O crescimento do DeFi, NFTs e jogos congestionou a rede Ethereum (ETH), que agora está desenvolvendo soluções de escalonamento para atender à demanda sem comprometer a segurança. Neste artigo, exploramos os benefícios de soluções de camada 2 como Sidechains, Plasma, Canais de Estado, Validium, etc.

Mas antes disso, vamos entender o que são as soluções de Camada 1 e Camada 2.

O que são as soluções de escalonamento de Camada 2?

Enquanto a Camada 1 é a infraestrutura de rede base de cada blockchain, a Camada 2 é construída na rede base para ajudar a escalar transações e dados.

Enquanto a rede principal valida e finaliza todas as transações on-chain sem depender de outras redes, a Camada 2 é uma extensão ou uma estrutura secundária das redes principais.

Cada rede base tem seu próprio mecanismo de nó, seja prova de trabalho (PoW) ou prova de participação (PoS). Além disso, os protocolos de Camada 1 têm seus tokens nativos, que costumam ser usados para taxas de gás ou taxas de transação.

Agora que o Ethereum fez a transição para PoS, alivia a pressão na Camada 1 à medida que novas cadeias compartilham a carga e reduzem o congestionamento. No entanto, levaria anos para ser totalmente implementado, e enquanto isso, as soluções de Camada 2 estão escalando o blockchain.

Soluções de Camada 2 como sidechains, rollups otimistas, etc., oferecem certos benefícios para o escalonamento do Ethereum, que discutiremos aqui. Mas antes disso, vamos aprender como a camada 2 funciona, processando transações em grandes lotes antes de enviar prova das transações para a camada base em um processo chamado "chamada off-chain", tirando a carga da rede base.

Portanto, enquanto a L1 cuida da disponibilidade de dados, segurança e descentralização, a L2 foca na escalabilidade.

Sidechains

Quando se trata de sidechains Later 2, são blockchains independentes da Máquina Virtual Ethereum (EVM) que operam em paralelo à cadeia principal. Eles têm nós validadores que confirmam e processam transações, adicionam blocos e mantêm suas próprias regras de consenso, como Prova de Participação ou Prova de Autoridade, para transações mais eficientes.

Embora as sidechains suportem transações mais complexas com sua compatibilidade EVM, elas não são tão descentralizadas e têm seu próprio mecanismo de consenso, o que as torna não dependentes das soluções de Camada 1 ou Camada 2.

Projetos de criptografia como xDai chain e POA Network oferecem sidechains.

Canais de Estado e Canais de Pagamento

Esta é talvez a solução de camada 2 mais importante para o escalonamento do Ethereum, pois são contratos multiassinatura que permitem aos participantes realizar transações rapidamente e com frequência fora da cadeia, voltando para a camada 1 para finalização quando necessário.

Isso torna os Canais de Estado capazes de lidar com interações mais complexas, como jogos, enquanto os canais de pagamento administram pagamentos feitos por dois participantes. O primeiro permite transações de alta capacidade a baixo custo, o que é ideal para micropagamentos.

Projetos como Raiden, Perun e Celer usam canais de estado no Ethereum.

Plasma

Cadeias Plasma, ou cadeias filhas, são menores que estão ancoradas no blockchain Ethereum para operar como cópias menores do Mainnet ETH. Elas usam verificação criptográfica combinada com contratos inteligentes para descarregar transações na rede principal.

Embora tenham seu próprio mecanismo de validação de blocos, reportam periodicamente à cadeia principal do Ethereum para resolver disputas usando sua segurança. Elas possibilitam transações de alta capacidade e baixo custo, como snapshots e transferências de tokens.

Vários projetos como LeapDAO e OMG Network, etc. oferecem implementações de Plasma para integração de dApps.

Rollups Otimistas

Essas soluções de Camada 2 são encontradas em paralelo à cadeia principal do Ethereum, pois permitem que transações ocorram em lotes escaláveis e baratos fora da Camada 1, enquanto ainda usam a segurança da camada base para submissão de transações.

Rollups otimistas oferecem 100x de escalabilidade, pois não executam nenhum cálculo, que é um elemento muito caro do blockchain Ethereum. Quando o shard do Ethereum for introduzido, esse número de escalabilidade aumentará ainda mais.

Rollups otimistas executam cálculos se as transações forem contestadas através de prova de fraude; caso contrário, presume-se que são válidas. Ele usa um sistema de colaterais e, quando transações fraudulentas são comprovadas, a conta por trás delas perde o colateral. Enquanto alguns colaterais são cortados, outros são incentivados para a parte correta.

Como suporta contratos inteligentes e pagamentos simples, é adequado para aplicativos DeFi. Assim, projetos como Cartesi, Arbitrum e Optimism usam esta solução de Camada 2.

ZK-Rollups

Rollups de Conhecimento Zero são conhecidos por agrupar transações fora da cadeia para gerar uma prova criptográfica chamada SNARK. Este rollup executa cálculos fora da cadeia, e as provas de validade são submetidas à cadeia de Camada 1.

Os contratos inteligentes dos Rollups de Conhecimento Zero mantêm todas as transações na Camada 2, que são atualizadas com provas de validade. No entanto, validar um bloco é mais barato e rápido, pois só precisa de prova de validade, não de dados de transação. Assim, usa menos gás e dados.

Como os contratos inteligentes dos Rollups de Conhecimento Zero verificam as transações, a transferência da Camada 2 para a Camada 1 não é atrasada. Isso resulta em tempos de finalização mais rápidos com segurança e descentralização. Mas alguns deles não têm suporte EVM e podem não ser adequados para dApps devido ao intenso processamento.

Isso é implementado por vários projetos como ZKSwap e zkSync. Enquanto o primeiro é um DEX de camada 2 com alta capacidade de transação e zero taxas de gás, zkSync é um protocolo sem confiança para pagamentos escaláveis e de baixo custo no Ethereum, o que faz as carteiras DeFi escalarem como o PayPal.

Ambos esses rollups parecem ideais para escalonamento de camada 2 no Ethereum, mas Harmony é melhor, pois oferece acesso mais amplo ao DeFi com seu recurso de ponte Horizen que conecta Ethereum com a Binance Smart Chain

Validium

Esta cadeia de usuário de prova de validade não armazena dados na Camada 1 do Ethereum, permitindo 10.000 transações por segundo por cadeia Validium, operando em paralelo com a cadeia principal em várias.

Ao contrário dos dApps de alto valor, não enfrenta ataques econômicos, pois apenas melhora a eficiência do capital e não tem atrasos de retirada. Mas essas cadeias têm habilidades limitadas de contrato inteligente.

Projetos como StarkWare e Loopring utilizam a cadeia Validium para escalonamento de Camada 2 do Ethereum. Um exemplo é a primeira solução de escalonamento de camada 2 para NFTs, Immutable X, que tem tanto Validium quanto ZK-rollup para uma velocidade de transação de 9.000 por segundo sem taxas de gás.