A adoção da Blockchain continua a crescer, assim como a importância do dimensionamento no ecossistema. Novos aplicativos e maior volume de transações podem ser acomodados com a ajuda de melhorias na taxa de transferência do sistema. Debates de camada 1 vs camada 2 no contexto de escalabilidade de blockchain são frequentemente o foco de atenção nesses debates.
Para melhorar a segurança da rede e a manutenção de registros, foram criadas camadas de blockchain. Neste artigo, você poderá ver como esses sistemas podem trabalhar juntos para melhorar a interoperabilidade entre blockchains.
Neste artigo:
- O que é o trilema blockchain?
- Soluções de dimensionamento de camada 1
- Resolvendo problemas da camada 1
- Soluções de dimensionamento de camada 2
- Resolvendo problemas da camada 2
- Camada 1 vs. camada 2: principais diferenças
- O futuro do escalonamento
- Perguntas frequentes
O que é o trilema blockchain?
O trilema de escalabilidade refere-se à capacidade de uma blockchain de equilibrar três propriedades orgânicas que constituem seus princípios fundamentais: segurança, descentralização e escalabilidade.
O trilema afirma que uma blockchain só pode possuir duas das três propriedades, nunca todas as três simultaneamente. Consequentemente, a tecnologia blockchain atual sempre precisará sacrificar uma de suas propriedades fundamentais para sua funcionalidade. Bitcoin é um excelente exemplo disso; enquanto sua blockchain otimizou a descentralização e a segurança, ofereceu escalabilidade.
Mais importante ainda, atualmente não há criptomoeda capaz de atingir o máximo de todos os três recursos. Ou seja, as criptomoedas priorizam duas ou três em detrimento da restante.
Muitos desenvolvedores estão trabalhando diligentemente para resolver o trilema blockchain, com algumas técnicas e ideias que visam resolver o problema de escalabilidade já implementado. Dependendo de seu nível de implementação de blockchain, esses conceitos e técnicas se manifestam como soluções de camada 1 ou camada 2.
Uma ampla gama de criptomoedas pode processar milhares de transações por segundo, mas o fazem às custas da descentralização ou da segurança. Bitcoin e Ethereum , em contraste, são duas das moedas digitais mais seguras e descentralizadas. Cardano , Avalanche e Solana são criptomoedas de camada 1 que ganharam destaque ao capitalizar os problemas de escala do Bitcoin e do Ethereum.
Soluções de dimensionamento de camada 1
O esboço das diferenças de escala entre as blockchains da camada 1 e da camada 2 seria incompleto sem a definição de blockchains da camada 1. Como o próprio nome sugere, a rede blockchain da camada 1 refere-se ao protocolo fundamental de uma rede.
As soluções de dimensionamento da camada 1 melhoram a camada fundamental do protocolo blockchain para facilitar as melhorias de escalabilidade. Isso oferece uma ampla gama de maneiras de aumentar a escalabilidade das redes blockchain. As soluções de camada 1, por exemplo, podem permitir modificações diretas nas regras de protocolo para aumentar a capacidade e a velocidade das transações. Da mesma forma, as soluções de dimensionamento da camada 1 podem fornecer maior capacidade para acomodar dados e usuários adicionais.
As estratégias de dimensionamento comuns para a camada 1 incluem aumentar o tamanho do bloco ou a taxa de criação de bloco.
No entanto, o debate da camada 1 da blockchain versus a camada 2 consideraria as duas soluções de dimensionamento da camada 1 mais significativas. Alterações no protocolo de consenso e fragmentação são as duas modificações fundamentais para alcançar o dimensionamento na camada 1 em redes blockchain.
Por exemplo, alguns mecanismos de consenso, como proof of stake, podem ser mais eficientes do que protocolos de blockchain de proof of work. Por outro lado, o sharding facilita a distribuição da carga de trabalho da rede em vários conjuntos de dados ou shards.
Vantagens
- A escalabilidade seria a vantagem mais óbvia das soluções blockchain da camada 1. As soluções de blockchain de camada 1 exigem modificações de protocolo para maior escalabilidade.
- Um protocolo blockchain de camada 1 fornece descentralização e segurança com alta escalabilidade e viabilidade econômica.
- A camada 1 melhora o desenvolvimento do ecossistema. Em outras palavras, as soluções de dimensionamento da camada 1 podem incorporar novas ferramentas, avanços tecnológicos e outras variáveis nos protocolos básicos.
Desvantagens
A incapacidade de escalar as redes de camada 1 é um problema comum. Bitcoin e outras grandes blockchains têm lutado para processar transações em tempos de alta demanda. O proof of work (PoW), o mecanismo de consenso usado pelo Bitcoin, requer uma quantidade significativa de recursos computacionais.
Resolvendo problemas da camada 1
Para alcançar o dimensionamento de rede da camada 1, são necessárias atualizações fundamentais para uma blockchain, que incluem:
Melhorias no protocolo de consenso
Alguns mecanismos de consenso são mais eficientes que outros. PoW é o protocolo de consenso de hoje em redes blockchain populares, como Bitcoin. PoW é seguro, mas pode ser lento. Como resultado, PoS é o mecanismo de consenso de escolha para a maioria das novas redes blockchain.
Os sistemas PoS não exigem que os mineradores resolvam algoritmos de criptografia usando muito poder de computação. Em vez disso, os participantes da rede usam PoS para processar e verificar blocos de transação. O Ethereum fará a transição para um algoritmo de consenso PoS, que aumentará a capacidade da rede, aprimorando a descentralização e preservando a segurança da rede.
Fragmentação
Adaptado de bancos de dados distribuídos, o sharding se tornou uma das soluções de dimensionamento de camada 1 mais populares. Sharding é o processo de dividir o estado de toda a rede blockchain em conjuntos separados de dados chamados “shards ”. Uma tarefa mais fácil de lidar do que buscar todos os nós para cuidar de toda a rede. A rede processa esses shards em paralelo, permitindo o processamento sequencial de várias transações. Além disso, cada nó de rede é atribuído a um fragmento específico em vez de manter uma cópia completa da blockchain. Cada shard envia provas para a cadeia principal e compartilha endereços, estados gerais e saldos com outros shards usando sistemas de comunicação entre shards. Junto com Zilliqa ,Qtum e Tezos, o Ethereum 2.0 é um proeminente protocolo blockchain atualmente investigando shards.
Soluções de dimensionamento de camada 2
O principal objetivo do dimensionamento da camada 2 é empregar redes ou tecnologias que operam em cima de um protocolo blockchain. Uma rede blockchain pode alcançar maior escalabilidade e eficiência com a ajuda de um protocolo ou rede fora da cadeia.
As soluções de dimensionamento da camada 2 envolvem essencialmente a mudança da carga de transação de um protocolo blockchain para uma arquitetura off-chain. A arquitetura off-chain notificaria o blockchain principal dos resultados finais da transação transferida. As soluções de dimensionamento de camada 2 facilitam a delegação de tarefas de processamento de dados na arquitetura de suporte com mais eficiência e flexibilidade. Como resultado, o protocolo principal da blockchain não sofre congestionamento, tornando possível a escalabilidade.
A Lightning Network, uma solução de dimensionamento para Bitcoin, é um dos exemplos mais prevalentes de soluções de dimensionamento de camada 2. Nos debates de blockchain de camada 1 vs. camada 2, você também pode encontrar muitas outras soluções que suportam o dimensionamento da camada 2.
Vantagens
- Uma das vantagens mais significativas de uma solução de camada 2 é que ela não afeta o desempenho ou a funcionalidade da blockchain subjacente para degradar o desempenho geral da rede.
- As soluções de camada 2, como canais de estado e Lightning Network, agilizam a execução de várias microtransações. Isso porque não passa por pequenas verificações nem paga taxas desnecessárias para realizar tais transações.
Desvantagens
- A camada 2 tem um impacto negativo na conectividade da blockchain: Um dos problemas mais significativos na blockchain no momento é a falta de interconectividade entre diferentes blockchains (por exemplo, você não pode se conectar com alguém no Ethereum se estiver no Bitcoin). Esta é uma questão altamente problemática. Com a camada 2, pode agravar esse problema ao limitar a interconectividade dentro de uma rede, pois os usuários da camada 2 ficam restritos aos protocolos das soluções que empregam, o que está se tornando um desafio.
- Questões de privacidade e segurança: Como você deve ter observado na seção anterior, várias soluções oferecem níveis variados de segurança e privacidade. No entanto, nenhuma das soluções oferece o mesmo nível de segurança que as principais cadeias, portanto, dependendo de suas prioridades, você deve pensar um pouco.
Resolvendo problemas da camada 2
Blockchains aninhadas, canais de estado e sidechains são exemplos de soluções para dimensionamento no nível da camada 2.
Blockchains aninhadas
Essencialmente, uma blockchain aninhada é uma blockchain dentro, ou melhor, em cima de outra blockchain. A blockchain aninhado normalmente compreende uma blockchain primário que estabelece parâmetros para uma rede mais extensa, com execuções ocorrendo dentro de uma rede interconectada de cadeias secundárias.
No topo de uma mainchain, muitas camadas de blockchain podem ser construídas, cada uma com sua própria conexão pai-filho. A cadeia pai delega tarefas às cadeias filhas, que as completam e retornam os resultados ao pai.
A menos que haja necessidade de resolução de disputas, a blockchain básica não participa das funções de rede das cadeias subsidiárias. A distribuição de trabalho deste modelo reduz a carga de processamento na cadeia principal, o que melhora exponencialmente a escalabilidade. O projeto OMG Plasma ilustra a infraestrutura blockchain aninhada da camada 2, que é usada no topo do protocolo Ethereum da camada 1.
Canais de estado
Um canal de estado permite a comunicação bidirecional entre uma blockchain e canais transacionais fora da cadeia, aumentando a capacidade e a velocidade transacionais. Um canal de estado não causa validação pelos nós de rede da camada 1. Em vez disso, é um recurso adjacente à rede isolado por meio de mecanismos de assinatura múltipla ou contrato inteligente.
Quando as transações são finalizadas em um canal de estado, um “estado” final do canal e suas alterações são gravados na blockchain subjacente. Os canais estaduais incluem Liquid Network, Raiden Network da Ethereum, Celer e Bitcoin Lightning. Em uma troca de trilema, os canais estaduais abrem mão de uma parte de sua descentralização para maior escalabilidade.
Sidechain
Uma sidechain é uma cadeia transacional adjacente a uma blockchain, normalmente usada para transações em massa. As sidechains usam um mecanismo de consenso independente da cadeia principal e os usuários podem otimizá-las para velocidade e escalabilidade. A principal função da cadeia principal em uma arquitetura de cadeia lateral é manter a segurança geral, validar registros de transações em lote e resolver disputas.
Sidechains são diferentes dos canais de estado de várias maneiras fundamentais. Primeiro, as transações de sidechain não são privadas entre os participantes; eles são registrados publicamente na blockchain. Além disso, as violações de segurança da cadeia lateral não afetam a cadeia principal ou outras cadeias laterais. A infraestrutura de uma sidechain geralmente é construída desde o início, portanto, estabelecer uma pode exigir um esforço significativo.
Camada 1 vs. camada 2: principais diferenças
O esboço fundamental das soluções de dimensionamento da camada 1 e da camada 2 fornece a base adequada para distinguir entre elas. Aqui estão algumas das principais distinções entre as soluções de dimensionamento de camada 1 e camada 2 para blockchains.
Definição
As soluções de dimensionamento da camada 1 modificam a camada base do protocolo blockchain para obter os aprimoramentos desejados. Por exemplo, o tamanho do bloco pode ser ajustado para acomodar mais transações ou os usuários podem alterar os protocolos de consenso para melhorar a velocidade e a eficiência.
As soluções de dimensionamento da camada 2 funcionam como soluções fora da cadeia que compartilham a carga do protocolo blockchain primário. Tarefas específicas de processamento de informações e processamento de transações são delegadas a protocolos, redes ou aplicativos da camada 2 pela rede principal de um protocolo blockchain. Os protocolos ou soluções off-chain completam a tarefa designada e relatam o resultado para a camada principal da blockchain.
Método de operação
Com redes blockchain de camada 1, o método de dimensionamento real se concentra na modificação do protocolo principal. Com soluções de dimensionamento de camada 1, você deve alterar os protocolos blockchain. Portanto, você não poderá reduzir imediatamente as modificações se o volume de transações diminuir drasticamente.
Em contraste, as soluções de dimensionamento da camada 2 funcionam como soluções fora da cadeia que operam independentemente do protocolo blockchain primário. Protocolos, redes e soluções off-chain relatam apenas os resultados finais exigidos pelo protocolo blockchain imediato.
Tipos de soluções
No caso de soluções blockchain de camada 1, o aprimoramento e a fragmentação do protocolo de consenso são dois tipos proeminentes de soluções. O dimensionamento da camada 1 inclui alterações no tamanho do bloco ou na velocidade de criação do bloco para garantir a funcionalidade desejada.
Em relação às soluções de escalonamento da camada 2 da blockchain, praticamente não há restrição sobre as soluções que podem ser implementadas. Qualquer protocolo, rede ou aplicativo pode funcionar como soluções de camada 2 fora da cadeia para redes blockchain.
Qualidade
As redes da camada 1 servem como fonte definitiva de informações e são responsáveis pela liquidação das transações. Nas redes de camada 1, um token nativo é usado para acessar os recursos da rede. Outra característica essencial das redes blockchain da camada 1 é a inovação no design do mecanismo de consenso.
As redes da camada 2 fornecem a mesma funcionalidade que as blockchains da camada 1, além de características adicionais. Por exemplo, as redes de Camada 2 aumentam a taxa de transferência e a programabilidade enquanto reduzem os custos de transação. Cada solução de camada 2 tem seu método para remapear transações para sua respectiva camada base.
O futuro do escalonamento
A escalabilidade é o fator que contribui para a incapacidade do setor de blockchain de alcançar ampla aceitação cripto. À medida que a demanda por criptomoedas aumenta, a exigência de escalar as plataformas blockchain também aumentará. O dimensionamento da camada 1 versus a camada 2 tem custos e benefícios distintos. Portanto, o futuro do dimensionamento envolverá uma combinação de soluções de camada 1 e camada 2.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre a camada 1 e a camada 2?
O Ethereum é uma blockchain de camada 1 ou 2?
Existe uma blockchain de camada 3?
Se você quiser saber mais sobre soluções de camada 1 e camada 2, confira os nossos artigos educacionais. Afinal, aqui você pode encontrar todas as informações de que precisa para começar!
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