À medida que a popularidade das criptomoedas e da blockchain cresce exponencialmente, também aumenta o número de utilizadores e transações. Embora seja fácil perceber o quão revolucionária é a tecnologia blockchain, a escalabilidade – a capacidade de um sistema de crescer enquanto acomoda a crescente demanda – sempre foi um desafio. As redes de blockchain públicas, altamente descentralizadas e seguras, frequentemente lutam para atingir uma alta taxa de transferência.
Isso é frequentemente descrito como o Trilema da Blockchain, que afirma que é virtualmente impossível para um sistema descentralizado alcançar simultaneamente níveis igualmente altos de descentralização, segurança e escalabilidade. Realisticamente, as redes de blockchain só podem ter dois dos três fatores.
Felizmente, no entanto, milhares de entusiastas e especialistas estão trabalhando em soluções de escalabilidade. Algumas dessas soluções são projetadas para ajustar a arquitetura da blockchain principal (Camada 1), enquanto outras visam os protocolos da Camada 2 que operam sobre a rede subjacente.
Introdução
Com um grande número de blockchains e criptomoedas disponíveis, você pode não saber se está usando uma cadeia da Camada 1 ou da Camada 2. Existem benefícios em ocultar a complexidade da blockchain, mas vale a pena entender o sistema em que está investindo ou usando.
Com este artigo, você entenderá as diferenças entre as blockchains da Camada 1 e da Camada 2, bem como várias soluções de escalabilidade.
O que é uma blockchain da Camada 1 vs. Camada 2?
O termo Camada 1 refere-se ao nível base de uma arquitetura de blockchain. É a estrutura principal de uma rede blockchain. Bitcoin, Ethereum e BNB Chain são exemplos de blockchains da Camada 1. A Camada 2 refere-se a redes construídas em cima de outras blockchains. Portanto, se o Bitcoin é uma Camada 1, a Lightning Network que funciona sobre ele é um exemplo de uma Camada 2.
As melhorias na escalabilidade da rede blockchain podem ser categorizadas em soluções da Camada 1 e da Camada 2. Uma solução da Camada 1 mudará as regras e mecanismos da blockchain original diretamente. Uma solução da Camada 2 usará uma rede externa e paralela para facilitar transações longe da cadeia principal.
Por que a escalabilidade da blockchain é importante?
Imagine uma nova rodovia sendo construída entre uma cidade importante e seu subúrbio em crescimento rápido. À medida que a quantidade de tráfego que passa pela rodovia aumenta e a congestão se torna comum, especialmente durante as horas de pico, o tempo médio para ir de A a B pode aumentar significativamente. Não é de admirar, dado que a infraestrutura rodoviária tem sua capacidade limitada e a demanda está sempre crescendo.
Agora, o que as autoridades podem fazer para ajudar mais viajantes a se deslocarem mais rapidamente por esta rota? Uma solução seria melhorar a rodovia em si, adicionando faixas extras em cada lado da estrada. No entanto, isso nem sempre é prático, pois é uma solução cara que causaria consideráveis problemas para aqueles que já estão usando a rodovia.
Uma alternativa é ser criativo e considerar várias abordagens não associadas a alterações na infraestrutura principal, como a construção de estradas de serviço adicionais ou até mesmo o lançamento de uma linha de trânsito leve ao longo da rodovia.
No mundo da tecnologia blockchain, a rodovia principal seria uma Camada 1 (a rede principal), enquanto as estradas de serviço adicionais seriam soluções da Camada 2 (uma rede secundária para melhorar a capacidade geral).
Bitcoin, Ethereum e Polkadot são considerados todos blockchains da Camada 1. Eles são as blockchains de camada base que processam e registram transações para seus respectivos ecossistemas, apresentando uma criptomoeda nativa – normalmente usada para pagar taxas e fornecer utilidade mais ampla.
A Polygon é um exemplo de uma solução de escalabilidade da Camada 2 para Ethereum. A rede Polygon regularmente envia checkpoints para a mainnet do Ethereum para atualizá-la sobre seu status.
A capacidade de throughput é um elemento vital de uma blockchain. É uma medida de velocidade e eficiência que mostra quantas transações podem ser processadas e registradas dentro de um período de tempo específico.
À medida que o número de utilizadores aumenta e o número de transações simultâneas aumenta, uma blockchain da Camada 1 pode se tornar lenta e cara de usar. Isso é especialmente verdadeiro para blockchains da Camada 1 que usam um mecanismo de Prova de Trabalho em oposição a Prova de Participação.
Problemas atuais da Camada 1
Bitcoin e Ethereum são bons exemplos de redes da Camada 1 com problemas de escalabilidade. Ambos garantem a rede por meio de um modelo de consenso distribuído. Isso significa que todas as transações são verificadas por múltiplos nós antes de serem validadas.
Os chamados nós de mineração competem para resolver um quebra-cabeça computacional complexo, e os mineradores bem-sucedidos são recompensados com a criptomoeda nativa da rede.
Em outras palavras, todas as transações requerem a verificação independente de vários nós antes de serem confirmadas. Isso é uma maneira eficiente de registrar e registrar dados corretos e verificados na blockchain, ao mesmo tempo que mitiga o risco de ataques por agentes mal-intencionados.
No entanto, uma vez que você tem uma rede tão popular quanto Ethereum ou Bitcoin, a demanda de throughput se torna um problema cada vez maior. Em momentos de congestionamento da rede, os utilizadores enfrentarão tempos de confirmação mais lentos e taxas de transação mais altas.
Como funcionam as soluções de escalabilidade da Camada 1?
Existem várias opções disponíveis para as blockchains da Camada 1 que podem aumentar o throughput e a capacidade geral da rede. No caso das blockchains que usam a Prova de Trabalho, a transição para a Prova de Participação poderia ser uma opção para aumentar as transações por segundo (TPS) ao mesmo tempo em que se reduzem as taxas de processamento. No entanto, existem opiniões mistas na comunidade cripto sobre os benefícios e implicações a longo prazo da Prova de Participação.
Soluções de escalabilidade em redes da Camada 1 são normalmente introduzidas pela equipe de desenvolvimento do projeto. Dependendo da solução, a comunidade precisará fazer um hard fork ou soft fork na rede. Algumas mudanças pequenas são compatíveis com versões anteriores, como a atualização SegWit do Bitcoin.
Mudanças maiores, como o aumento do tamanho do bloco do Bitcoin para 8MB, requerem um hard fork. Isso cria duas versões da blockchain, uma com a atualização e outra sem ela. Outra opção para aumentar o throughput de uma rede é o sharding. Isso divide as operações de uma blockchain em várias seções menores que podem processar dados simultaneamente em vez de sequencialmente.
Como funcionam as soluções de escalabilidade da Camada 2?
Como discutido, as soluções da Camada 2 dependem de redes secundárias que funcionam em paralelo ou independentemente da cadeia principal.
Rollups
Rollups de conhecimento zero (o tipo mais comum) agrupam transações da Camada 2 fora da cadeia e as enviam como uma única transação na cadeia principal. Esses sistemas usam provas de validade para verificar a integridade das transações.
Os ativos são mantidos na cadeia original com um contrato inteligente de ponte, e o contrato inteligente confirma que o rollup está funcionando conforme o previsto. Isso fornece a segurança da rede original com os benefícios de um rollup menos intensivo em recursos.
Sidechains
Sidechains são redes blockchain independentes com seus próprios conjuntos de validadores. Isso significa que o contrato inteligente de ponte na cadeia principal não verifica a validade da rede de sidechain. Portanto, você precisa confiar que a sidechain está funcionando corretamente, pois ela pode controlar ativos na cadeia original.
Canais de estado
Um canal de estado é um ambiente de comunicação bidirecional entre as partes que realizam transações. As partes isolam uma parte da blockchain subjacente e a conectam a um canal de transação fora da cadeia. Isso é normalmente feito por meio de um contrato inteligente pré-acordado ou uma multichave.
As partes, então, executam uma transação ou um lote de transações fora da cadeia, sem enviar imediatamente os dados da transação para o registro distribuído subjacente (ou seja, a cadeia principal). Uma vez que todas as transações do conjunto estão concluídas, o “estado” final do canal é transmitido para a blockchain para validação.
Esse mecanismo permite melhorar a velocidade das transações e aumentar a capacidade geral da rede. Soluções como a Lightning Network do Bitcoin e o Raiden do Ethereum operam com base em canais de estado.
Blockchains aninhadas
Essa solução depende de um conjunto de blockchains secundárias que ficam sobre a blockchain principal, a “blockchain mãe”. As blockchains aninhadas operam de acordo com as regras e parâmetros estabelecidos pela blockchain mãe.
A blockchain mãe não participa da execução de transações, e seu papel se limita à resolução de disputas quando necessário. O trabalho do dia a dia é delegado às “blockchains filhas”, que retornam as transações processadas à blockchain mãe após a conclusão fora dela. O projeto Plasma da OmiseGO é um exemplo de uma solução de blockchain aninhada da Camada 2.
Limitações das soluções de escalabilidade da Camada 1 e Camada 2
Tanto as soluções da Camada 1 quanto da Camada 2 têm vantagens e desvantagens únicas. Trabalhar com a Camada 1 pode fornecer a solução mais eficaz para melhorias de protocolo em larga escala. No entanto, isso também significa que os validadores devem ser convencidos a aceitar alterações por meio de um hard fork.
Um exemplo possível em que os validadores podem não querer fazer isso é a mudança da Prova de Trabalho para Prova de Participação. Os mineradores perderão renda com essa mudança para um sistema mais eficiente, desincentivando-os a melhorar a escalabilidade.
A Camada 2 fornece uma maneira muito mais rápida de melhorar a escalabilidade. No entanto, dependendo do método usado, você pode perder muita da segurança da blockchain original. Os utilizadores confiam em redes como Ethereum e Bitcoin por sua resistência e histórico de segurança. Ao retirar aspectos da Camada 1, muitas vezes é necessário confiar na equipe e na rede da Camada 2 para eficiência e segurança.
O que vem depois da Camada 1 e da Camada 2?
Uma questão fundamental é se precisaremos de soluções da Camada 2 à medida que as Camadas 1 se tornem mais escaláveis. As blockchains existentes veem melhorias, e novas redes são criadas com boa escalabilidade desde o início.
No entanto, levará muito tempo para que os sistemas principais melhorem sua escalabilidade, e isso não é garantido. A opção mais provável é que as Camadas 1 se concentrem na segurança e permitam que as redes da Camada 2 adaptem seus serviços a casos de uso específicos.
No futuro próximo, há uma boa chance de que grandes redes como o Ethereum ainda dominem devido à sua grande comunidade de utilizadores e desenvolvedores. No entanto, seu amplo conjunto de validadores descentralizados e reputação confiável cria uma base sólida para soluções da Camada 2 direcionadas.
Pensamentos finais
Desde o início das criptomoedas, a busca por uma melhor escalabilidade criou uma abordagem de duas frentes com melhorias na Camada 1 e soluções da Camada 2. Se você possui um portfólio diversificado de criptomoedas, há uma boa chance de que você já tenha exposição tanto a blockchains da Camada 1 quanto da Camada 2. Agora, você entende as diferenças entre elas, bem como as diferentes abordagens de escalabilidade que elas oferecem.
Teste Agora! 
