Camadas do Bitcoin: Tapeçaria de uma Era Financeira sem Confiança é um relatório de pesquisa sobre os desenvolvimentos ocorrendo em todo o Ecossistema do Bitcoin. O relatório foi escrito pela equipe do The Spartan Group, Kyle Ellicott, e por vários especialistas que ofereceram seus comentários e insights e generosamente dedicaram seu tempo revisando a versão final que você está lendo hoje. Este segmento é o segundo de uma série de quatro postagens do relatório.

Autores / Colaboradores

Kyle Ellicott , Yan Ma, Dario Tan, Melody He

A Tese Evolutiva do Bitcoin

Desde a criação do Bitcoin em janeiro de 2009, seu papel e potencial evoluíram significativamente. Muitos inicialmente consideraram o Bitcoin um hedge inflacionário, um SoV e um farol de esperança na democratização dos sistemas financeiros. Seu papel na formação do futuro dos aplicativos descentralizados (dApps) só recentemente se tornou um ponto focal. Em 2023, quase quatorze anos após seu lançamento, essa evolução ficou evidente à medida que o Ethereum viu o sucesso crescente com os aplicativos e o domínio do Bitcoin como ativo cresceu sobre o Ethereum, e os desenvolvedores introduziram inúmeras "camadas" de infraestrutura acima da rede principal do Bitcoin (Layer-1 ou L1). Essas camadas de Bitcoin, melhorando a escalabilidade e a programação, capitalizam a estabilidade e a segurança do Bitcoin enquanto aproveitam seus mais de US$ 850 bilhões + e crescem o capital improdutivo sem alterar o L1. Agora estamos vendo avanços significativos nas camadas do Bitcoin, permitindo que eles atuem no ativo BTC e herdem a segurança e a finalidade do Bitcoin, enquanto superam suas limitações em programabilidade e desempenho. No futuro, essas camadas de infraestrutura aditiva, exclusivas do Ecossistema Bitcoin, se tornarão a pedra angular sobre a qual muitos buscarão construir suas aplicações.

Apesar desse progresso, grande parte da infraestrutura necessária ainda está em desenvolvimento e em estágios experimentais. A jornada não é sem precedentes. Em 2017, projetos iniciais de NFT e tokens inundaram a rede Ethereum, resultando em transações mais lentas e altas taxas de transação. Isso reavivou a ambição da comunidade de desenvolvedores de construir uma infraestrutura mais robusta, proporcionando a escalabilidade e flexibilidade necessárias para a rede suportar mesmo uma fração das demandas de aplicações potenciais. A comunidade Ethereum debateu e experimentou várias abordagens e optou por uma abordagem em camadas para desempenho e escalabilidade, levando ao bem utilizado Ethereum (Camada 2 ou L2) com bilhões em valor total bloqueado (TVL). A experiência com o Ethereum fornece insights valiosos para o Bitcoin em escalabilidade, crescimento e descentralização para aplicações e suas redes subjacentes.

Semelhante ao Ethereum, o Bitcoin experimentou um momento crucial com a introdução dos Ordinais e uma mudança para "Construir no Bitcoin". O Bitcoin recentemente teve um momento comparável, quase seis anos depois, graças ao lançamento de Ordinais (baseados na Teoria Ordinal e na capacidade de inscrever dados na cadeia Bitcoin) e à nova mudança de cultura de "Building on Bitcoin". Essa mudança provocou uma revolução de desenvolvimento na infraestrutura e camadas de escala em cima da L1 do Bitcoin. Agora estamos vendo não apenas novos padrões de protocolo e token (BRC-20, etc.), mas também o desenvolvimento de novos Bitcoin L2s que começaram a desbloquear a Economia Bitcoin e fornecer uma prévia do potencial de desbloquear US$ 850 bilhões + de capital adormecido e a tecnologia mais estável e testada da indústria até o momento. Como resultado, a Tese do Bitcoin está sendo redefinida: não mais apenas um SoV ou um ativo, o Bitcoin está emergindo como uma infraestrutura fundamental dentro de sua própria economia em expansão. Traçando paralelos com a trajetória de crescimento do Ethereum, o ecossistema Bitcoin provavelmente experimentará picos de adoção de usuários impulsionados por casos de uso virais que impulsionam o volante. Isso, por sua vez, atrairá mais desenvolvedores e aumentará o aplicativo do ecossistema TVL. Considerando que a capitalização de mercado de US$ 850 bilhões do Bitcoin é cerca de 3,1 vezes maior do que os US$ 270 bilhões do Ethereum, enquanto sua aplicação TVL é atualmente apenas uma pequena fração em cerca de US$ 320 milhões em comparação com os US$ 76 bilhões do Ethereum, este cenário apresenta uma oportunidade de crescimento potencial de 740 vezes para o ecossistema Bitcoin atingir o nível de maturidade semelhante na frente de aplicativos como o Ethereum, sem contar os influxos adicionais de liquidez, uma vez que o ecossistema ganha impulso.

Potencial de mercado massivo dos Contratos Inteligentes do Bitcoin

A Rede vs o Ativo

Para entender a narrativa em mudança, é preciso fazer uma distinção entre o Bitcoin, a Rede (ou seja, Bitcoin Core, Bitcoin L1, Bitcoin Blockchain) e o BTC, o ativo digital. Tem havido confusão constante para muitos, pois o próprio termo "Bitcoin" pode se referir a ambos, que são muito diferentes, embora profundamente relacionados. Para ajudar a evitar confusão, este relatório adota o padrão de capitalizar Bitcoin ao se referir à rede e usar BTC para o token ou ativo digital.

• A rede Bitcoin entrou em operação logo após a divulgação, em 31 de outubro de 2008, do famoso whitepaper que apresentava um Sistema de Dinheiro Eletrônico Peer-to-Peer. Seu bloco gênesis foi minerado em 3 de janeiro de 2009. Desde o seu lançamento, a rede permaneceu estável, enquanto outras redes sofreram períodos de inatividade, ataques e mais, comprovando sua viabilidade como a melhor L1. O Bitcoin mostrou que pode oferecer confiança sem um intermediário centralizado e atuar como a camada de liquidação descentralizada definitiva para transações, ativos e futuras aplicações. No entanto, tem sido difícil desenvolver aplicações além do próprio ativo BTC no Bitcoin devido à sua falta de programabilidade flexível e à incapacidade de gravar confiavelmente na rede de fora dela. O Bitcoin é diferente do Ethereum neste aspecto importante: ele não suporta nativamente os contratos inteligentes que permitem que aplicações descentralizadas usem o BTC como o ativo ou liquidadem suas transações na camada L1 do Bitcoin.
• BTC, o ativo digital, tradicionalmente tem sido considerado uma reserva de valor e uma proteção contra a inflação em mercados financeiros globais turbulentos. Pela primeira vez, sua criação proporcionou um ativo digital, sem permissão, resistente à censura e escasso. Ele permaneceu como o principal criptoativo, com uma capitalização de mercado de mais de $850B e $1.25 Trilhão em seu pico em novembro de 2021. No entanto, mesmo hoje, mais de uma década depois, o BTC continua em grande parte como uma reserva de valor com pouca utilidade ou capacidade de avançar sem mais desenvolvimentos.

As camadas de Bitcoin fornecem uma solução para esse problema. O BTC, o ativo, é o caso de uso inicial do Bitcoin L1. Se as camadas do Bitcoin, como o Bitcoin L2s, podem executar contratos inteligentes que podem usar o BTC como seu ativo, o Bitcoin L1 pode manter seus principais benefícios de segurança, durabilidade e descentralização, permitindo que experimentos infinitos ocorram em outras camadas do Bitcoin. Aplicativos usando BTC como seu ativo podem executar trilhos L2 e liquidar suas transações em L1. Esses trilhos L2 também podem herdar uma quantidade crescente de segurança do L1, fornecendo transações muito mais rápidas e escaláveis. Isso torna possível "Building on Bitcoin" e redefine a Tese do Bitcoin para torná-lo um ativo e uma infraestrutura fundamental para uma economia Bitcoin em expansão.

Construindo em Bitcoin

Construir na blockchain do Bitcoin tem apresentado oportunidades e desafios únicos ao longo dos anos. Ao contrário de outras blockchains, o Bitcoin começou como um ativo ou 'dinheiro', não como uma plataforma para aplicativos, enquanto outras começaram explicitamente como plataformas de aplicativos. Para compreender por que a evolução do Bitcoin para um ecossistema maduro foi atrasada em relação a outros ecossistemas, é essencial olhar para trás em seus primórdios:

• A rede Bitcoin recebe a todos, independente de origem ou conhecimento técnico. O código do Bitcoin é de código aberto e pode ser duplicado e modificado. Essa abertura tem fomentado uma cultura de experimentação sem que qualquer grupo ou indivíduo dite a direção da blockchain.
• A interoperabilidade limitada da rede resultou em derivativos distintos. As derivações do Bitcoin são redes completamente separadas, com ativos separados e sem 'compatibilidade reversa' com a rede original do Bitcoin. Como resultado, no estado atual, os ativos BTC estão confinados à rede do Bitcoin e não podem ser removidos ou transferidos diretamente para outras redes blockchain.
• A falta de programabilidade cria obstáculos significativos para a construção. O Bitcoin não é flexivelmente programável, pois não fornece contratos inteligentes, o que dificulta seu uso como plataforma de desenvolvimento para aplicações. Isso, juntamente com suas severas limitações de desempenho, é um desafio chave ao visualizar o Bitcoin como uma plataforma para construir sobre.
• Bitcoin L1 precisa de ajuda com velocidade e escala. A capacidade da rede Bitcoin de confirmar transações rapidamente ou lidar com grandes quantidades de dados de transações em sua plataforma em um curto espaço de tempo é muito limitada. Os registros (conhecidos como blocos) no blockchain do Bitcoin são necessariamente limitados em tamanho e frequência pelo desejo crítico de preservar a descentralização. A capacidade de processamento de transações on-chain da rede Bitcoin é limitada pelo tempo médio de criação de blocos de 10 minutos e pelo limite de tamanho de bloco original de 1 megabyte, com um tempo médio de confirmação de transação de 10 a 30+ minutos, nenhum dos quais chega perto de ser suficiente para a maioria dos aplicativos.

Abordar essas características envolve entender o Trilema do Blockchain. Aplicando-o ao L1 do Bitcoin revela uma rede que é descentralizada (a) e segura (b), mas carece de escalabilidade direta (c), processando apenas cerca de 3 a 7,8 transações por segundo (TPS). Essa limitação destaca a necessidade de soluções alternativas ou camadas adicionais para compensar os sacrifícios inerentes da rede.

A urgência por soluções escaláveis levou à criação precoce da rede Ethereum, que, apesar de não possuir a segurança e descentralização do Bitcoin, alcançou um crescimento significativo ao fornecer soluções de escalabilidade necessárias para desenvolvimentos de aplicativos como L2s (ou seja, Arbitrum, OP Mainnet, etc.), Subnets (ou seja, Avalanche'sSempre verde) etc. Foram feitas compensações semelhantes em toda a indústria, desencadeando uma onda de desenvolvimento focada em soluções de dimensionamento como Sharding, Blockchains Aninhadas, Canais de Estado, Supernets (ou seja, Borda do Polígono) , App-Chains e L2s (ou sidechains, como alguns preferem).

Por anos, o foco tem sido predominantemente no Ethereum e nos ecossistemas compatíveis com a Máquina Virtual Ethereum (EVM). No entanto, a partir de 2023, com as recentes atualizações para o Bitcoin L1 e Ordinals, houve um deslocamento perceptível. Os desenvolvedores estão cada vez mais voltando sua atenção para o Bitcoin, especialmente para abordar sua escalabilidade - um componente vital do Trilema específico para o Bitcoin L1.

Escalando Bitcoin: Atualizações-chave L1

Avanços significativos na escalabilidade do Bitcoin começaram com oTestemunha Segregada (SegWit) atualização em julho de 2017. Esta atualização marcou uma mudança fundamental, segregando o código de desbloqueio em uma seção dedicada de cada transação de Bitcoin. Isso reduziu os tempos de transação e aumentou a capacidade do bloco além do limite inicial de 1 MB definido por Satoshi Nakamoto em 2010.

SegWit introduziu uma medição revisada do tamanho do bloco usando Unidades de peso (wu), posteriormente chamado de vsize/vbyte, permitindo um máximo de 4 unidades de peso (4wu) por bloco, expandindo efetivamente o tamanho do bloco para aproximadamente 4MB. Projetado para compatibilidade reversa com todas as versões anteriores do Bitcoin Core, essa alteração melhorou significativamente a eficiência das transações.

Bitcoin: Fator de Capacidade de Tamanho de Bloco de 1MB. Fonte: Glassnode

SegWit conseguiu isso através de uma estrutura de dados dividida separando os dados de "testemunha" dentro de uma transação, incluindo as assinaturas & scripts, para uma parte inteiramente nova de um bloco de Bitcoin, conhecida como "dados de transação", contendo detalhes do remetente, destinatário, etc. As introduções desta estrutura dividem o novo tamanho de bloco 4wu em:

• Testemunhe dados com cada vbyte de contagem por 1wu ou 25% do peso por vbyte em comparação com os dados da Transação.
• Dados da transação com cada vbyte de contagem equivalente a 4wu ou quatro vezes o peso por vbyte em comparação aos dados de testemunha.

Como o SegWit é diferente? Source: Cointelegraph

Seguindo o SegWit, a próxima grande atualização foi ativada em novembro de 2021, conhecida como Taproot. É um soft fork que removeu limitações nos máximos de pegadas de dados de testemunhas por transação, levando a transações mais rápidas, privacidade aprimorada por meio de Árvores de Script Alternativas Merkelizadas (MAST) e assinaturas de chaves mais eficientes com Schnorr. Taproot também facilitou transações de ativos no Bitcoin L1, introduzindo protocolos como Pagar-para-Taproot (P2TR) e Sobreposição de Representação de Ativos Taproot (Taro).

• Taro, alimentado por Taproot, é um protocolo proposto para emissão, envio e recebimento de ativos na Bitcoin L1 e na Rede Lightning, que em outubro de 2023 ativou seu lançamento alfa na mainnet.
• As assinaturas Schnorr desbloqueiam a agregação de chaves ao introduzir a capacidade de combinar várias chaves públicas e assinaturas em uma. Em poucas palavras, combinar várias assinaturas para verificação, em vez de agregá-las individualmente, proporciona uma maior eficiência de transação.
• MAST oculta quaisquer condições pré-estabelecidas vinculadas às transações. Os resultados não utilizados não são publicados na cadeia, proporcionando maior privacidade e reduzindo o tamanho das transações, portanto, menos uso de dados.
• P2TR adiciona um novo método de gastar Bitcoin com endereços Taproot.

Essas atualizações L1 lançaram as bases para o desenvolvimento adicional das Camadas Bitcoin, que vem acontecendo silenciosamente nos bastidores. Não foi até o lançamento dos Ordinais que a construção em cima do Bitcoin voltou a estar sob os holofotes, marcando uma nova era na escalabilidade e funcionalidade do Bitcoin.

Os Ordinais Reviveram a Cultura do Construtor Bitcoin

Apesar das atualizações do L1, as atividades de desenvolvimento do Bitcoin passaram por um período de estagnação após os resultados conservadores das "Guerras do Tamanho do Bloco" de 2017 até 2022. Esse ritmo de desenvolvimento relativamente lento foi atribuído principalmente ao foco predominante na manutenção do núcleo L1 do Bitcoin, com menos atenção dada ao desenvolvimento da infraestrutura mais ampla necessária para um ecossistema expansivo. Entre as atividades de desenvolvimento limitadas no Bitcoin, os esforços estão principalmente concentrados em ecossistemas nascentes como Stacks (175+ desenvolvedores ativos mensais) e Lightning, que compreendiam um segmento menor dos desenvolvedores da indústria.

O cenário de desenvolvimento do Bitcoin passou por uma transformação significativa com o advento dos ordinais em dezembro de 2022. Ordinais,possibilitando a criação de artefatos digitais imutáveis on-chain, não apenas revitalizou a comunidade de desenvolvedores do Bitcoin, mas também está previsto evoluir para um mercado substancial de $4.5B até 2025. Um número crescente de desenvolvedores está indo além de seu foco exclusivo no Ethereum. Esses desenvolvedores estão ampliando cada vez mais seu escopo para incluir um framework para Bitcoin L2s. Este desenvolvimento crucial marca um ressurgimento no engajamento e inovação dentro do ecossistema do Bitcoin, preparando o terreno para uma nova era de crescimento e avanço tecnológico.

Desenvolvedores Ativos Mensais no Bitcoin. Fonte: Capital Elétrico

A introdução dos Ordinais teve um impacto profundo na rede Bitcoin, particularmente no aumento das taxas de transação. Em nítido contraste com as taxas relativamente modestas de 1–3 sats/vB vistas em 2022, houve uma ascensão meteórica para 20x — 500x em maio de 2023, quando os Ordinais assumiram o centro do palco. As taxas continuaram subindo até 280% YTD em dezembro de 2023. Esse aumento nas taxas é um indicador claro de uma atividade intensificada e interesse na rede Bitcoin, desempenhando um papel crucial na revitalização da cultura e ecossistema dos construtores de Bitcoin. Embora taxas mais altas contribuam positivamente para o orçamento de segurança de longo prazo do Bitcoin, ultrapassando os padrões atuais, elas também refletem uma demanda crescente por espaço de bloco do Bitcoin.

A taxa média de transação do Bitcoin atingiu o pico em maio de 2023 devido aos ordinais. Fonte: Ycharts

O aumento no uso da rede Bitcoin tem levado a uma pressão maior sobre sua infraestrutura, manifestando-se em custos de transação mais altos e apresentando desafios em termos de acessibilidade e praticidade. Essa tendência é particularmente evidente em casos em que os usuários enfrentam taxas desproporcionalmente altas em relação ao valor da transação. Por exemplo, uma transação de Bitcoin no valor de $100 pode incorrer em uma taxa tão alta quanto $50, diminuindo significativamente sua viabilidade econômica. Tal cenário se estende aos canais da Lightning Network, onde fechar um canal com um valor de transação semelhante se torna impraticável devido aos custos excessivos. A rede corre o risco de complicações adicionais se as taxas de transação atingirem níveis exorbitantes, como 1.000 sats/vB. Essa situação destaca a necessidade urgente de soluções escaláveis dentro do ecossistema Bitcoin para acomodar a demanda crescente, mantendo a viabilidade das transações.

O fenômeno Ordinais, ao mesmo tempo em que reacende o interesse dos desenvolvedores pelo Bitcoin, também amplifica essas limitações. Notavelmente, a falta de suporte da Ordinals para contratos inteligentes totalmente expressivos redirecionou o foco do desenvolvedor para outras plataformas. Isso ressalta a necessidade de soluções de escalabilidade mais sofisticadas dentro do ecossistema Bitcoin, garantindo sua utilidade e relevância nos setores blockchain e financeiro mais amplos.

Imperativo estratégico das Soluções L2

Como resultado, as soluções L2 estão se tornando cada vez mais essenciais para a funcionalidade e sucesso da rede Bitcoin. As L2s operam sobre a L1, aprimorando a escalabilidade e reduzindo os custos de transação ao facilitar canais de transação fora da cadeia. Ao contrário do Ethereum, onde a L1 suporta autonomamente contratos inteligentes, a L1 do Bitcoin depende das L2s para essa funcionalidade, devido ao seu design original priorizando segurança e descentralização. Essa dependência destaca o papel crucial das soluções L2 na expansão da utilidade do Bitcoin além de transações básicas, fortalecendo assim sua eficiência, escalabilidade e apelo geral no cenário de ativos digitais.

As soluções L2 do Bitcoin, embora ainda nos estágios iniciais de desenvolvimento, estão prontas para um crescimento significativo. Atualmente, os L2s Bitcoin não exibem o mesmo nível de maturidade que as soluções de escalabilidade de redes L1 alternativas estabelecidas, como Ethereum e L2s, como Polygon. Essas redes se beneficiaram de extensos esforços de desenvolvimento desde 2017, equipando suas plataformas com ferramentas avançadas (ou seja, Starknet, ZKSync, etc.) e capacidades, refletidas em seus números de TVL, que variam aproximadamente entre 9,0% e 12,5% de suas capitalizações de mercado. A expectativa é que, com o tempo e por meio de inovação contínua, as soluções L2 do Bitcoin alcancem níveis semelhantes de desenvolvimento, desbloqueando uma economia L2 comparável ou maior. As estimativas sugerem que os L2 do Bitcoin estão definidos para gerenciar uma parte substancial de todas as transações de BTC no futuro previsível, potencialmente lidando com mais de 25% de todas as transações de BTC, um aumento significativo de sua participação mínima atual em comparação com o uso L1 do Bitcoin.

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Notas dos Autores (8 de fevereiro de 2024):

Alguns desenvolvimentos recentes dentro da infraestrutura L1 do Bitcoin foram voltados para simular recursos de contrato inteligente sem estabelecer uma camada de contrato inteligente dedicada. Inovações como inscrições recursivas (BRC-420) e OrdiFi, ao lado de discussões sobre reinstalando a função 'OP_CAT'através de um soft-fork, exemplificar esforços para facilitar transações complexas semelhantes ao DeFi, contornando contratos inteligentes tradicionais.

Em contraste com a Ethereum Virtual Machine (EVM) - a pedra angular das cadeias compatíveis com EVM que promove a composabilidade por meio de uma VM universal - a estrutura do Bitcoin carece de tal mecanismo. Essa diferença fundamental requer a implantação de ferramentas adicionais e estratégias de integração mais complexas para oferecer uma experiência de usuário equivalente, potencialmente levando a desafios de escalabilidade semelhantes aos enfrentados pela rede base. O ecossistema já está testemunhando o surgimento da integração de contratos inteligentes em um grau variável, com expectativas de expansão adicional.

Destacando esses avanços, a equipe por trás do BRC-420 recentemente revelou oCadeia de Merlin, uma solução L2 nativa do Bitcoin projetada para mitigar problemas de escalabilidade. Além disso, a Ordz Games lançou o primeiro jogo baseado em Bitcoin, utilizando o token BRC-20 $OG, que viu sua oferta inicial de DEX (IDO) na plataforma de lançamento do ALEX Lab para $ORDG, alcançando uma sobreassinatura de 81x. Nos segmentos subsequentes desta série, vamos nos aprofundar em mais dessas inovações em detalhes, delineando o cenário em evolução do ecossistema Bitcoin.

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