O que é uma camada criptográfica 2 e como funciona?

O que é uma camada criptográfica 2 e como funciona?

Para compreender a tecnologia blockchain, é crucial começar pela base, conhecida como “ Camada 1 ” (L1). Esta camada representa a base de redes descentralizadas como Bitcoin (BTC) e Ethereum (ETH). Estas plataformas operam em sistemas de contabilidade distribuída que facilitam a propriedade e a troca de ativos digitais sem a necessidade de intermediários. A ausência de dependência de terceiros significa que qualquer pessoa pode operar o protocolo L1 usando um dispositivo de computação pessoal, como um laptop ou até mesmo um Raspberry Pi.

No centro da Camada 1 está o mecanismo de consenso , que garante que todos os participantes, ou nós, da rede cheguem a um acordo sobre o estado do sistema – por exemplo, confirmando a quantidade de ETH pertencente a um usuário a qualquer momento. Atualmente, a Camada 1 da rede Bitcoin pode processar aproximadamente sete transações por segundo, enquanto a capacidade do Ethereum é um pouco maior, mas ainda limitada a dezenas de transações por segundo. Essas limitações resultam em uma disputa competitiva por espaço de bloco.

Esta competição manifesta-se sob a forma de taxas de transação, com os utilizadores a superarem-se uns aos outros para que as suas transações sejam priorizadas e confirmadas mais rapidamente na blockchain. Quanto maior a taxa oferecida por um usuário, maior será a probabilidade de sua transação ser processada. Este gargalo no rendimento muitas vezes levou a congestionamentos e custos mais elevados, apresentando um desafio significativo em termos de escalabilidade.

Embora o equilíbrio intrínseco entre descentralização, segurança e escalabilidade — muitas vezes referido como o Trilema Blockchain — pareça ser uma restrição fundamental, as soluções da Camada 2 foram desenvolvidas para enfrentar estas limitações. Tecnologias como rollups para Ethereum e Lightning Network para Bitcoin são projetadas para aumentar a capacidade de transação e a eficiência dessas redes, oferecendo um caminho promissor para superar os obstáculos inerentes às suas contrapartes da Camada 1.

As Crônicas da Camada 2: Passos em Direção à Escalabilidade do Blockchain

Os usuários de criptomoedas frequentemente enfrentam taxas exorbitantes e transações atrasadas porque a rede atinge seu limite de processamento, que atualmente é de cerca de 1,5 milhão de transações por dia e apenas cerca de 15 transações por segundo. Eventos de alto tráfego, como a venda de terreno virtual Otherside da Yuga Labs ou o mercado altista de 2021, exemplificam o congestionamento da rede e os consequentes picos de taxas e desempenho lento dos aplicativos.

As soluções da Camada 2, ou “L2s”, são as inovações tecnológicas projetadas para aliviar esse gargalo. Atuando como rodovias complementares à movimentada rede principal da Ethereum, esses L2s oferecem transações rápidas e econômicas, ao mesmo tempo em que se beneficiam da segurança e da natureza descentralizada da rede subjacente. Pense nas L2s como estradas arteriais que correm ao longo da via principal do blockchain, completas com rampas de entrada/saída para fácil acesso, fornecendo uma alternativa rápida às estradas principais congestionadas.

Arbitrum, Optimism e zk-Sync estão liderando o ataque como redes L2 populares no Ethereum, enquanto a Lightning Network desempenha uma função semelhante para usuários de Bitcoin. Coletivamente, essas redes detêm um valor de mercado próximo a US$ 2 bilhões, refletindo seu papel crítico na escalabilidade do blockchain.

As camadas 2 distinguem-se não apenas pela redução de taxas através do agrupamento de transações fora da cadeia, mas também pela expansão da utilidade devido à sua capacidade de processar mais transações por segundo a um custo menor. Isto permite experiências de usuário aprimoradas e uma gama mais ampla de aplicações, visando, em última análise, rivalizar com a eficiência de processadores de pagamento centralizados como Visa e Mastercard.

A integração de L2s é essencial para resolver os problemas de escalabilidade relacionados à descentralização inerentes aos sistemas blockchain. Onde os sistemas bancários tradicionais beneficiam do controlo centralizado para uma regulamentação de pagamentos mais eficiente, a blockchain deve manter a segurança e a transparência entre milhares de participantes da rede. Neste contexto, a Camada 1 assume o papel de garantir a segurança e a descentralização, enquanto a Camada 2 se concentra em escalar as capacidades de transação, trabalhando em conjunto para uma rede que não seja apenas mais rápida, mas também mais fácil de usar, garantindo que a tecnologia blockchain possa atender às demandas. dos mercados globais e talvez, um dia, se tornem superiores aos canais financeiros tradicionais.

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Como funciona a camada 2?

Os protocolos da Camada 2 (L2) servem como uma estrutura avançada para o Ethereum, projetado para lidar com transações fora da rede Ethereum principal (Camada 1), ao mesmo tempo que aproveita a segurança robusta que o blockchain principal oferece. Essas soluções da Camada 2 são blockchains separados que complementam e ampliam a funcionalidade do Ethereum, fornecendo um ambiente escalável onde a rede pode operar com mais eficiência.

A engenhosidade das soluções L2 reside na sua capacidade de retirar uma carga significativa da Camada 1. Isto não só reduz o congestionamento, mas também melhora a escalabilidade geral do sistema. Uma das principais tecnologias da Camada 2 é o conceito de rollups. Os rollups funcionam agrupando centenas de transações em uma única transação de Camada 1, compartilhando e minimizando efetivamente as taxas de transação entre todos os usuários incluídos no rollup. Embora essas transações sejam executadas fora da Camada 1, seus dados ainda são postados na Camada 1, o que garante que a segurança do Ethereum seja mantida – a reversão de uma transação dentro de um rollup exigiria a reversão de uma transação no próprio Ethereum.

Existem duas formas principais de rollups: otimista e conhecimento zero . Ambos os tipos diferem no método usado para enviar dados de transação para a Camada 1, mas o objetivo permanece o mesmo: garantir a fidelidade e a segurança dos dados de transação enquanto alivia a maior parte do trabalho computacional.

Além dos rollups, a Camada 2 também inclui sidechains e outras estruturas que suportam uma infinidade de aplicações. Alguns L2s são projetados para serem abertos e acessíveis, suportando uma ampla gama de aplicações, enquanto outros são mais especializados, atendendo a necessidades específicas de projetos. Independentemente da sua estrutura, a característica essencial de todas as soluções da Camada 2 é a sua capacidade de enviar dados de transações de volta para a Camada 1, onde são ancorados com segurança no livro-razão e no registro histórico do blockchain.

O espaço da Camada 2 é um campo dinâmico com vários níveis de acessibilidade e aplicação. Ao descarregar a carga de trabalho da Camada 1 e postar dados de transação de volta para ela, os protocolos da Camada 2 melhoram a funcionalidade, a velocidade e a eficiência da rede Ethereum, ao mesmo tempo que mantêm a integridade e a segurança que acompanham a tecnologia blockchain. Esta arquitetura de camada dupla garante que, à medida que o Ethereum continua a crescer e evoluir, ele possa atender às demandas de seus usuários e aplicações sem sacrificar seus princípios fundamentais.

Existem alguns tipos de rollups, cada um com suas próprias nuances. Por exemplo, os rollups Optimistic e ZK (Zero-Knowledge) diferem na forma como se comunicam com a cadeia principal.

Rollups otimistas

Rollups otimistas operam junto com o blockchain Ethereum principal. Eles processam as transações paralelamente antes de relatar os resultados à cadeia principal. Os usuários preferem esses rollups por causa de suas taxas mais baixas. Caso haja suspeita de transação fraudulenta, ela pode ser contestada e verificada por meio de provas de fraude, que reconstroem a transação a partir dos dados estaduais existentes. Embora o processo de resolução possa demorar mais em comparação com os rollups ZK, as transações dentro do próprio rollup Optimistic são confirmadas rapidamente.

Os rollups otimistas também são totalmente compatíveis com a Máquina Virtual Ethereum (EVM), o que significa que podem espelhar qualquer função da rede principal Ethereum em sua camada. Alguns exemplos proeminentes de rollups otimistas incluem soluções como Arbitrum, Optimism e Boba.

Acumulações ZK

Em contraste, os rollups ZK empregam provas criptográficas para verificar a integridade da transação. Essas provas, conhecidas como provas de validade – incluindo SNARKs e STARKs – são apresentadas à cadeia principal. Os rollups ZK atualizam o estado das transferências em sua camada usando essas provas sem a necessidade de dados completos da transação, agilizando o processo de validação. Ao aceitar o comprovante de validade do contrato rollup, a veracidade das transações já está garantida, simplificando a movimentação dos recursos de volta à cadeia principal. No entanto, os rollups ZK apresentam limitações, como suporte parcial a EVM e maiores demandas computacionais para determinadas operações. Exemplos de rollups ZK incluem plataformas como dYdX, Loopring e zkSync.

Correntes laterais

Embora cadeias laterais como XDai e Polygon PoS sejam executadas em conjunto com a rede Ethereum e ofereçam compatibilidade EVM, elas dependem de seus próprios mecanismos de consenso e não são protegidas pela rede principal Ethereum, classificando-as fora da definição estrita de Camada 2. Essas cadeias imitam Ethereum funcionalidade, mas com um modelo de segurança distinto que acarreta riscos diversos, especialmente no que diz respeito à confiança nos operadores da cadeia lateral.

Valídios

Os Validiums utilizam provas de validade semelhantes às dos rollups ZK, mas diferem por não armazenar dados de transação na cadeia principal. Eles podem operar diversas cadeias em paralelo, cada uma capaz de processar milhares de transações por segundo. No entanto, devido à necessidade de linguagens de programação mais especializadas, o suporte para contratos inteligentes é mais limitado.

Tanto as sidechains quanto os validiums, embora não sejam verdadeiras soluções de Camada 2, como rollups, oferecem benefícios semelhantes, como taxas de transação reduzidas e alta capacidade de processamento. Eles fornecem métodos de escalabilidade alternativos, mas vêm com considerações de segurança distintas devido às suas estruturas operacionais separadas.

Futuro dos blockchains L2

À medida que o ecossistema blockchain evolui com um foco crescente na adoção convencional, as soluções de escalabilidade tornam-se mais cruciais. Espera-se que os avanços da Camada 1 (L1) do Ethereum, como a mudança para um mecanismo de consenso de Prova de Participação e a introdução da fragmentação, melhorem significativamente o desempenho das redes conectadas da Camada 2 (L2). Estas soluções L2 estão preparadas para oferecer velocidades de transação e reduções de custos sem precedentes, permitindo ainda mais o crescimento de aplicações descentralizadas, especialmente no setor DeFi .

O avanço das soluções L2 será fundamental para promover um ambiente multichain, melhorando a interoperabilidade da blockchain e facilitando novas possibilidades na negociação de ativos digitais. À medida que o número de pontes entre plataformas L2 se expande, os usuários têm a ganhar com uma experiência perfeita e com a abertura de novos caminhos nas interações blockchain.

No entanto, o caminho para uma paisagem descentralizada não é isento de complexidades. Embora os protocolos L2 estejam ideologicamente comprometidos com a descentralização, a implantação prática envolve frequentemente elementos centralizados. Isto é evidente em cenários como o Lightning Network para Bitcoin, onde apesar do seu protocolo descentralizado, os utilizadores tendem a preferir carteiras e serviços de custódia por uma questão de conveniência. Da mesma forma, muitas soluções Ethereum L2 começam com recursos centralizados, destinados a serem gradualmente descentralizados ao longo do tempo, permitindo atualizações e desenvolvimento mais rápidos nos estágios iniciais.

Para os usuários de blockchain, discernir a verdadeira extensão da descentralização dentro desses protocolos é um desafio. Projetos como o L2Beat fornecem insights críticos sobre o status de descentralização das redes L2 da Ethereum, ressaltando a importância da pesquisa diligente e de uma abordagem cautelosa ao navegar no espaço criptográfico.

À medida que a indústria avança, a colaboração e a inovação serão fundamentais para fornecer soluções L2 e aplicações descentralizadas ( DApps ) que promovam o mundo em direcção a uma economia descentralizada, ao mesmo tempo que defendem os princípios fundamentais de segurança, descentralização e escalabilidade.

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