Principais Conclusões
O trilema da blockchain destaca a dificuldade que as redes blockchain enfrentam ao tentar equilibrar segurança, descentralização e escalabilidade.
Existem várias soluções de escalonamento sendo exploradas para abordar tais limitações. Algumas estão focadas na cadeia principal (Camada 1), enquanto outras se concentram em uma cadeia separada (Camada 2).
Soluções de escalonamento da Camada 1 referem-se a mudanças na arquitetura e nas regras da blockchain principal para melhorar seu desempenho (por exemplo, mudar como o consenso funciona ou usar sharding).
Soluções de Camada 2 são compostas por frameworks secundários construídos sobre uma Camada 1 para ajudar a aliviar sua carga de trabalho (por exemplo, lidando com o processamento de transações fora da cadeia principal).
O futuro da blockchain provavelmente dependerá de uma mistura de ambos os sistemas, usando a Camada 1 para segurança e liquidação enquanto se baseia na Camada 2 para velocidades mais altas e custos mais baixos.
Introdução
A popularidade da criptomoeda continua a crescer, trazendo um influxo de novos usuários e transações. Embora a natureza revolucionária da blockchain seja clara, a escalabilidade (a capacidade de um sistema para lidar com a demanda crescente) continua sendo um desafio principal. Blockchains públicas que priorizam descentralização e segurança frequentemente lutam para alcançar alta taxa de transferência.
Esse desafio é conhecido como o trilema da blockchain, que afirma que é difícil para um sistema descentralizado alcançar simultaneamente altos níveis de descentralização, segurança e escalabilidade. Normalmente, as redes priorizam duas em detrimento da terceira.
Para resolver isso, os desenvolvedores criaram diferentes abordagens de escalabilidade. Algumas soluções ajustam a arquitetura da blockchain principal (Camada 1), enquanto outras operam em protocolos secundários que funcionam sobre a rede subjacente (Camada 2).
Camada 1 vs. Camada 2
O termo Camada 1 refere-se ao nível fundamental de uma arquitetura de blockchain. É a rede principal onde as transações são finalizadas. Exemplos incluem Bitcoin, Ethereum, BNB Chain e Solana.
Camada 2 refere-se a redes ou protocolos construídos sobre essas blockchains de Camada 1. Por exemplo, a Rede Lightning é uma solução de Camada 2 para Bitcoin, e Arbitrum é uma Camada 2 para Ethereum.
As melhorias de escalabilidade são categorizadas com base em onde ocorrem:
Uma solução de Camada 1 muda as regras ou mecanismos da blockchain base diretamente (por exemplo, mudando o mecanismo de consenso).
Uma solução de Camada 2 usa uma rede externa e paralela para facilitar transações fora da cadeia principal para reduzir a congestão.
Soluções Comuns de Escalabilidade de Camada 1
1. Mecanismo de consenso
Algumas blockchains estão mudando de sistemas lentos e pesados em energia, como Prova de Trabalho (PoW), para sistemas mais eficientes, como Prova de Participação (PoS). Por exemplo, o Ethereum mudou para PoS para melhorar sua capacidade de processar dados e ser mais ecológico. Este método utiliza staking (bloqueio de moedas) em vez de mineração para verificar transações.
2. Sharding
Sharding é como dividir um grande banco de dados em partes menores e mais fáceis de gerenciar, chamadas de "shards". Assim, em vez de ter cada computador na rede realizando todo o trabalho, o trabalho é dividido. Isso permite que a blockchain processe várias transações ao mesmo tempo, aumentando a eficiência geral.
3. Aumento do tamanho do bloco
Algumas blockchains simplesmente aumentam o tamanho dos blocos. Isso permite que mais transações se encaixem em um único bloco. No entanto, isso pode dificultar a execução de computadores regulares como nós validadores na rede, o que pode prejudicar a descentralização.
Soluções Comuns de Escalabilidade de Camada 2
1. Rollups
Rollups são atualmente a solução de escalabilidade mais popular para Ethereum. Eles "agrupam" (empacotam) centenas de transações fora da cadeia em um único lote antes de submetê-las à cadeia principal.
Rollups otimistas: Usados por redes como Optimism e Arbitrum, estes assumem que as transações são válidas por padrão. Eles oferecem um período de "fraude" onde transações inválidas podem ser contestadas.
Rollups de conhecimento zero (ZK): Usados por redes como zkSync e Scroll, os rollups ZK utilizam provas criptográficas para verificar a validade das transações instantaneamente. Eles oferecem alta segurança e privacidade sem a necessidade de um período de disputa.
2. Sidechains
Sidechains são blockchains independentes com seus próprios conjuntos de validadores. Um exemplo principal é a rede Polygon PoS. Ao contrário dos rollups, as sidechains são responsáveis por sua própria segurança. Embora geralmente sejam mais rápidas e baratas, elas não herdam diretamente a segurança da cadeia principal de Camada 1 da mesma forma que os rollups.
3. Canais de estado
Um canal de estado é um ambiente de comunicação bidirecional entre participantes. Os usuários transacionam fora da cadeia quantas vezes desejarem, e apenas os saldos de abertura e fechamento são registrados na blockchain. A rede Lightning do Bitcoin opera nesse modelo, permitindo pagamentos instantâneos e de baixo custo em Bitcoin.
4. Blockchains aninhadas
Neste arranjo, a blockchain principal delega trabalho para cadeias "filhas". As cadeias filhas realizam o trabalho e enviam os resultados de volta para a cadeia "pai". O framework Plasma no Ethereum é um exemplo disso.
Camada 1 vs. Camada 2: Principais Diferenças
Ambas as camadas querem tornar a rede mais rápida, mas fazem isso de maneiras diferentes.
Limitações das Soluções de Escalabilidade
Camada 1: Atualizar a cadeia principal é difícil. Mudanças significativas, como aumentar o tamanho do bloco ou mudar o consenso, muitas vezes requerem um hard fork, o que pode dividir a comunidade.
Camada 2: Embora rápidas, as L2s podem adicionar complexidade. Os usuários têm que transferir fundos entre redes, e a liquidez pode se tornar fragmentada entre diferentes L2s. Além disso, algumas L2s dependem de sequenciadores centralizados, o que introduz um ponto potencial de falha em comparação com a cadeia principal descentralizada.
Considerações Finais
O mundo da blockchain está crescendo rapidamente. Para lidar com a adoção em massa, precisamos de redes que sejam tanto seguras quanto rápidas. As atualizações da Camada 1, como o sharding, são importantes para o longo prazo. No entanto, as soluções da Camada 2 oferecem a velocidade e os baixos custos que precisamos agora. No futuro, será mais comum ver uma mistura de ambos: uma forte Camada 1 para segurança e redes flexíveis de Camada 2 para transações do dia a dia.
Leitura Adicional
O que é o Trilema da Blockchain?
O que são Zk-Rollups? A técnica de escalabilidade de Camada 2
O que são Redes Bitcoin de Camada 2?
O que é Sharding e como funciona?
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