Ethereum é amplamente conhecida como a blockchain poderosa que iniciou os contratos inteligentes e as aplicações descentralizadas (dApps), e assim como outras redes blockchain, ela enfrentou desafios persistentes de escalabilidade desde a sua criação.



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Quanto mais popular a blockchain se tornava, maior era o número de transações competindo pela inclusão em cada bloco, levando ao congestionamento da rede, o que por sua vez resultava em altas taxas de transação e tempos de confirmação mais lentos.

Considere uma cidade movimentada com ruas congestionadas, resultando em engarrafamentos e atrasos. Isso pode ser comparado ao que os usuários de Ethereum experimentam quando a rede fica sobrecarregada.

Para resolver esses problemas, a comunidade blockchain criou o que é conhecido como soluções de Camada 2. Essa tecnologia de ponta permite que os usuários expandam as capacidades do Ethereum sem comprometer a segurança.

As soluções de Camada 2 processam as transações fora da cadeia principal do Ethereum (Camada 1) e, em seguida, periodicamente liquidam os resultados de volta na cadeia principal. Isso minimiza o congestionamento, diminui os custos de transação e aumenta a qualidade da experiência geral do usuário.

O site de análise e pesquisa L2Beat relata que a Camada 2 agora processa 11-12 vezes mais transações do que a cadeia principal do Ethereum.

Por Que as Soluções de Escalabilidade de Camada 2 São Necessárias

Um dos principais problemas que as redes blockchain como Ethereum e Bitcoin enfrentaram à medida que sua popularidade aumentava é a escalabilidade.

Projetadas para focar em segurança e descentralização, essas blockchains de Camada 1 executam todas as transações diretamente na cadeia.

Embora esse design tenha suas vantagens, ele também apresenta desvantagens, que incluem um número limitado de transações, taxas de transação aumentadas e congestionamento.

Esses problemas compeliram os desenvolvedores a procurar além das modificações da Camada 1, dando assim origem às soluções de escalabilidade da Camada 2.

As soluções de Camada 2 tornaram-se a espinha dorsal para sustentar o crescimento da blockchain, aliviando a pressão na mainnet sem colocar em risco a segurança ou a descentralização.

Ao contrário da Camada 1, que limitava as redes blockchain com problemas como altas taxas de transação, má experiência do usuário e tempos de transação lentos, as soluções de Camada 2 permitem que os usuários interajam com serviços baseados em blockchain a custos mais baixos e maior velocidade.

Tipos de Soluções de Escalabilidade de Camada 2

As soluções de escalabilidade de Camada 2 têm vários tipos. E cada uma dessas soluções de escalabilidade possui qualidades distintas que aprimoram o desempenho da blockchain e resolvem problemas específicos de escalabilidade.

Rollups

Os Rollups estão entre as primeiras soluções de Camada 2 amplamente adotadas. São soluções de Camada 2 nas quais muitas transações off-chain são compactadas em um único lote que é executado na cadeia principal. Os Rollups vêm principalmente em duas partes diferentes: rollups otimistas e rollups de validade (comumente conhecidos como zero-knowledge ou ZK rollups).

Rollups Otimistas

Os Rollups Otimistas assumem efetivamente que as transações são precisas por padrão, a menos que seja provado o contrário, e fornecem um método de verificação apenas se uma prova de fraude for apresentada.

Eles dependem de um mecanismo de resolução de disputas onde os usuários podem contestar a validade de uma transação dentro de um prazo especificado.

Se o desafio for bem-sucedido, o estado inválido é revertido e o ator malicioso é penalizado. No entanto, na ausência de um desafio, as transações são consideradas válidas e liquidadas na cadeia principal.

Isso reduz notavelmente o volume de processamento de dados na própria cadeia e aumenta a escalabilidade.

Exemplos de rollups otimistas (todos compatíveis com EMV) incluem os seguintes:

1. Arbitrum
2. Optimism
3. Base

Rollups de Validade (Zero-Knowledge)

Os ZK rollups adotam uma abordagem diferente. Em vez de assumir que as transações são válidas, eles usam provas criptográficas de validade, como provas de conhecimento zero, para verificar matematicamente a correção da transação antes de atualizar o estado da blockchain.

Isso garante que todas as transações sejam adequadas sem exigir que nem mesmo uma delas seja verificada. E como apenas as transações que passaram na prova de validade podem ser liquidadas na camada base, os rollups de conhecimento zero são considerados os mais seguros entre os dois tipos de rollups.

O projeto líder atual em rollups de validade é StarkWare. Este projeto alcança maior segurança e escalabilidade para compactar dados de transação, minimizando assim a carga que precisa ser liquidada on-chain.

Outros rollups de validade incluem:

1. zkSyncScroll
2. Polygon zkEVM
3. Linea

Canais de Estado

Os canais de estado representam outra abordagem de escalabilidade da Camada 2 com uma arquitetura fundamentalmente diferente. Eles permitem transações off-chain sem diminuir a segurança da blockchain principal.

Em vez de agrupar muitas transações de usuários, os canais de estado criam canais de comunicação off-chain privados entre os participantes. Através disso, o congestionamento é bastante reduzido, e as transações são, portanto, confirmadas muito mais rapidamente.

Na prática, isso é realizado ao encapsular uma parte do estado da blockchain em um contrato de múltiplas assinaturas ou contrato inteligente. Isso é frequentemente referido como um "contrato de juiz" na cadeia principal.

Uma vez bloqueados, os usuários podem realizar um número ilimitado de negociações off-chain trocando mensagens assinadas para atualizar o estado sem registrar cada transação na blockchain.

Quando estão prontos para finalizar e fechar o canal, eles enviam o estado final para a cadeia principal. A blockchain é atualizada, e os fundos são distribuídos de acordo com a decisão acordada.

Dois ótimos exemplos de canais de estado são a Lightning Network para Bitcoin e a Raiden Network para Ethereum.

O Futuro das Soluções de Camada 2

O crescimento das soluções de Camada 2 é mais do que uma simples resposta técnica ao congestionamento do Ethereum; ele sinaliza uma mudança fundamental na forma como as redes blockchain alcançam o tamanho global sem abandonar suas fundações cypherpunk de descentralização.

Embora os Rollups Otimistas, ZK-Rollups e Canais de Estado sejam por vezes retratados como concorrentes em um jogo de soma zero, a realidade do ecossistema aponta para um futuro de especialização e interoperabilidade.