O que são soluções de dimensionamento da camada 2?

A corrida lunar do Blockchain começa enquanto o ecossistema luta com o desenvolvimento de soluções de escalabilidade para atender à demanda sem sacrificar a segurança ou a descentralização - o clássico trilema do blockchain.

O rápido crescimento das finanças descentralizadas, NFTs, e os jogos viram a adoção congestionar a rede Ethereum, em particular, levando a gargalos e altas taxas de transação, dada sua capacidade de processar apenas algumas transações por segundo, tornando muitos dApps utilizáveis ​​às vezes.

A transição da Ethereum para uma rede fragmentada de prova de participação pode aliviar parte dessa pressão na camada 1, com fragmentação, dividindo a rede Ethereum em novas cadeias ou fragmentos para espalhar a carga, reduzindo o congestionamento, e aumentando as transações por segundo.

Contudo, considerando que a implantação total ainda está a anos de distância e a participação não está mostrando sinais de desaceleração tão cedo, a necessidade urgente de soluções escalonáveis ​​acelerou a adoção da tecnologia da camada 2 que é executada no topo da camada 1 do Ethereum, em vez de tentar melhorar o desempenho na camada de base.

A camada 2 e a tecnologia relacionada oferecem várias soluções diferentes para escalonamento Ethereum, cada um com seus próprios benefícios e vantagens, Incluindo:

• Plasma
• Correntes laterais
• Canais estaduais e canais de pagamento
• Rollups otimistas
• ZK-Rollups
• Validium
• Agregadores

Plasma

As cadeias de plasma são cadeias de blocos separadas que se ancoram a Ethereum, às vezes chamadas de cadeias infantis, visto que operam como cópias menores da rede principal Ethereum. Essas cadeias filho usam uma combinação de contratos inteligentes e verificação criptográfica para descarregar transações da cadeia pai.

Cada um com seu próprio mecanismo de validação de bloco, As cadeias de plasma reportam periodicamente à cadeia principal Ethereum, usando sua segurança para resolver disputas quando contestadas por meio de provas de fraude.

As cadeias de plasma permitem alto rendimento a um baixo custo por transação. Contudo, apenas transações básicas como transferências de tokens e trocas são suportadas, há um requisito de vivacidade, e retiradas em cadeia podem ser demoradas para permitir desafios.

Vários projetos fornecem implementações de Plasma para integração de dApp, incluindo OMG Network e LeapDAO.

Correntes laterais

As cadeias laterais da Camada 2 são cadeias de blocos compatíveis com Ethereum Virtual Machine (EVM) e funcionam paralelamente à cadeia principal Ethereum. Nós validadores na rede sidechain são responsáveis ​​por confirmar e processar transações, adicionando blocos, e manter as próprias regras de consenso da sidechain, como prova de autoridade ou prova de aposta delegada, para fornecer transações mais eficientes.

A compatibilidade é alcançada por meio de uma ponte de duas vias para Ethereum, embora sua segurança não seja herdada diretamente e seja de responsabilidade do sidechain.

Sidechains utilizam tecnologia estabelecida e suportam transações mais complexas com compatibilidade EVM, embora sejam menos descentralizados e dependam de seus próprios mecanismos de consenso em vez da segurança da camada 1 e, portanto, não sejam tecnicamente da camada 2 nesse sentido.

Os projetos que oferecem implementações de sidechain incluem a rede POA e a cadeia xDai.

Canais estaduais e canais de pagamento

Uma das primeiras soluções de dimensionamento da camada 2 amplamente discutidas, canais estaduais usam contratos com várias assinaturas para permitir que os participantes façam transações rápida e frequentemente fora da cadeia, estabelecendo-se de volta para a camada 1 para finalização, conforme necessário.

Canais de estado podem gerenciar interações mais complexas como um jogo, enquanto os canais de pagamento são canais estaduais simplificados que lidam apenas com pagamentos entre dois participantes. Os canais de estado permitem uma taxa de transferência extremamente alta a um custo muito baixo, tornando-os ideais para micropagamentos. Contudo, o tempo e o custo para configurar e liquidar canais não são ideais para pagamentos únicos, vivacidade é necessária, e os fundos devem ser bloqueados em canais de pagamento abertos.

Os principais projetos que alavancam canais de estado no Ethereum são Celer, Perun, e Raiden.

Rollups otimistas

Os rollups otimistas ficam paralelos à cadeia principal do Ethereum na camada 2. Eles permitem que as transações sejam executadas de maneira barata e escalável em lotes fora da camada 1, ao mesmo tempo que usam a segurança da camada base do Ethereum ao submetê-las como uma única transação.

Como a computação é o elemento lento e caro da rede Ethereum, rollups otimistas oferecem melhorias de escalabilidade de até 100 vezes, uma vez que não executam nenhum cálculo por padrão, um número que aumentará ainda mais com a futura introdução de fragmentação de Ethereum.

Em vez de, rollups otimistas presumem que as transações são válidas e só executam cálculos se contestadas por meio de um sistema à prova de fraude. Rollups otimistas usam um sistema de ligação, e qualquer pessoa comprovadamente responsável por uma transação ou desafio fraudulento perderá seu título com alguns cortes e alguns usados ​​para incentivar a parte correta.

Rollups otimistas podem lidar com qualquer coisa feita na camada 1 do Ethereum, pois são compatíveis com EVM e Solidity. Como todos os dados da transação são armazenados na cadeia da camada 1, rollups otimistas permanecem seguros e descentralizados. Ao mesmo tempo, eles estão fornecendo escalabilidade de execução. Contudo, longos tempos de espera para transações em cadeia são possíveis devido aos desafios de fraude em potencial.

Como acúmulos otimistas suportam pagamentos simples e contratos inteligentes complexos, eles são vistos como mais imediatamente adequados para aplicativos DeFi, com otimismo, Arbitrum, e Cartesi entre os vários projetos que oferecem implementações.

Em um sinal da direção futura do espaço, a plataforma líder DEX, Uniswap, também anunciou recentemente que daria o próximo passo na adoção da tecnologia da camada 2, lançando o Optimism para reduzir drasticamente os custos de transação para seus usuários.

ZK-Rollups

Acumulações de conhecimento zero, ou ZK-rollups, agrupar transações fora da cadeia e gerar uma prova criptográfica, conhecido como SNARK. Em contraste com lançamentos otimistas, Os rollups ZK executam o cálculo fora da cadeia e enviam essas provas de validade para a camada 1 da cadeia.

Os contratos inteligentes ZK-rollup mantêm o estado de todas as transações na camada 2, que só pode ser atualizado com comprovante de validade. Como os rollups do ZK precisam apenas da prova de validade, em vez de todos os dados da transação, validar um bloco é mais rápido e barato, pois inclui menos dados e requer menos gás.

Adicionalmente, como o contrato ZK-rollup já verificou as transações, não há atrasos na passagem da camada 2 para a camada 1.

Como resultado, As provas ZK oferecem tempos de finalização mais rápidos enquanto permanecem seguras e descentralizadas, uma vez que os dados necessários para recuperar o estado são armazenados na camada 1 do Ethereum. alguns rollups ZK não têm suporte EVM, e as provas de validade são intensas para calcular, tornando-os inadequados para dApps com pouca atividade na cadeia.

Também existem várias implementações de rollups ZK, incluindo zkSync e ZKSwap. zkSync oferece um protocolo confiável para escalonável, pagamentos de baixo custo no Ethereum usando a tecnologia ZK-rollup, ajudando crypto wallets e defi plataformas a desbloquear escala semelhante à do PayPal. ZKSwap fornece uma camada 2 DEX baseada em ZK-rollups com taxas de gás zero e alta taxa de transação, transformando o futuro do modelo AMM.

A camada 2 interoperável do Harmony para Ethereum oferece algo mais exclusivo, combinando o melhor dos mundos otimista e ZK-rollup. O Harmony oferece compatibilidade total com EVM, ao contrário de rollups ZK, liquidação mais rápida com tempos de retirada mais curtos em comparação com acúmulos otimistas, e interoperabilidade com eficiência de gás com base em seu blockchain Proof-of-Stake fragmentado que faz a ponte para Ethereum por meio de contratos inteligentes.

Com base nos benefícios de rollups otimistas e rollups ZK, geralmente visto como o mais promissor das tecnologias de escalonamento da camada 2, ao abordar suas deficiências, O Harmony pode fornecer uma solução mais completa para projetos a serem implantados. A interoperabilidade do Harmony também se estende além do Ethereum com sua ponte Horizen para Binance Smart Chain, abrindo acesso ao ecossistema de defi mais amplo.

Validium

Validium usa provas de validade como ZK-rollups, mas ao invés, os dados não são armazenados na camada Ethereum 1, permitindo escalabilidade de até 10, 000 transações por segundo por cadeia Validium, dos quais vários podem ser executados em paralelo.

Validium não oferece atrasos na retirada, melhorando a eficiência de capital, e não é vulnerável a certos ataques econômicos enfrentados por dApps de alto valor usando sistemas à prova de fraude. Contudo, As cadeias da Validium têm suporte de contrato inteligente limitado.

Projetos que fornecem implementações de Validium incluem Loopring e StarkWare. X imutável, a solução de dimensionamento da primeira camada 2 para NFTs no Ethereum, utiliza a tecnologia Validium e ZK-rollup da StarkWare para permitir velocidades de transação de mais de 9, 000 por segundo com taxa de gás zero, mantendo a segurança da Ethereum para seu ecossistema de mercados, aplicativos, e jogos.

Agregadores

Polygon é algo como um agregador dessas soluções da camada 2, oferecendo várias implementações de várias tecnologias da camada 2. Como resultado, Polygon se tornou a rede de camada 2 de crescimento mais rápido, trazendo a infraestrutura do blockchain para as massas, abrindo a acessibilidade, usabilidade, e casos de uso de aplicativos descentralizados na internet de blockchains da Ethereum.

O pacote de soluções de escalabilidade da camada 2 da Polygon testemunhou a adoção de blue chips da Defi, com plataformas como Aave, SushiSwap, e 1 polegada já se integrando a ele.

CVI, o índice de volatilidade descentralizado para o espaço criptográfico alimentado pela rede COTI, também seguiu essa liderança na integração com o Polygon. Os usuários CVI podem abrir posições, fornecer liquidez e participação, durante o processamento de transações fora do blockchain ETH principal.

Resumo

Nenhuma solução de dimensionamento sozinha é suficiente para cumprir o seguro, descentralizado, e visão escalável do Ethereum 2.0, evitando o problema de altas taxas e gargalos.

A fragmentação certamente ajudará no dimensionamento da cadeia na camada 1, mas as soluções da camada 2 fora da cadeia que podem ser adaptadas de forma flexível aos requisitos exclusivos e compensações aceitáveis ​​da infinidade de projetos de dApp em desenvolvimento são a chave para o futuro do blockchain.

O ecossistema como um todo é maior do que a soma de suas partes, e diferentes soluções da camada 2 podem existir e trabalhar juntas em harmonia para responder às crescentes demandas de adoção convencional, continuando a ajudar a reduzir o congestionamento e evitar pontos únicos de falha à medida que fazemos a transição para o mundo da Web 3.0.