utilizadores acabam por competir entre si para que as suas transações sejam primeiro registadas na blockchain de Camada 1.

À medida que mais pessoas utilizam a rede blockchain, a capacidade de rendimento da blockchain pode não conseguir acompanhar. Isso pode resultar na blockchain a tornar-se cada vez mais lenta e mais cara de usar, minando assim a praticidade.

Devido a esta limitação de escalabilidade, surgiu uma variedade de soluções de Camada 2. 

Cada uma oferece um método único para abordar os desafios de rendimento e custo, ao mesmo tempo que aumenta a eficiência da utilização da tecnologia blockchain.

No espaço da cadeia de blocos, existe um compromisso.

Aqueles que constroem redes de cadeia de blocos enfrentam frequentemente um trilema, com uma escolha entre:

• Segurança
• Escalabilidade
• Descentralização

Muitas redes de cadeia de blocos líderes terão favorecido a segurança e a descentralização em detrimento da escalabilidade.

A justificação para esta decisão é que as cadeias de blocos devem ser seguras e armazenar informações de forma fiável e altamente resistente a adulterações. 

Os programadores de cadeia de blocos também sentem que as suas redes devem ser descentralizadas, caso contrário, não seriam muito diferentes das soluções centralizadas tradicionais que pretendem substituir.

Isto significa que, à medida que os programadores de cadeia de blocos garantem que as suas redes são seguras e descentralizadas, enfrentam frequentemente desafios em escalar a sua tecnologia de forma a acomodar a vasta quantidade de transações por segundo processadas por opções mais centralizadas ou menos resistentes a adulterações.

Além disso, otimizar cadeias de blocos da Camada 1 exige frequentemente muito tempo, coordenação e recursos. As atualizações podem exigir rondas de revisão e suporte total da rede antes de serem ativadas.

Por exemplo, apenas duas grandes atualizações ocorreram na cadeia de blocos da Bitcoin desde a sua criação — SegWit e Taproot. 

Entretanto, o Ethereum Merge, que viu o Ethereum fazer a transição de um mecanismo de consenso baseado em prova de trabalho para prova de participação, levou mais de dois anos a ser totalmente implementado.

Para enfrentar os desafios de fazer alterações à rede de cadeia de blocos da Camada 1, surgiram as soluções de Camada 2. 

As Camadas 2 são construídas independentemente da comunidade de programadores e participantes da rede da cadeia de blocos da Camada 1. 

Esta separação permite, em última análise, maior autonomia e flexibilidade à medida que desenvolvem formas inovadoras de melhorar a eficiência das cadeias de Camada 1.

Os serviços de escalabilidade secundária aproveitam várias tecnologias fora da cadeia para melhorar as cadeias de blocos da Camada 1, num esforço para melhorar a sua usabilidade. 

Embora várias soluções diferentes de Camada 2 tenham surgido, nem todas funcionam da mesma forma. Por isso, vamos analisar de perto algumas das principais Camadas 2 no ecossistema da cadeia de blocos atual.

Alguns dos tipos mais populares de sistemas de Camada 2 incluem:

• Rollups
• Sidechains
• Canais de pagamento fora da cadeia

Os Rollups representam um tipo de tecnologia de Camada 2 que envolve o processamento de dados da cadeia de blocos fora da cadeia (afastado da cadeia de blocos da Camada 1) antes de submeter algum tipo de prova criptográfica na cadeia (na cadeia de blocos da Camada 1).

Existem dois tipos principais de tecnologias de rollup usadas para melhorar a escalabilidade das cadeias de blocos da Camada 1: 

1. Rollups de conhecimento zero (ZK)
2. Rollups otimistas 

Ambas estas soluções são predominantemente usadas para melhorar o débito de transações da cadeia de blocos Ethereum, mas também podem integrar-se com outras cadeias da Camada 1. 

Usando a analogia do transporte, ambos os tipos de rollups podem ser vistos como semelhantes a um autocarro público - onde múltiplas transações são agrupadas como passageiros num autocarro, em vez de cada uma ocupar espaço e criar congestionamento.

Os Zero-knowledge rollups recebem o seu nome devido à forma como permitem que uma pessoa comprove a validade de um cálculo sem divulgar quaisquer detalhes relacionados com os dados.

Isto  permite a privacidade e segurança dos dados do utilizador, ao mesmo tempo que permite o processamento eficiente e sem confiança de transações. Além dos benefícios de privacidade e escalabilidade, os ZK rollups também têm o potencial de reduzir significativamente as taxas de transação na rede Ethereum.

Estes tipos de rollups envolvem operadores que processam lotes de transações fora da cadeia (off-chain) e criam uma prova de validade criptográfica para demonstrar, sem dúvida, que as transações são válidas.

Um smart contract implementado na blockchain Layer 1 gere o processo de verificação do ZK rollup e autentica cada prova de validade ZK. Os operadores submetem então as provas zero-knowledge únicas e comprimidas na cadeia (on-chain).

Devido a isto, a rede só precisa de armazenar uma única prova que representa todas as transações dentro desse pacote, em vez de processar cada transação individualmente na cadeia (on-chain).

Exemplos de soluções de ZK rollup incluem zkSync, o protocolo zkEVM da Polygon e Loopring.

Os Optimistic rollups funcionam de forma ligeiramente diferente dos ZK rollups. 

Em vez de fornecer provas criptográficas para cada lote de transações, todas as transações dentro de um lote de optimistic rollup são consideradas válidas, a menos que se prove o contrário. 

Desta forma, diz-se que a solução é “otimista” quanto à veracidade das transações submetidas – assumindo que são válidas até que se “prove” o contrário.

Aqui, terceiros de confiança chamados sequenciadores processam lotes de transações e submetem as transações na cadeia (on-chain). Uma rede de validadores revê então estas transações. 

Em alguns casos, podem decidir submeter provas de fraude na cadeia (on-chain) se as transações forem consideradas inválidas. Se provado que estão corretos (ou seja, se as transações submetidas forem comprovadamente fraudulentas), a rede reverte as transações inválidas e penaliza o sequenciador.

Exemplos de soluções de optimistic rollup incluem Optimism, Arbitrum e Boba Network.

As Sidechains são blockchains separadas que correm em paralelo com a blockchain principal, permitindo a interoperabilidade entre diferentes blockchains. Isto significa que ativos e dados podem ser transferidos entre diferentes blockchains, abrindo maiores possibilidades para programadores e empresas.

Com as limitações atuais de tamanho de bloco e velocidade de transação, as sidechains oferecem uma forma de aliviar estes problemas, desviando parte do volume de transações para uma cadeia separada. Isto pode melhorar significativamente o desempenho e a eficiência geral da rede blockchain. 

Voltando à analogia do transporte, as sidechains podem ser vistas como a adição de uma estrada ao lado de uma autoestrada já movimentada ou congestionada. Em vez de esperar no trânsito na estrada lotada, a sidechain permite que as transações cheguem ao seu “destino” de forma mais eficiente, sem terem de esperar por outras transações.

As sidechains também podem tornar mais prático o uso da tecnologia blockchain para aplicações do mundo real, como processamento de pagamentos e gestão da cadeia de abastecimento.

Um exemplo proeminente de um projeto de sidechain Bitcoin é a Liquid Network da Blockstream.

A Lightning Network é uma importante solução de escalabilidade de Layer 2, concebida para resolver os problemas de escalabilidade do Bitcoin. 

Permite principalmente transações mais rápidas e baratas através da criação de canais de transação fora da cadeia.

Operando numa rede de canais de pagamento bidirecionais, a Lightning Network permite que os utilizadores realizem transações sem registar cada detalhe na blockchain principal. 

Através de contratos inteligentes, os participantes podem trocar fundos de forma segura várias vezes antes de liquidarem o saldo final na blockchain. 

A eficiência da Lightning Network e o potencial para aliviar as limitações de escalabilidade do Bitcoin levaram muitos a vê-la como uma solução promissora para microtransações e custos de transação de Bitcoin mais baratos.

Embora as soluções de Layer 2 ofereçam melhorias promissoras à escalabilidade e desempenho da blockchain, é importante considerar estas potenciais desvantagens e abordá-las através de um planeamento e implementação cuidadosos. 

Ao abordar estas questões, o ecossistema da blockchain pode beneficiar das vantagens das soluções de Layer 2 sem ser prejudicado pelas suas deficiências e riscos.

As soluções de Layer 2, concebidas para melhorar a escalabilidade e o desempenho das redes blockchain, têm certamente as suas vantagens. 

No entanto, é também importante considerar as potenciais limitações e riscos destas soluções.

Uma das principais desvantagens das soluções de Layer 2 é a complexidade adicional que trazem ao ecossistema da blockchain. 

Ao introduzir camadas adicionais por cima do protocolo blockchain subjacente, as soluções de Layer 2 podem tornar o sistema mais intrincado e difícil de compreender para programadores e utilizadores. 

Este aumento da complexidade pode dificultar a resolução de problemas que possam surgir, levando a potenciais interrupções na rede.

Outra desvantagem das soluções de Layer 2 é os potenciais riscos de segurança que representam. 

Embora estas soluções se destinem a melhorar a escalabilidade e a eficiência das redes blockchain, também podem introduzir vetores de ataque adicionais que atores maliciosos podem potencialmente explorar.

Por último, as soluções de Layer 2 também podem enfrentar resistência da comunidade blockchain em geral devido a preocupações sobre centralização e confiança. 

Alguns argumentam que as soluções de Layer 2, particularmente aquelas que dependem de mecanismos fora da cadeia para a escalabilidade, podem comprometer a natureza descentralizada das redes blockchain. Isto poderia dificultar a adoção e aceitação das soluções de Layer 2 na comunidade blockchain mais ampla.

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