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Opinião

Polygon zkEVM: mais um passo da internet de blockchains da Ethereum à Web3

12 mins
Atualizado por Júlia V. Kurtz

EM RESUMO

  • Breve panorama da Polygon: surgimento, importância para o ecossistema Ethereum, funcionamento, e sua agressiva estratégia de negócios com foco na Web3.
  • Porque a Polygon Technology é a internet de blockchains da Ethereum? No que ela se diferencia de outros projetos de interoperabilidade blockchain?
  • zkEVM chegou à Polygon! Mas o que é zkEVM afinal? Tipos de zkEVMs. Porque ele é um “Santo Graal? As bases para o desenvolvimento até o lançamento da Polygon zkEVM Mainnet Beta. Para onde Polygon e Ethereum estão indo?
  • promo

    O aumento de casos de uso baseados em blockchain 

    Desde o surgimento da primeira blockchain em 2008, os últimos dois anos foram de longe os mais promissores em termos de adoção no ecossistema blockchain-cripto.

    Em 2020, as Finanças Descentralizadas (DeFi) ficaram em evidência, o que ficou conhecido como “DeFi Summer“. E em 2021, tivemos o boom dos NFTs e sua popularização em diversos casos de uso que vão desde seu uso como fotos de perfil até sua utilização em projetos de indústrias como música e games.

    Ora, esse aumento de casos de uso e interesse em aplicações baseadas em blockchain naturalmente levou a um aumento dos usuários. 

    Para se ter uma ideia, o valor total bloqueado (TVL) em redes de contrato inteligente saltou de US$ 500 milhões em 2020 para US $170 bilhões de dólares dois anos depois. 

    Some-se a isto, o crescente interesse pelo metaverso, por tokenização de ativos, marketplace de dados, DAOs, AI tokens em projetos de inteligência artificial, dentre outros. 

    Ou seja, o interesse pela utilização da tecnologia blockchain só deve aumentar.

    No entanto, toda essa popularização de casos de uso baseados em blockchain veio acompanhada de um problema crescente: a falta de escalabilidade das atuais arquiteturas blockchains. Já comentei sobre isto aqui.

    A necessidade de uma infraestrutura blockchain escalável

    Escalabilidade é a capacidade que uma empresa, ou sistema, possui de crescer atendendo às demandas sem perder as qualidades que lhe agregam valor.

    Devido ao aumento de demanda no ecossistema blockchain-cripto, principalmente nestes dois últimos anos, o rendimento das transações diminuiu, as taxas de rede tem aumentado. 

    Quanto à blockchain Ethereum, mais especificamente, tem sido difícil lidar com a carga de transações submetidas à sua rede. Quando olhamos para os custos médios nos últimos dois anos, fica evidente a necessidade de melhorar a infraestrutura.

    Daí, diante do estágio atual de desenvolvimento da infraestrutura blockchain existente, tem-se buscado soluções de escalabilidade para blockchains que vão desde a melhoria dos protocolos blockchain até a construção de ecossistema de cadeias cruzadas (cross chain world). 

    Neste contexto, um componente chave no esforço para viabilizar a escalabilidade da Ethereum é a Polygon

    Tendo isto em conta, antes de mergulharmos no objeto de nosso artigo de hoje – Polygon zkEVM – é preciso dar um passo atrás e compreendermos o contexto mais amplo da Polygon, passando por uma breve introdução aos rollups ZK, e seu ecossistema de projetos.

    Breve panorama da Polygon

    1) O que é e como surgiu a Polygon Technology ?  

    Anteriormente conhecida como Matic Network, a Polygon é uma estrutura de interoperabilidade e escalonamento desenvolvida para a construção de blockchains compatíveis com Ethereum.

    Polygon Technology, amplamente conhecida como Polygon, está construindo um conjunto de plataformas para infraestrutura blockchain – especificamente, para o ecossistema Ethereum.

    Isto é, os produtos da Polygon Technology são projetados para apoiar o crescimento da Ethereum, à medida que a rede se ramifica em sua base de usuários e aplicações.

    Logo, o foco principal no Ethereum reflete a convicção da empresa na rede como núcleo do futuro paradigma cross-chain.

    Sob uma perspectiva mais ampla, a Polygon compete no que é chamado na indústria de BaaS – “Blockchain-as-a-Service“. 

    Assim, a Polygon compete lado a lado com concorrentes como Starkware, Arbitrum, Loopring e Matter Labs – startups que criam soluções para melhorar a escalabilidade de blockchains através do aumento do rendimento da rede e da redução dos custos de transação.

    Atualmente, a escalabilidade blockchain carece de uma resposta na melhoria do protocolo (Layer 1), o que significa que soluções alternativas – sejam Optimistic rollups (solução Layer 2 de escalabilidade), sejam Zero Knowledge rollups (ZK Rollups) – tem um lugar no ecossistema atual. 

    A Polygon começou em 2018 como um esforço conjunto entre Mihailo Bjelic – que estava fazendo experiências com Plasma rollups – e Jaynti Kanani, Sandeep Nailwal, e Anurag Arjun – que estavam trabalhando em outra blockchain de escalabilidade, a Matic Network.

    Naquela época, a entidade conjunta combinou com alguns produtos sob sua esteira: (1) a estrutura de desenvolvimento da blockchain SDK desenvolvida e (2) o Plasma rollup e a Matic sidechain, alimentado pelo token MATIC. 

    Por volta de fevereiro de 2021, a equipe anunciou a mudança da marca Matic Network para seu atual nome Polygon Technology e lançou sua estratégia para se tornar um “Hub de cross-chain” para o Ethereum.

    Portanto, seu atual objetivo é funcionar como uma empresa para uma série de serviços multichain, e oferecer um conjunto de produtos, começando com o Matic Network, agora rebatizado como Polygon Proof-of-Stake (PoS).

    2) Porque a Polygon é importante para o ecossistema Ethereum?

    A Polygon é uma estrutura para a construção de redes blockchain interligadas. Ela busca resolver as principais limitações do Ethereum, como seu rendimento, a deficiente experiência do usuário (baixa velocidade e atraso nas transações) e a falta de governança da comunidade, usando uma nova solução via sidechains.

    Assim, ao invés de ser uma simples solução de escalabilidade como sua predecessora Matic Network, a Polygon Technology foi concebida para ser uma plataforma completa para lançar blockchains interoperáveis.

    Aqui, merece destaque o fato da Polygon possibilitar aos desenvolvedores lançar redes blockchain pré-definidas com atributos adaptados às suas necessidades. Isto é, com a Polygon, é possível personalizar uma gama crescente de módulos, que permitem a criação de redes blockchains independentes, com funcionalidades mais específicas.

    3) A arquitetura Polygon: como ela funciona?

    A arquitetura Polygon funciona como um sistema de quatro camadas:

    Figure 1 – Arquitetura Polygon

    A camada Ethereum é um conjunto de contratos inteligentes implementados no Ethereum. Estes contratos inteligentes tratam de coisas como a finalidade da transação, estaqueamento e comunicação entre Ethereum e as várias redes Polygon. 

    A camada de segurança funciona lado a lado com a blockchain Ethereum e realiza um papel de “validadores como serviço” que permite que as redes se beneficiem de uma camada adicional de segurança. Tanto a camada Ethereum como a camada de segurança são opcionais.

    Além disso, há duas camadas obrigatórias. 

    A primeira obrigatória é a camada da rede Polygon, que é o ecossistema de redes blockchain construídas sobre a Polygon, onde cada uma delas tem sua própria comunidade e é responsável pelo gerenciamento do consenso local e a produção blocos. 

    A segunda obrigatória é a camada de Execução, que é a implementação da Máquina Virtual Ethereum da Polygon (EVM), utilizada para executar contratos inteligentes.

    As redes lançadas na arquitetura Polygon são capazes de se comunicar tanto entre si, como com a cadeia principal da blockchain Ethereum, graças às capacidades de transmissão de mensagens da Polygon. Isto possibilita uma variedade de novos casos de uso, tais como aplicações descentralizadas interoperáveis (dapps) e a simples troca de valor entre diversas plataformas.

    4) Porque a Polygon Technology é a Internet de Blockchains da Ethereum? 

    A Polygon foi projetada para viabilizar “um futuro” em que diferentes blockchains não operam mais como silos fechados e comunidades proprietárias, mas como redes que se encaixam em um “panorama interligado” mais amplo,  que constituirá a Web3.

    No longo prazo, seu objetivo é possibilitar um mundo sem fronteiras onde as pessoas interagem com produtos e serviços descentralizados sem ter que primeiro navegar através de intermediários ou walled gardens

    Ao criar um “hub” de diferentes blockchains facilmente conectáveis, busca eliminar os problemas atuais de infraestrutura blockchain como altas taxas, baixa escalabilidade e segurança limitada.

    Para isto, ela se vale de uma variedade de tecnologias, como:

    • POS Chain: A rede principal da Polygon é uma sidechain da Ethereum conhecida como Matic Pos Chain, que adiciona uma camada de segurança de proof-of-stake (POS) às blockchains lançadas na Polygon.
    • Plasma Chains: Polygon faz uso de uma solução de escalabilidade conhecida como Plasma para mover ativos entre a cadeia raiz (root chain) e as cadeias “infantis” (child chain) através de pontes Plasma (Plasma bridges).
    • ZK-rollups: solução alternativa de escalabilidade usada para agrupar um grande número de transferências off-chain em uma única transação, usando provas de conhecimento zero para o registro público final na rede principal do Ethereum.
    • Optimistic rollups: Uma solução que funciona em cima do Ethereum para facilitar transações quase instantâneas através do uso de “provas de fraude” (fraud proofs).

    5) Como Polygon se diferencia de projetos de interoperabilidade de blockchains como Cosmos?

    Polygon Technology é uma das mais recentes tentativas de interoperabilidade e escalabilidade em blockchains. Ela foi projetada para abordar algumas das limitações percebidas de projetos de interoperabilidade como o Polkadot e o Cosmos.

    Primeiro, ela é compatível com a Máquina Virtual Ethereum (EVM), o que a torna acessível para aqueles habituados a construir aplicações na Ethereum e programar em Solidity. Já seu rival Cosmos usa uma máquina virtual baseada em WASM.

    Além disso, o modelo de segurança compartilhada da Polygon é inteiramente opcional. Isto é, plataformas soberanas não precisam sacrificar nenhuma independência ou flexibilidade em prol de segurança adicional se não for necessário. Ela também é flexível para incorporar qualquer solução de escalabilidade – além das atuais redes Plasma, ZK-rollups, e Optimistic rollups.

    6) A estratégia de desenvolvimento de negócios da Polygon

    Polygon tem como meta se tornar um parceiro confiável para empresas legadas interessadas em construir uma solução Web3, bem como servir de plataforma para marcas identificarem seus casos de uso e mercado Web3 através de programas de incubação de empresas.

    Para isto, desde seu início, adotou uma estratégia agressiva de desenvolvimento de negócios, e passou a operar um braço de risco e a desenvolver uma solução de identidade descentralizada –  a Polygon ID.

    Nesse passo, NFTs e integrações na Polygon passaram a ser usados por marcas legadas em diferentes indústrias, como mídia social, varejo, esportes, serviços financeiros e games

    Aliás, games, NFTs e Metaverso da Polygon são componentes da Polygon Studios, uma peça importante do ecossistema Polygon. Studios era liderado pelo ex-Google e ex-diretor de games do YouTube, Ryan Wyatt, agora atual CEO da Polygon Labs. Assim como a equipe de desenvolvimento de negócios da Polygon, Studios tem investido agressivamente e assinado parcerias. 

    Entre julho e setembro do ano passado, enquanto todo o mercado cripto se manteve horizontal, o “mercado da Polygon” deu um salto de 43%. 

    Esse aumento começou no início de julho, após o anúncio de que a Disney escolheu a Polygon para participar do Disney Accelerator. E os bons ventos continuaram com uma série de novos anúncios de parceria, incluindo Acentrik, Disney, HTC, Mercedez-Benz, Reddit, Robinhood, Starbucks e Worldpay.

    Pois bem, agora que vimos um breve resumo do panorama geral da Polygon, vamos avançar e mergulhar no tema principal de nosso artigo. 

    zkEVM chegou à Polygon! 

    Na última segunda-feira (27), a Polygon lançou em sua rede principal o zkEVM.

    Para apoiar seu desejo de se tornar a internet de blockchains para viabilizar a adoção em massa da blockchain Ethereum, a Polygon buscou atrair e apoiar criadores de projetos de escalabilidade focados em prova de conhecimento zero (zero knowledge). 

    Tais soluções compactam pacotes de transações em uma cadeia separada e depois os submetem à cadeia blockchain principal (Ethereum), permitindo uma otimização no rendimento de transações muito maior.

    E o destaque dentre estas Soluções é o zkEVM, que possibilita que contratos inteligentes, wallets e ferramentas de desenvolvimento do Ethereum possam ser utilizados sem esforço. 

    Mas vamos começar do início.

    1) O que é zkEVM afinal? 

    zkEVMs é uma solução com a capacidade de ajudar a Ethereum a escalar, mantendo suas garantias de segurança e descentralização, como na figura abaixo.

    zkEVM proporciona escalabilidade, mantendo segurança e descentralização

    zkEVMs são arquitetados para proporcionar uma significativa redução no custo de transação e um aumento no rendimento, superando as capacidades dos Optimistic Rollups totalmente compatíveis com o Ethereum Virtual Machine (EVM). 

    Contudo, desenvolver zkEVMs é uma tarefa desafiadora porque a EVM não suporta provas de Zero-Knowledge (Zero Knowledge proofs) “nativamente”.

    2) Porque zkEVM é importante?

    O EVM funciona como um “computador mundial” que alimenta aplicações descentralizadas (dApps) rodando na blockchain Ethereum. 

    Uma máquina virtual é “compatível com EVM” se ela pode executar programas criados para rodar no ambiente EVM. Tais VMs podem executar contratos inteligentes escritos em Solidity ou outras linguagens de alto nível usados no desenvolvimento Ethereum. 

    As ZkEVMs são compatíveis com EVM porque podem executar contratos inteligentes Ethereum sem modificações extensivas da lógica subjacente.

    O EVM não foi projetado para suportar provas de conhecimento zero (ZK proof). Portanto, é necessário a construção de máquinas virtuais de conhecimento zero compatíveis com a EVM . 

    Apesar dos avanços tornarem isto possível embrulhar o cálculo de EVM em provas de conhecimento zero, isto é possível até certo ponto.

    Diferentes projetos zkEVM adotam diferentes abordagens para combinar a execução de EVM com o cálculo de prova de zero-conhecimento. Cada método tem tradeoffs únicos, que vamos explorar em outro artigo.

    Vários tipos de zkEVMs estão se desenvolvendo ativamente em direção à Mainnet, com muitos já em teste. A maioria destes projetos está no caminho certo para ser lançada na Mainnet em algum momento de 2023. Um exemplo é o que aconteceu esta semana na Mainnet da Polygon.

    ⎯ Tipos de zkEVM

    Partindo das classificações zkEVM do Vitalik para mapear os projetos de acordo com a equivalência da Ethereum Virtual Machine, temos 4 tipos de zkEVMs.

    O tipo 1 é equivalente ao Ethereum, o que significa que o rollup pode reutilizar 100% da infraestrutura EVM. A equipe Privacy and Scaling Explorations (PSE) da Fundação Ethereum e Taiko optaram por assumir a pesada tarefa de construir um zkEVM Tipo 1.

    Os zkEVMs do Tipo 1 não fazem concessões para alcançar a equivalência EVM. Mesmo após a conclusão do processo de implementação e auditoria, provavelmente levará  vários meses para ser concluído. 

    Os tipos 2 e 3 caem no meio do espectro, contendo algumas pequenas mudanças por compatibilidade. ConsenSys, Polygon zkEVM, e Scroll estão no caixote Tipo 2. Já o Kakarot é um zkEVM Type-3 escrito em “Cairo” e lançado como um contrato inteligente na StarkNet.

    O Type-4 é o menos compatível com EVM. Eles só são compatíveis com o nível de linguagem, sacrificando a compatibilidade com a maioria das aplicações Ethereum. 

    3) Porque zkEVM é o “Santo Graal” dos esforços para escalar Ethereum?

    Em 2022, zkEVM foi apelidado como ‘Santo Graal’ da escalabilidade em blockchain, porque ele possibilita simultaneamente três características igualmente importantes:

    • escalabilidade. 
    • segurança. 
    • a equivalência de EVM, ou compatibilidade EVM – a depender do tipo de zkEVM.

    Como o zkEVM reduz as transações em pequenos pedaços de dados, ele ajuda a manter a blockchain Ethereum relativamente desobstruída.

    Pois bem, como vimos, a Polygon realizou o lançamento final da inovação zkEVM em sua Mainnet. Mas para que isto se tornasse realidade, foi preciso um longo caminho.

    4) As bases para o desenvolvimento do Polygon zkEVM até seu lançamento na Mainnet

    O treasure da Polygon tinha um considerável montante de 4,6 bilhões de MATIC no início de 2021.

    E assim que revelou seu foco estratégico em soluções de escalabilidade baseadas em ZK (Polygon’s Zero Knowledge Strategy), destinou US $1 bilhão de dólares de seus recursos para tanto.

    Ou seja, a maioria dos fundos foram destinados aos esforços de escalonamento ZK, e alocados da seguinte maneira:

    • Aquisição de projetos e equipes ZK
    • Construção de soluções baseadas em ZK
    • Contratação de talentos
    • Financiamento de pesquisa

    E dentre as primeiros grandes alocações de recursos, se encontra a aquisição da Hermez Network (atual Polygon zkEVM) por 250 milhões de MATIC, aproximadamente 250 milhões de dólares.

    Pavimentada as bases para a construção do Polygon zkEVM, o projeto foi revelado em julho de 2022, com o lançamento de seu testnet em outubro de 2022.

    Vale destacar que estamos falando aqui do primeiro zkEVM a ter um testnet público, com código fonte provando que está produzindo ZK proofs. A plataforma tinha como objetivo lidar com 2.000 transações por segundo (tps). Isto está acima dos 30 tps na rede principal do Ethereum, mas ainda abaixo da média da Solana à época.

    Durante esta jornada em direção ao zkEVM, a Polygon adquiriu três equipes diferentes de escalas de zk, com o Polygon Zero e o Polygon Miden complementando o quadro. 

    Para onde a Polygon e Ethereum estão indo?

    O Polygon zkEVM, por fim, é um protocolo de escalonamento Ethereum totalmente open source, com equivalência de EVM, o que significa que os desenvolvedores e criadores poderão agora construir sobre ele e usá-lo, sem precisar mudar os idiomas ou as ferramentas da Ethereum. 

    A partir daí, uma impressionante variedade de fornecedores de infraestrutura, dApps e projetos de games podem aproveitar o que o Polygon zkEVM, já lançado na Mainnet, tem a oferecer. 

    E interessante a abordagem múltipla da Polygon quanto aos modelos ZK dá maior flexibilidade aos desenvolvedores para escalar escalar dApps rumo à Web3 e mainstream.

    Sem dúvida, o Polygon zkEVM Mainnet Beta é um ponto de virada tanto para Ethereum quanto à Polygon na busca por se tornar a camada de valor da internet, e viabilizar uma Web3 em que diferentes blockchains não operam mais como silos fechados, mas como redes em um “panorama interligado” mais amplo.

    Portanto, o zkEVM desempenha um papel crítico nisso, desbloqueando novas possibilidades que vão além dos atuais limites do que é possível na Web3. 

    Mas e você? Percebeu a importância de ter uma visão geral da Polygon, visualizar a dimensão de seu ecossistema e conhecer sua estratégia de negócios? Compreendeu por que grandes marcas como Disney, Mercedes-Benz, dentre outras, estão embarcando seus projetos Web3 na Polygon?  

    Já tinha ideia do que era zkEVM e porque ele é uma inovação vital na jornada da Polygon e Ethereum em direção à Web3? 

    Conhecimento é poder!! Nos vemos em breve!

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