Soluções de escalonamento da camada 2 tornaram-se cada vez mais populares no criptomoeda indústria como a demanda por escalabilidade e a eficiência continua a crescer. Estas soluções visam superar as limitações do camada basecomo alto taxas de transação e rede congestionamento.
No entanto, existem várias abordagens diferentes para Dimensionamento da camada 2 em blockchain redes, cada uma com suas próprias vantagens e desvantagens. Este artigo tem como objetivo destacar a importância das soluções Layer 2 e comparar vários tipos disponíveis no mercado.
O que são soluções de camada 2?
As soluções da camada 2 são protocolos ou estruturas construídas sobre blockchains existentes para aumentar a escalabilidade e o rendimento das transações. Ao contrário dos blockchains tradicionais, as soluções da Camada 2 descarregam a maior parte do trabalho computacional para uma camada adicional, reduzindo a carga na cadeia principal e ainda garantindo segurança e descentralização.
Essas soluções alcançam escala processando milhares de transações fora da cadeia e, em seguida, agrupando-as em uma única transação no cadeia principal. Em outras palavras, as soluções L2 garantem que a rede principal lide com aspectos críticos da descentralização, disponibilidade de dadose segurança enquanto desviam a carga transacional para sua rede paralela, descongestionando a rede principal no processo.
Por que as camadas 2 são importantes nas criptomoedas?
As soluções de dimensionamento da camada 2 são cruciais para o crescimento e a adoção de criptomoedas. Os blockchains subjacentes, como Ethereum (ETH), geralmente enfrentam congestionamentos e altas taxas de transação, tornando-os impraticáveis para uso generalizado.
As camadas 2 aliviam esses problemas, permitindo transações mais rápidas e baratas, melhorando a experiência do usuário e incentivando uma participação mais ativa no ecossistema blockchain. Isso permite que os robustos padrões de segurança descentralizados de blockchains como bitcoin (BTC) e Ethereum para se tornarem acessíveis a uma ampla gama de aplicativos descentralizados (DApps) que estão sendo adotados.
3/ As soluções da camada 2 são como nutrientes. Cada um desempenha uma função específica e, coletivamente, garantem o bom funcionamento do blockchain. Vamos mergulhar nas diferentes soluções de escalabilidade desenvolvidas.
—Guigz (@Guigz_web3) 9 de agosto de 2023
Diferentes tipos de camada 2s
Vários tipos de soluções de Camada 2 surgiram, cada uma com sua própria abordagem exclusiva para escalar redes blockchain. Aqui estão alguns dos mais populares:
1. Rollups otimistas
Rollups otimistas são soluções de Camada 2 que priorizam a escalabilidade sem comprometer a natureza descentralizada do blockchain. Eles operam por execução de transações fora da cadeia e então produzindo criptográfico prova que é submetida à cadeia principal.
Em um rollup otimista, a maior parte do processamento da transação ocorre fora da cadeia, no que é chamado de “rollup” ou “cadeia de compromisso”. Isso permite tempos de confirmação de transação mais rápidos e reduz a carga na rede blockchain subjacente.
O conceito-chave do Optimistic Rollups reside em suposições otimistas e provas de fraude. As transações processadas fora da cadeia são consideradas válidas e qualquer fraude potencial é detectada e contestada por meio do mecanismo de provas de fraude. Se uma transação fraudulenta for identificada, o sistema volta para o blockchain principal para resolver a disputa e punir o agente mal-intencionado.
Os Rollups otimistas oferecem vários benefícios, incluindo melhorias de escalabilidade, permitindo que mais transações sejam processadas fora da cadeia, custos mais baixos para os usuários devido a taxas reduzidas e maior velocidade de processamento de transações. Além disso, eles mantêm a compatibilidade com os sistemas existentes contratos inteligentes e Dapps sem exigir modificações significativas.
No entanto, o Optimistic Rollups também tem certas limitações. Como a cadeia de rollup não é totalmente descentralizada e depende do blockchain principal para resolução de disputas, há um pequeno atraso antes que as transações possam ser consideradas finais. Adicionalmente, a segurança das transações off-chain depende do correto funcionamento das provas de fraude.
2. Rollups ZK
ZK Rollups, também conhecido como Rollups de conhecimento zerosão soluções de dimensionamento de camada 2 que visam melhorar a escalabilidade e reduzir os custos de transação processando transações fora da cadeia e, em seguida, criando provas sucintas que são enviadas ao blockchain principal para verificação.
Em um ZK Rollup, um conjunto de transações é agregado e processado fora da cadeia por um conjunto de validadores. Em vez de incluir todos os detalhes de cada transação, os validadores gerar uma prova compactatambém conhecido como prova ZK-SNARK (Zero-Knowledge Succint Non-Interactive Argument of Knowledge) ou ZK-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments of Knowledge).
Essa prova fornece evidência criptográfica de que as transações são válidas sem revelar nenhuma informação confidencial. A prova é então enviada e validada no blockchain principal.
Usando o ZK Rollups, o blockchain principal precisa apenas verificar a validade das provas, reduzindo significativamente a carga computacional e aumentando o throughput das transações. A blockchain principal atua como uma camada de “disponibilidade de dados”, garantindo a integridade das transações fora da cadeia.
Alguns benefícios do ZK Rollups incluem maior escalabilidade, taxas de transação reduzidas e privacidade melhorada. Ao agregar várias transações em uma única prova, o ZK Rollups permite um rendimento muito maior em comparação com o processamento de transações individualmente na cadeia.
No entanto, ZK Rollups têm certos desafios e limitações. Por um lado, gerar e verificar provas ZK-SNARK ou ZK-STARK pode ser Computacionalmente intensivo e pode exigir conhecimento especializado.
Além disso, a configuração e manutenção do sistema ZK Rollup também exigem um nível de confiança na validade das transações off-chain. Se um ator malicioso criar com sucesso uma prova inválida, isso pode comprometer a integridade de todo o rollup.
3. Sidechains
Sidechains são cadeias separadas que correm paralelas para o blockchain principal, permitindo maior taxa de transferência e escalabilidade da transação. Essas cadeias podem ter seus mecanismos e regras de consenso enquanto ainda são interoperáveis com a cadeia principal, permitindo que os ativos se movam entre as duas cadeias.
O principal objetivo das sidechains é abordar as limitações da blockchain base, como escalabilidade, privacidade e flexibilidade, enquanto aproveita a segurança e a descentralização da blockchain principal.
Alguns dos principais benefícios das sidechains incluem escalabilidade, personalização, interoperabilidadee privacidade aprimorada. As sidechains também podem ser projetadas para fins específicos, como jogos, aplicações financeiras, gestão da cadeia de abastecimentoou verificação de identidade.
Vale a pena notar que a segurança das sidechains está interconectada com a blockchain principal. Os validadores ou auditores desempenham um papel crucial na garantia da integridade e confiabilidade das operações da sidechain, e os usuários devem confiar que a blockchain pai refletirá com precisão suas ações na sidechain.
4. Estaduais/Canais de Pagamento
Os canais estatais e de pagamento são arranjos fora da cadeia, onde vários participantes podem realizar várias transações sem envolver a cadeia principal para cada transação. Esses canais permitem que os usuários interajam de forma privada e em uma velocidade muito maior, estabelecendo o estado final na cadeia principal somente quando necessário.
Os canais de estado permitem que os participantes realizem várias transações fora do blockchain principal, registrando apenas o estado final dessas transações na blockchain. Isso significa que apenas o estado inicial e final de uma transação é armazenado na blockchain, evitando a necessidade de processar cada transação na cadeia.
Os canais de pagamento, um tipo específico de canal estatal, são usados para conduzir transações recorrentes ou múltiplas entre duas partes. Ao invés de cada transação ser processada na blockchain, os participantes abrem um canal de pagamento onde podem realizar diversas transações off-chain. O estado final dessas transações é então registrado no blockchain, garantindo segurança e transparência.
Canais estatais/de pagamento funcionam alavancando contratos inteligentes e técnicas criptográficas para facilitar as transações fora da cadeia. Eles exigem que os participantes bloqueiem uma certa quantidade de criptomoeda no canal, garantindo que qualquer comportamento fraudulento possa ser punido. Os participantes podem atualizar o estado do canal criando e trocando mensagens assinadas, que são válidas até que uma das partes decida fechar o canal e estabelecer o estado final na blockchain.
5. Cadeias de Plasma
As cadeias de plasma são soluções de Camada 2 que permitem a criação de interligado blockchains chamados cadeias infantis. Essas cadeias filhas lidam com um subconjunto de transações fora da cadeia e enviam o resumo para a cadeia principal periodicamente.
A estrutura do Plasma usa uma combinação de computação on-chain e off-chain para permitir o processamento seguro e eficiente de transações. Quando um usuário deseja interagir com uma cadeia Plasma, ele deposita seus tokens ou ativos em um contrato inteligente na cadeia principal.
A partir daí, eles podem fazer transações dentro da cadeia Plasma, execução de contratos inteligentes, fazendo transações e outras operações. Essas transações são registradas na cadeia Plasma, mas o estado final é periodicamente confirmado na cadeia principal, garantindo a segurança e evitando fraudes.
As cadeias de plasma oferecem várias vantagens, incluindo maior escalabilidade, taxas reduzidas, processamento de transações mais rápido e privacidade aprimorada. A cadeia principal pode lidar com uma taxa de transferência mais alta e acomodar mais usuários ao descarregar uma grande parte do processamento de transações nas cadeias laterais.
Embora as cadeias de plasma tenham o potencial de melhorar significativamente a escalabilidade da blockchain, ainda há desafios a serem enfrentados, como disponibilidade de dados, saídas em massa e rede sincronização.
5/ Os plasmas, por outro lado, são clones menores da cadeia principal. Eles usam técnicas de criptografia para criar um número infinito de blockchains, melhorando a velocidade das transações e reduzindo custos. No entanto, eles permitem apenas transferências de fundos, não a execução de contratos inteligentes.
—Guigz (@Guigz_web3) 9 de agosto de 2023
6. Válidos
Validiums são uma mistura de zkRollups e rollups otimistas. Eles executam cálculos e verificam transações fora da cadeia, garantindo alta escalabilidade. No entanto, ao contrário do zkRollups, os Validiums trocam garantias de privacidade por escalabilidade, tornando-os adequados para cenários em que preocupações com a privacidade são menos significativos.
Soluções de dimensionamento Ethereum L2 mais populares
Aqui estão algumas das soluções de dimensionamento Ethereum Layer 2 mais populares atualmente disponíveis:
- Starkware: Starkware emprega a tecnologia zkRollups para fornecer escalabilidade massiva e provas criptográficas no Ethereum. É adequado para aplicações como trocas descentralizadasmercados NFT e muito mais.
- Otimismo: Optimism é uma solução Optimistic Rollup que garante alta escalabilidade, preservando as propriedades de descentralização e segurança do Ethereum. Ao alavancar o Máquina Virtual Ethereum (EVM), o Optimism oferece compatibilidade com aplicativos Ethereum existentes, tornando mais fácil para os desenvolvedores adotar e migrar seus projetos para a Camada 2.
- Árbitro: Arbitrum também utiliza a tecnologia Optimistic Rollup para dimensionar o Ethereum. Ele fornece confirmação de transação quase instantânea e diminui significativamente as taxas de gás. A Arbitrum consegue isso agrupando várias transações off-chain em uma única prova on-chain, aumentando a capacidade e a velocidade de processamento do Ethereum.
- Polígono: Polígono, anteriormente conhecido como Matic, é uma solução de camada 2 que emprega uma combinação de cadeias de plasma e cadeias laterais para dimensionar o Ethereum. Ele fornece uma estrutura unificada para construir e conectar blockchains compatíveis com Ethereum, aprimorando a escalabilidade e mantendo um alto nível de segurança.
Conclusão
As soluções de escalonamento da camada 2 desempenham um papel fundamental na abordagem da desafios de escalabilidade enfrentados pelo blockchain redes. Descarregando a maioria das transações em camadas secundárias, essas soluções aumentam o rendimento, reduzem os custos de transação e melhoram a escalabilidade geral.
Existem várias abordagens diferentes para o escalonamento da camada 2 em blockchain, com duas das mais populares sendo Optimistic Rollups e ZK Rollups. Existem também outros tipos de L2 menos conhecidos, que vêm com vantagens e desvantagens específicas.