Solução de escalabilidade do Ethereum: desenvolvimento e desafios da Camada 2

Ethereum, como uma das plataformas de blockchain mais ativas atualmente, abriga uma grande quantidade de aplicações descentralizadas, desde finanças descentralizadas até tokens não fungíveis, com um ecossistema em florescimento. No entanto, à medida que o volume de transações na cadeia aumenta, problemas como taxas elevadas devido à congestão da rede, tempos de transação prolongados e taxas de falha crescentes tornam-se cada vez mais evidentes, afetando a disposição dos usuários em participar.

Para enfrentar esses desafios e manter as características distribuídas da cadeia principal, a comunidade adotou principalmente a solução de escalabilidade da Camada 2 (L2). A ideia central do L2 é transferir o cálculo e as transações da rede principal (L1) para uma rede de segunda camada, enviando apenas o resultado final para a rede principal. Esse método não apenas aumenta a eficiência das transações e reduz os custos, mas também herda a segurança da rede principal.

Atualmente, as soluções L2 mais conhecidas incluem Rollups e sidechains. Entre elas, os Rollups podem ser subdivididos em Optimistic Rollups (OP-Rollups) e Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

OP-Rollups

Os OP-Rollups realizam o cálculo das transações e as atualizações de estado na rede L2, e em seguida publicam em lote os dados das transações comprimidos na rede principal. Os nós L2 assumem por padrão que estas transações são válidas, a menos que alguém as conteste. Este modelo aumenta significativamente a velocidade e a eficiência da confirmação das transações.

Dentro de sete dias após a submissão da transação, se os validadores encontrarem problemas, poderão submeter uma prova de fraude. O contrato inteligente na mainnet irá validar esta prova. Se realmente houver um problema, a transação relevante e as transações subsequentes serão revertidas, os nós maliciosos serão punidos e os validadores receberão recompensas.

Se ninguém levantar objeções dentro de sete dias, a transação será considerada legal. Na verdade, a própria existência da "prova de fraude" exerce um poderoso efeito dissuasor, tornando extremamente raras as situações de má conduta dos nós.

As principais desvantagens dos OP-Rollups são o período de contestação de sete dias, que pode afetar a circulação de fundos, e o potencial risco de centralização.

ZK-Rollups

Ao contrário dos OP-Rollups, os ZK-Rollups precisam de um proof de validade anexo ao submeter dados. Este método também realiza transações fora da cadeia, mas antes de uma submissão oficial, é necessário calcular um proof de validade.

Embora a tecnologia ZK já exista há muito tempo, a sua aplicação na blockchain deu-lhe uma nova vida. A blockchain pode limitar a complexidade dentro dos contratos inteligentes, tornando o processo de verificação mais descentralizado e confiável.

A complexidade dos ZK-Rollups reside na necessidade de compilar os dados das transações e a lógica de execução em diagramas de circuitos lógicos complexos, que são então gerados através de cálculos criptográficos para produzir resultados que podem ser rapidamente verificados. Este processo geralmente requer compiladores e validadores dedicados.

Custo da Camada 2

As redes L2, embora tenham como objetivo reduzir o custo de interação dos usuários no L1, também têm seus próprios custos.

Os custos do OP-Rollups vêm principalmente de duas fontes: as taxas para submeter os dados de transação comprimidos ao L1 e os custos operacionais dos nós L2. Felizmente, o plano EIP-4844 do Ethereum reduziu significativamente as taxas de interação entre o L2 e a rede principal. No entanto, a grande quantidade de capital que precisa ser mantida em garantia para manter os nós pode causar perda de custo de oportunidade.

Os principais custos dos ZK-Rollups provêm da grande quantidade de recursos computacionais e hardware especializado necessários para gerar provas de conhecimento zero. Ao mesmo tempo, também é necessário arcar com as taxas de transação para submeter dados à cadeia. A necessidade de hardware especializado pode levar a uma maior centralização da rede.

Resumo

Quer se trate de OP-Rollups ou ZK-Rollups, ambos são soluções importantes que o ecossistema Ethereum adota para enfrentar os desafios de escalabilidade. Com a implementação de atualizações como o EIP-4844 do Ethereum, o custo de publicação de dados em L2 foi significativamente reduzido, o que irá liberar ainda mais o potencial de ambas as soluções e impulsionar o desenvolvimento contínuo do ecossistema Ethereum.