A infraestrutura blockchain evoluiu para abranger um ecossistema de redes de primeira camada e redes de segunda camada.
Neste artigo, exploraremos a diferença entre as duas e como redes de segunda camada e outros métodos de escalabilidade, como as sidechains, tentam enfrentar os desafios de escalabilidade das blockchains.
O que são redes de segunda camada?
Simplificando, redes de segunda camada são redes blockchain que operam sobre uma rede de primeira camada, como o Ethereum, com a rede de primeira camada fornecendo a infraestrutura base e segurança para as redes construídas sobre ela, validando transações e alcançando consenso.
As redes de segunda camada utilizam uma variedade de tecnologias para abordar os gargalos de escalabilidade da blockchain de primeira camada, causados por limitações de throughput e custos de transação.
O Ethereum, por exemplo, atualmente processa cerca de 14 transações por segundo (TPS), de acordo com o explorador de blockchain Etherscan. Em comparação, a Visa processa cerca de 65.000 transações por segundo.
Os problemas de escalabilidade são mais evidentes durante períodos de alta atividade na rede, quando as blockchains enfrentam aumentos nas taxas de transação (também conhecidas como taxas de gas), congestionamento na rede e tempos de transação reduzidos.
Em 2017, o criador do Ethereum, Vitalik Buterin, identificou o “trilema da escalabilidade” para blockchains, argumentando que elas enfrentam o desafio de processar milhares de transações por segundo, mantendo a segurança e aderindo ao princípio de descentralização, ou seja, funcionando sem a necessidade de controle centralizado.
A teoria, importada da ciência da computação, sugere que uma rede pode focar apenas em dois desses princípios, fazendo concessões em detrimento do terceiro.
A solução do Ethereum para o problema de escalabilidade é focar em tornar sua própria rede de primeira camada o mais segura e descentralizada possível, enquanto terceiriza a escalabilidade para redes de segunda camada construídas sobre sua infraestrutura.
Como as redes de escalabilidade funcionam?
As redes de escalabilidade implementam uma variedade de soluções para lidar com os desafios de escalabilidade da rede de primeira camada.
Essas soluções incluem o agrupamento de transações ou o processamento de transações fora da rede, utilizando sidechains ou rollups de segunda camada.
Sidechains
As sidechains são blockchains que operam independentemente da rede de primeira camada, com seu próprio mecanismo de consenso e token.
Elas se conectam à blockchain de primeira camada por meio de uma ponte, que usa um contrato inteligente para “travar” ativos da rede de primeira camada e criar uma imagem espelhada desses tokens na sidechain, com o valor desses tokens vinculado ao ativo travado.
Esses tokens espelhados são então usados para realizar transações, que podem ser destruídos posteriormente, liberando os tokens travados na rede de primeira camada.
Rollups
Os rollups adotam uma abordagem diferente, agrupando (ou “enrolando”) várias transações e apresentando-as à rede de primeira camada como uma única transação, que pode ser processada de forma muito mais rápida do que as transações individuais.
Existem dois principais tipos de rollups: rollups otimistas e rollups de prova de conhecimento zero (zk-rollups).
Rollups otimistas assumem que todos os dados agrupados são válidos, permitindo que as pessoas contestem transações após o fato para determinar se são legítimas ou não. A transação contestada é enviada diretamente para a rede de primeira camada para resolver a disputa, com ambas as partes correndo o risco de perder tokens apostados caso sejam provadas erradas.
Rollups zk empregam provas de conhecimento zero, uma técnica criptográfica usada para provar que algo é conhecido sem revelar a informação diretamente. Transações são agrupadas em lotes executados fora da rede, com o lote concluído sendo enviado para a rede de primeira camada usando uma prova zk que demonstra que as alterações propostas no estado estão corretas.
Redes de escalabilidade do Ethereum que você precisa conhecer
Há diversas redes de segunda camada e sidechains construídas sobre ou ao lado do Ethereum, cada uma com sua solução tecnológica preferida para escalar a rede de primeira camada. De acordo com dados do CoinGecko, as maiores redes do Ethereum por valor total bloqueado (TVL) em novembro de 2024 são:
Base
Incubada pela exchange Coinbase, a Base é construída sobre a solução de escalabilidade Optimism do Ethereum. Ela rapidamente se estabeleceu como um dos principais players no espaço de segunda camada após seu lançamento em agosto de 2023, atingindo mais de um milhão de endereços em apenas 11 dias.
Segundo o CEO da Coinbase, Brian Armstrong, a exchange não tem planos de lançar um token para a Base, tentando torná-la “algo muito mais amplo” do que um projeto liderado pela Coinbase.
Arbitrum
Criada pela Offchain Labs, a Arbitrum utiliza rollups otimistas para escalar o Ethereum, com uma alegação de 40.000 TPS em comparação aos 14 TPS mais lentos do Ethereum. Em março de 2023, a Arbitrum lançou seu token nativo ARB para governança, entregando o controle do projeto a uma organização autônoma descentralizada (DAO) composta por membros da comunidade.
Polygon
Anteriormente conhecida como Matic Network, a Polygon adota uma abordagem multifacetada para escalabilidade, implantando múltiplas soluções, incluindo sua principal cadeia POS (sidechain), cadeias Plasma, rollups zk e rollups otimistas.
Ela aspira ser mais do que apenas uma solução de escalabilidade, se autodenominando uma plataforma para lançar blockchains interoperáveis. Em setembro de 2024, concluiu sua migração de seu token nativo original MATIC para um novo token, POL.
Optimism
Lançada na mainnet em janeiro de 2021, a Optimism utiliza rollups otimistas que assumem que todas as transações no rollup são válidas. A Optimism comprime ainda mais os dados em seus rollups usando um sequenciador antes de enviar os dados de transação para a cadeia principal do Ethereum. Validadores para cada rollup têm uma semana para questionar o rollup se acreditarem que contém dados fraudulentos.
Scroll
Uma das mais recentes entrantes no espaço de segunda camada, a Scroll foi lançada na mainnet em outubro de 2023. A plataforma usa tecnologia zkEVM para agrupar provas, aproveitando a “compatibilidade em nível de bytecode” com suporte da Ethereum Virtual Machine para garantir que aplicativos e ferramentas EVM sejam compatíveis “prontos para uso”. A Scroll lançou seu token SCR em um airdrop em outubro de 2024.
Blast
Lançada por uma equipe liderada por Tieshun “Pacman” Roquerre — fundador do marketplace de NFTs Blur — em fevereiro de 2024, a Blast se diferencia de outras redes de segunda camada com recursos como rendimento nativo para ETH e stablecoins. A rede de segunda camada realizou um airdrop de seu token nativo BLAST em junho de 2024.
O futuro das redes de segunda camada
As redes de segunda camada formam uma parte fundamental do “roadmap centrado em rollups” do Ethereum, segundo o cofundador Vitalik Buterin, que espera usar soluções de segunda camada para aumentar a capacidade da blockchain de processar mais de 100.000 transações por segundo.
Buterin delineou planos para convergir as duas estratégias de escalabilidade do Ethereum, sharding e protocolos de segunda camada, no que descreveu como “The Surge”.
Esse roadmap veria blockchains de segunda camada implementarem soluções criptográficas como SNARKs (Argumentos de Conhecimento Não Interativo Sucinto) para garantir a integridade das transações.
Buterin também busca garantir que as redes de segunda camada herdem os princípios centrais do Ethereum de confiança, abertura e resistência à censura.
As redes de segunda camada não estão limitadas ao Ethereum. Em junho de 2024, desenvolvedores do BitcoinOS alegaram ter verificado uma prova zk na mainnet do Bitcoin pela primeira vez, abrindo a possibilidade de usar rollups para escalar o Bitcoin. A Solana também está vendo um aumento na atividade de segunda camada, como através da rede Sonic SVM, voltada para jogos.
Enquanto isso, novas redes de segunda camada continuam a surgir no Ethereum. Em outubro de 2024, a exchange descentralizada Uniswap anunciou planos para desenvolver sua própria rede de segunda camada, a Unichain, utilizando a tecnologia da Optimism. A exchange centralizada Kraken também lançará sua própria rede de segunda camada baseada na Optimism, chamada Ink.
* Traduzido e editado com autorização do Decrypt.
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