O fundador e CEO da Ava Labs, Emin Gün Sirer, lançou recentemente o roteiro de desenvolvimento da equipe, enfatizando a importância de criar uma plataforma para lançar blockchains heterogêneas com composabilidade assíncrona. O roteiro gira em torno de três focos principais: aumentar o número de sub-redes, aprimorar o throughput da rede e fortalecer a estabilidade do mecanismo de consenso.
A Avalanche tem como objetivo fornecer aos desenvolvedores um framework para personalizar blockchains de acordo com cenários de aplicação específicos.
No sistema blockchain construído na estrutura técnica da Avalanche, as tarefas de validação dependem de Subnets, que consistem em um grupo de nós validadores. É importante esclarecer que a Subnet em si não é um blockchain, mas sim um cluster de validadores responsáveis por projetar, gerenciar e ajustar os mecanismos operacionais e modelos econômicos dos blockchains que validam. Uma Subnet tem a capacidade de validar de um a vários blockchains diferentes, mas cada blockchain só pode ser validado por uma única Subnet. Dessa forma, a multiplicidade de blockchains validados por meio de Subnets constrói coletivamente a extensa arquitetura de sistema da rede Avalanche.
Sob a orientação do popular conceito de arquitetura modular, os criadores da rede Avalanche projetaram uma estrutura inovadora: a Mainnet. Esta rede otimiza a alocação de recursos dividindo suas principais funcionalidades em várias blockchains independentes - C-Chain, X-Chain e P-Chain, todas inicialmente verificadas pelo primeiro Subnet - a Mainnet.
Todas as três cadeias adotam o mecanismo de consenso Snowman desenvolvido pela equipe da Ava Labs. Esse mecanismo garante alta segurança, confirmação rápida e escalabilidade por meio de amostragens repetidas. Ao contrário de outros mecanismos de consenso que exigem uma comunicação abrangente entre os nós, o consenso Snowman pode realizar a verificação sem a necessidade de se comunicar individualmente com cada nó, criando assim um mecanismo poderoso para alcançar rapidamente um consenso, mesmo na presença de um grande número de validadores.
Similar to other popular L1 solutions in the market, C-Chain provides an open platform for developing smart contract applications based on the Ethereum Virtual Machine (EVM). In the past cycle, C-Chain has witnessed active exploration in the DeFi space, with a peak Total Value Locked (TVL) reaching $21 billion, mainly driven by lending platforms like Aave and Benqi, as well as decentralized exchanges like Trader Joe and Curve. C-Chain has also implemented some key integrations to facilitate the expansion of DeFi activities, including the minting and redemption of Tether (USDT) and Circle (USDC) on C-Chain, with the current total value of USDT and USDC on-chain reaching $1.2 billion. Additionally, support from price oracle providers is crucial for DeFi applications such as lending markets, with Chainlink being the largest provider with a market share of 53%, currently supporting 116 applications on C-Chain.
Em dezembro de 2023, a C-Chain manteve uma taxa média de transação de 40 transações por segundo (TPS) ao longo do mês, atingindo o pico de 106 TPS em um único minuto. Embora o aumento no volume de transações seja atribuído principalmente a transações leves (geralmente consideradas de menor qualidade), ainda demonstra o desempenho superior do conjunto de tecnologias Avalanche em comparação com outras cadeias EVM. No entanto, em comparação com cadeias de alto rendimento como Solana, a capacidade de processamento de transações da C-Chain é relativamente menor, com a velocidade média de transação desta última sendo tipicamente 100 vezes a da C-Chain. Para aprimorar o desempenho da rede, a plataforma planeja oferecer suporte a cadeias de alto rendimento construídas usando o HyperSDK.
X-Chain tem uma função simples, sendo exclusivamente responsável por criar e transferir ativos nativos da rede Avalanche. Por outro lado, P-Chain desempenha um papel mais crítico no ecossistema técnico da Avalanche, servindo como o registro para sub-redes, registrando o status ativo dos validadores e seus pesos de aposta para garantir uma comunicação suave entre as sub-redes.
Atualmente, os validadores que participam do trabalho de validação de qualquer sub-rede também devem assumir a responsabilidade de validar as três cadeias (C-Chain, X-Chain, P-Chain) na Mainnet. Até o momento, a Mainnet atraiu 1.821 nós validadores, apostando coletivamente 259 milhões de tokens AVAX, representando 59% do total apostado. Para se tornar um validador na Mainnet, um nó deve apostar pelo menos 2.000 AVAX, enquanto os detentores de tokens podem participar da manutenção da rede apostando um mínimo de 25 AVAX. Aproximadamente 82% do total apostado vem dos próprios nós, enquanto os 18% restantes vêm de delegadores individuais. Em comparação com outras cadeias Proof of Stake (PoS), o recurso de aposta de liquidez da Avalanche não foi amplamente adotado. Como os dois maiores provedores de serviços de aposta de liquidez na Avalanche, Benqi e GoGoPool atualmente representam apenas 3% do total apostado.
A equipe da Ava Labs apresentou a Proposta ACP-13 à comunidade Avalanche, com o objetivo de reduzir o custo e a complexidade do lançamento de sub-redes. Esta proposta introduz um novo tipo de identidade de validador —— Validadores Somente de Sub-Rede (SOV) —— que não precisam sincronizar e validar toda a Mainnet, mas focam exclusivamente na validação da P-Chain. Isso ocorre porque a comunicação entre sub-redes depende exclusivamente do mecanismo de validação da P-Chain. Essa mudança deve reduzir significativamente os custos fixos iniciais de implantação de sub-redes, otimizar a alocação de recursos de hardware do validador, reduzir os riscos regulatórios para clientes institucionais e manter a interoperabilidade entre as sub-redes.
Segundo as regras atuais, todos os validadores de subredes devem participar da validação de três cadeias da Mainnet, exigindo uma aposta mínima de 2.000 AVAX, o que, ao preço de mercado atual do AVAX, equivale a aproximadamente um capital inicial de US$ 88.000 por validador. A Proposta ACP-13 visa reduzir os custos em 75% permitindo que os SOVs apostem apenas 500 AVAX, pois não participam da validação da Mainnet e, portanto, não recebem recompensas da rede. No entanto, mesmo com o custo reduzido proposto, iniciar um validador de subrede ainda requer cerca de US$ 22.000, e o efeito da sensibilidade do preço nos potenciais validadores ainda precisa ser avaliado.
Ao dispensar os requisitos de validação para C-Chain e X-Chain, a proposta permite que os validadores da sub-rede alocem seus recursos de hardware de forma mais eficiente, concentrando-se em manter suas próprias cadeias em vez de dispersar recursos para apoiar a Mainnet. Embora os requisitos de hardware atuais para a Mainnet não sejam altos, ainda há vozes dentro da comunidade pedindo um aumento na configuração de hardware para melhorar o desempenho geral. Essa demanda dupla por recursos levanta questões sobre se a arquitetura técnica da Avalanche está totalmente comprometida em se tornar uma plataforma de alto desempenho.
Mais importante ainda, a Proposta ACP-13 também aborda as questões de risco regulatório enfrentadas por plataformas de contratos inteligentes sem permissão (como C-Chain). Por exemplo, o governo dos EUA impôs sanções da OFAC a certos endereços do Ethereum, forçando validadores regulamentados, desenvolvedores e transmissores a excluir transações específicas para permanecerem em conformidade. Ao isentar os validadores de sub-rede do requisito de participar do consenso da Mainnet, a ACP-13 reduz efetivamente esse risco regulatório, proporcionando mais possibilidades para entidades nos EUA inclinadas a mitigar riscos na construção de blockchains.
Arquitetura de Subrede
A Avalanche está comprometida em se tornar a rede preferida para os desenvolvedores construírem blockchains personalizados. Para atingir esse objetivo, é crucial fornecer uma infraestrutura interoperável, flexível e eficiente.
No mundo da blockchain, onde múltiplas cadeias coexistem, a interoperabilidade é particularmente crucial. Avalanche Warp Messaging (AWM), como uma tecnologia central fornecida pela Avalanche, permite a comunicação entre diferentes sub-redes. Essa tecnologia permite que clusters de validadores de duas cadeias diferentes se comuniquem diretamente, eliminando a necessidade de pontes de terceiros para transferir dados ou ativos, simplificando significativamente as interações entre várias blockchains dentro da rede Avalanche. O design do AWM é altamente flexível, suportando a passagem de mensagens entre quaisquer cadeias registradas na P-Chain, quer sejam cadeias de base sem permissão como a C-Chain, cadeias de aplicativos totalmente com permissão específica, ou qualquer combinação destas.
A passagem de mensagens entre sub-redes é facilitada por relayers, e essas mensagens são verificadas usando a tecnologia de assinatura múltipla BLS. A sub-rede receptora confirma a validade dessas assinaturas consultando a P-Chain, que serve como um registro para os hub de validadores de sub-redes. Por exemplo, suponha que a sub-rede A envie uma mensagem para a sub-rede B. Uma vez que o AWM é ativado pela ação do usuário, os validadores da sub-rede A assinam coletivamente uma mensagem e a transmitem para a sub-rede B por meio de um relayer. Os validadores da sub-rede B então verificam a mensagem para determinar se ela é assinada por uma certa proporção de peso de staking da sub-rede A. Vale ressaltar que todo o processo de transmissão, recepção e verificação de mensagens não depende de entidades externas.
Desde o seu lançamento em dezembro de 2022, a Avalanche Warp Messaging (AWM) tem estado ativa. No entanto, para alcançar compatibilidade com a Máquina Virtual Ethereum (EVM), uma série de otimizações significativas de engenharia são necessárias. Com a introdução do ACP-30, um padrão de implementação unificado para passagem de mensagens entre sub-redes foi estabelecido na C-Chain e em todas as blockchains baseadas em EVM dentro da rede Avalanche.
Esta proposta da comunidade entrou oficialmente em vigor com a atualização Durango em 6 de março de 2024, permitindo que os usuários transfiram facilmente ativos entre diferentes blockchains usando a ferramenta Teleporter. Construído na AWM, o Teleporter fornece uma interface simples para enviar e receber mensagens entre blockchains, suportando assim a transferência de tokens ERC-20 entre blockchains dentro da rede Avalanche. O Teleporter é projetado para fornecer uma experiência do usuário suave e confiável, incluindo recursos como evitar duplicatas de transações, implementar listas brancas de relayers e configurar taxas de transação opcionais. Com a ampla adoção do padrão ACP-30, em breve será aplicado ao HyperSDK, expandindo ainda mais o número de blockchains conectados pelo Teleporter e aprimorando a interoperabilidade da rede Avalanche.
Máquinas virtuais (VMs) são sistemas de software que definem o comportamento operacional específico de uma blockchain ao especificar formatos de transação, permissões de acesso ao estado, mecanismos de gás e outros elementos-chave. Diferentes filosofias de design e implementações de VM têm implicações profundas no desempenho e funcionalidade de aplicativos desenvolvidos sobre elas. Tome como exemplos a Ethereum Virtual Machine (EVM) da Ethereum e a Solana Virtual Machine (SVM) da Solana. As duas têm compensações de design drasticamente diferentes: EVM é conhecida por sua grande comunidade de desenvolvedores e ferramentas de desenvolvimento maduras, enquanto SVM se concentra na otimização de desempenho por meio de sua execução multithread, capacidades de execução paralela e mecanismos de taxa de transação melhorados.
A rede Avalanche permite que sistemas blockchain construídos nela escolham executar máquinas virtuais pré-construídas, como o Subnet-EVM projetado especificamente para ser compatível com Subnets, ou máquinas virtuais personalizadas dos desenvolvedores. Dado que construir uma nova máquina virtual é uma tarefa altamente desafiadora, a grande maioria das cadeias na rede Avalanche opta por executar o Subnet-EVM. O desenvolvimento do HyperSDK visa reduzir a barreira para a criação de máquinas virtuais personalizadas, permitindo que os desenvolvedores alcancem personalização sem começar do zero.
O HyperSDK fornece um framework para construir máquinas virtuais personalizadas (HyperVM) que podem ser integradas diretamente na rede Avalanche. Equipado com configurações padrão poderosas, este framework permite que os desenvolvedores se concentrem no desenvolvimento do aplicativo principal sem a necessidade de construir máquinas virtuais do zero. Na teoria, o HyperSDK pode reduzir o tempo necessário para desenvolver uma máquina virtual de vários meses para apenas alguns dias, acelerando significativamente a velocidade de resposta de mercado dos desenvolvedores.
O desenvolvimento do HyperSDK não só significa um novo nível de aprimoramento de desempenho para Avalanche, mas também introduz um mecanismo avançado de processamento de transações chamado Vryx. A filosofia de design do Vryx é inspirada por vários artigos de pesquisa amplamente reconhecidos, especialmente o artigo Narwhal Tusk lançado pela equipe do Diem (anteriormente Facebook), que tem profundas implicações para blockchains modernos como Aptos e Sui. Em seu núcleo, o Vryx separa as várias etapas do processamento de transações, permitindo que validadores construam e repliquem blocos simultaneamente. Em resumo, ele alcança escalabilidade horizontal de throughput ao reduzir o tempo total necessário para a construção, replicação e validação de blocos. Isso significa que o Vryx aumentará significativamente a velocidade de processamento de transações da rede Avalanche, levando suas transações por segundo (TPS) a novos patamares. Embora o Vryx ainda não tenha sido lançado oficialmente, a Ava Labs planeja integrá-lo ao HyperSDK até o final deste ano. Os benchmarks de desempenho a serem divulgados pela Ava Labs demonstrarão o desempenho eficiente do Vryx, com uma esperada quebra de TPS de mais de 100.000.
Na busca pela otimização de desempenho no design de blockchain, os aprimoramentos de desempenho frequentemente vêm acompanhados do compromisso de requisitos de hardware mais elevados para validadores. Os requisitos de hardware futuros das sub-redes serão influenciados pelo tipo selecionado de máquina virtual, e a comunidade da rede principal enfrentará uma decisão: se esse compromisso é apropriado para a C-Chain. Tipicamente, aumentar os requisitos de hardware é pensado para aumentar o custo de se tornar um validador, o que pode, por sua vez, reduzir a universalidade da operação de nós, um aspecto crítico para equilibrar o desempenho com a descentralização. Embora teoricamente razoável, nem sempre este é o caso em operações práticas. Por exemplo, apesar dos requisitos de hardware mais elevados, a rede Solana pode manter 1.606 nós apostados, superando a escala da rede principal do Avalanche. Além disso, fatores como a distribuição geográfica de nós e servidores também são considerações essenciais em discussões sobre descentralização.
Para dar passos adicionais na melhoria de desempenho, a Ava Labs está desenvolvendo ativamente uma solução de banco de dados proprietária chamada Firewood. Firewood tem como objetivo abordar o obstáculo central de gerenciamento de estado encontrado no processo de expansão da blockchain. O estado da blockchain refere-se à captura em tempo real de dados relevantes armazenados no sistema, que se expande à medida que o uso aumenta. Como resultado, os validadores precisam acessar rapidamente o estado atual para processamento eficiente de transações, uma demanda que se torna cada vez mais desafiadora à medida que o estado cresce.
O objetivo do Firewood é aprimorar o banco de dados MerkleDB previamente desenvolvido. Ele adota um mecanismo inovador para armazenar e recuperar estados de blockchain de forma eficiente, reduzindo os custos necessários para modificar o estado existente. A introdução desse mecanismo tem o objetivo de criar um sistema de banco de dados mais robusto que possa fornecer capacidades de acesso rápido aos estados, removendo assim os principais obstáculos para melhorar a capacidade de processamento de transações. A Ava Labs espera lançar em breve os resultados dos testes de referência de desempenho do Firewood para demonstrar suas capacidades de desempenho superiores.
A Avalanche não é a única pilha de tecnologia construindo infraestrutura para lançar blockchains. Atualmente, os métodos mais conhecidos para construir sua própria cadeia incluem cadeias de aplicativos (appchains) no ecossistema Cosmos e rollups no Ethereum. Cada estrutura tem seu próprio conjunto de compensações, atraindo diferentes grupos de desenvolvedores.
A rede Avalanche e o ecossistema Cosmos compartilham metas quase idênticas: conectar cadeias independentes assíncronas por meio de padrões de mensagens minimizadas em confiança. Ambas as plataformas permitem que os desenvolvedores construam blockchains que gerenciam sua própria segurança, exigindo o estabelecimento de um conjunto de validadores de alta qualidade. Mesmo com a implementação do ACP-13, um depósito de 500 AVAX ainda pode servir como uma barreira de entrada para se tornar um validador de sub-rede. Portanto, os validadores que pagam o depósito podem estar mais inclinados a validar várias cadeias para ganhar mais recompensas e compensar seu depósito inicial. No ecossistema Cosmos de hoje, não há mecanismo semelhante ao requisito de depósito de 500 AVAX; no entanto, vemos uma sobreposição significativa entre os conjuntos de validadores de appchain. Por exemplo, Chorus One, Allnodes, Polkachu e Informal Systems são validadores para Celestia, Cosmos Hub, Osmosis e dYdX, respectivamente.
Essa comparação destaca as diferenças de design e estratégia entre diferentes pilhas de tecnologia blockchain e como elas atraem e mantêm comunidades de validadores e desenvolvedores. Avalanche tenta diminuir a barreira de entrada por meio da proposta ACP-13 para facilitar a criação e manutenção de mais subredes e blockchains, enquanto o ecossistema Cosmos atrai a participação de validadores sem exigir depósitos iniciais significativos, demonstrando diferentes dinâmicas de ecossistema e apelo aos desenvolvedores. Essas diferenças refletem as diferentes estratégias de cada plataforma em equilibrar segurança, descentralização e usabilidade.
Atualmente, a cadeia P na rede Avalanche atua como o sistema de registro central para sub-redes, onde as informações do validador são armazenadas. Esta arquitetura significa que, embora as sub-redes sejam tecnicamente independentes, elas são em certa medida dependentes da cadeia P e não podem operar completamente de forma autônoma. Por exemplo, a distribuição de recompensas de participação dentro das sub-redes é determinada pela cadeia P, limitando a liberdade das sub-redes para experimentar novos mecanismos de distribuição de recompensas. Em contraste, as cadeias no ecossistema Cosmos têm mais soberania; elas não têm um hub centralizado como a Avalanche, permitindo-lhes mais liberdade para ajustar e projetar sua pilha tecnológica. Uma proposta de reforma atualmente em discussão pela Ava Labs é permitir que conjuntos de validadores controlados por sub-redes gerenciem e relatem quaisquer mudanças para a cadeia P, concedendo às sub-redes mais autonomia, enquanto a cadeia P age apenas como uma ponte para comunicação entre sub-redes. Esta proposta ainda está na fase de discussão, e suas perspectivas de implementação são incertas.
O ecossistema Cosmos passou por extensas experimentações técnicas nos últimos anos, com casos de sucesso como Terra e dYdX mostrando sua capacidade de lidar com tráfego L1 geral e atender a necessidades específicas de aplicativos. Em comparação com os 34 subnets e 36 chains ativos da Avalanche, o Cosmos atualmente possui 88 chains ativos, e sua grande comunidade de desenvolvimento traz mais inovação para o conjunto de tecnologias, como módulos desenvolvidos por equipes externas para uso por outras chains.
Embora o AWM da Avalanche e o protocolo IBC da Cosmos tenham semelhanças na comunicação entre blockchains, eles têm diferenças fundamentais nos mecanismos de verificação de mensagens. O AWM utiliza a cadeia P como um registro universal para assinaturas de validadores ativos em todas as sub-redes, enquanto o IBC não possui um ponto de verificação unificado; os validadores do Cosmos precisam sincronizar informações entre as blockchains e registrar localmente os conjuntos de validadores de outras blockchains. Isso significa que os canais entre as blockchains do Cosmos precisam ser atualizados periodicamente para garantir a precisão do conjunto de validadores, exigindo uma configuração de conexão para cada novo canal estabelecido.
Tanto nas tecnologias AWM quanto IBC, a entrega de mensagens entre cadeias depende de relayers. No entanto, no ecossistema Cosmos, o trabalho dos relayers não é diretamente incentivado economicamente, muitas vezes fornecido por provedores de serviços com base em necessidades de negócios. Embora a proposta de aumentar as taxas para transferências IBC não tenha obtido amplo apoio, o ecossistema Cosmos ainda estabeleceu uma grande rede de relays, com players como Crossnest, Informal Systems e Notional desempenhando papéis cruciais. À medida que o ecossistema de sub-redes se expande, construir uma rede de relays semelhante leva tempo, mas o Teleporter oferece incentivos para os relayers ao introduzir taxas opcionais, teoricamente melhorando a qualidade dos serviços de relay e acelerando as velocidades de transferência de ativos. Embora o Teleporter esteja online há menos de um dia, continuaremos a monitorar o desenvolvimento do ecossistema de relays.
O mecanismo de consenso da Avalanche, usando a técnica de Subsample, expandiu com sucesso a escala dos conjuntos de validadores ativos para mais de 1.800, o que é significativamente melhor do que as cadeias Cosmos, onde o número de validadores normalmente varia de 80 a 180. Essa expansão permite que as blockchains sem permissão prosperem na rede Avalanche. No entanto, ambas as redes apoiam os desenvolvedores na criação de cadeias com conjuntos de validadores com permissão, como as sub-redes Noble da Cosmos e Evergreen da Avalanche. Com o lançamento do HyperSDK, Vryx e Firewood, espera-se que a Avalanche forneça suporte técnico mais eficiente. No entanto, melhorias específicas de desempenho só serão determinadas após o lançamento dos testes de referência relevantes.
As rollups fornecem outro caminho para lançar novas blockchains na rede Avalanche. Elas funcionam estendendo as capacidades de execução de outra blockchain e devolvendo os dados da transação para a blockchain original. As opções de implementação de rollup são diversas e envolvem tecnologias de verificação de estado como provas de fraude ou provas de conhecimento zero, frameworks como OP Stack ou Arbitrum Orbit, opções de liquidação como Ethereum ou outros rollups, e soluções de disponibilidade de dados como Ethereum ou Celestia. O design dos rollups impacta significativamente sua segurança e estabilidade, então ao resumir este método de construção, buscamos compará-lo com o conceito de lançar uma blockchain na rede Avalanche.
Uma diferença significativa está na fonte de segurança. Os blockchains dentro da rede Avalanche dependem de si mesmos para garantir a segurança, enquanto os Rollups herdam a segurança de sua camada base. Os rollups estendem os recursos de execução do blockchain subjacente criando um mecanismo fornecido pela camada base para suporte de consenso, liquidação e disponibilidade de dados para Rollups. Em contraste, as sub-redes são essencialmente blockchains Layer1 independentes que fornecem seu próprio consenso, liquidação e disponibilidade de dados, tendo seus próprios tokens de stake. Embora a maioria das soluções de rollup se concentre em pacotes cumulativos compatíveis com EVM, que podem ter limitações de desempenho em comparação com máquinas virtuais mais recentes, a criação de pacotes cumulativos com base em máquinas virtuais novas ou personalizadas (como o fork SVM usado pelo Eclipse) é viável. As sub-redes do Avalanche permanecem neutras em relação às máquinas virtuais, o que significa que as sub-redes podem executar blockchains com base em qualquer máquina virtual. Embora a maioria das sub-redes em ambientes de produção atualmente ofereça suporte a EVM, a introdução do MoveVM, máquinas virtuais baseadas em WASM e outras máquinas virtuais personalizadas desenvolvidas por meio do HyperSDK está progredindo constantemente.
Na maioria das arquiteturas de rollup atuais, a execução da transação depende de um único sequenciador responsável por tornar os dados da transação públicos para a camada de disponibilidade de dados, garantindo visibilidade pública. Sob essa arquitetura, o sequenciador se torna um potencial ponto de falha centralizado; se ocorrer uma falha no sistema, os usuários podem ser incapazes de executar transações de camada dois. Embora tais falhas geralmente não resultem diretamente em perdas de ativos do usuário, o design específico dos rollups determina o nível de garantia de segurança. Por outro lado, a rede Avalanche garante que não há um único ponto de falha por meio de mecanismos de isolamento de falhas, assim, mesmo que a P-chain falhe, isso afeta apenas a comunicação entre cadeias, e as atividades dentro de cada sub-rede continuarão normalmente. Isso contrasta fortemente com a degradação de desempenho dos rollups quando ocorrem problemas de liquidação ou disponibilidade de dados.
O mecanismo de segurança da Avalanche é baseado em sub-redes responsáveis pela execução, disponibilidade de dados e consenso, onde validadores desempenham todos os papéis da cadeia. Como na maioria das cadeias baseadas em prova de participação, os validadores são economicamente incentivados a participar da manutenção da segurança da rede por meio de recompensas de inflação ou taxas de transação. Em contraste, os rollups precisam publicar dados de transação para a camada de disponibilidade de dados para que as camadas de execução e liquidação possam confirmar a disponibilidade dos dados de transação. Se os dados não forem tornados públicos, pode resultar no estado do rollup não ser capaz de atualizar, congelando assim os ativos do usuário. Em teoria, os usuários deveriam ser capazes de baixar dados de bloco e verificar as transições de estado do rollup por si mesmos para garantir a segurança.
Dentro da rede Avalanche, uma vez que as sub-redes são responsáveis pela segurança, o custo de executar um blockchain é essencialmente fixo, sendo o único custo a taxa de staking de AVAX reduzida pelo plano ACP-13. Em contraste, o custo operacional dos rollups consiste principalmente no custo de publicar dados na camada de disponibilidade de dados, que é um custo variável que muda com o uso e é tipicamente repassado aos usuários como taxas de transação. O lançamento do Celestia reduz significativamente o ônus econômico de operar rollups, reduzindo esses custos em 99%.
Uma vantagem significativa das sub-redes em relação aos rollups está na tecnologia de Mensagens Warp do Avalanche (AWM) que adotam, proporcionando interoperabilidade natural dentro da rede Avalanche. Essa interoperabilidade atualmente está ausente nos rollups, levando a desafios não resolvidos na comunicação entre rollups. Na rede isolada formada pelos rollups, os fluxos de fundos, comunidades de usuários e atenção do mercado começaram a se diversificar. Embora existam atualmente várias soluções de ponte de terceiros, cada solução é baseada em seu próprio conjunto de mecanismos de confiança.
Atualmente, estão em andamento tentativas de construir soluções de ponte mais abrangentes usando zk-provas. Se dois rollups usam o mesmo zk-prover, eles podem trocar mensagens de forma assíncrona sem mecanismos de confiança adicionais. No entanto, este método também tem limitações. Múltiplas equipes estão desenvolvendo seus próprios zk-provers, cada uma esperando que sua solução se torne o padrão. Isso pode fragmentar ainda mais a liquidez entre diferentes clusters de rollup baseados na mesma tecnologia, em vez de se limitar a um único rollup, e a comunicação fora de cada cluster ainda depende de pontes de terceiros. Em contraste, Avalanche permite uma comunicação assíncrona robusta em toda a rede, adotando um protocolo de mensagens unificado, sem depender de serviços de ponte de terceiros.
A rede Avalanche está emergindo constantemente como a principal plataforma para a construção de blockchains de alto desempenho que interoperam perfeitamente. Seu maior desafio será atrair construtores para o ecossistema Avalanche em vez de escolher os ecossistemas concorrentes. O foco forte no desempenho e escalabilidade na tecnologia blockchain pode se tornar uma vantagem competitiva para a Avalanche. Antecipamos que o lançamento do HyperSDK, Vryx e Firewood no segundo semestre do ano servirá como grandes catalisadores para a adoção generalizada de Subnets. Além disso, as discussões sobre o ACP-13 estão estritamente focadas em reduzir as barreiras de entrada e aumentar as taxas de adoção de Subnets. O objetivo do ACP-13 é facilitar a entrada de mais desenvolvedores e projetos na rede Avalanche, reduzindo custos e simplificando processos para promover a criação e crescimento de Subnets. Tais medidas são esperadas para aumentar a diversidade e funcionalidade da rede Avalanche, atraindo assim mais construtores para participar de seu ecossistema.
O fundador e CEO da Ava Labs, Emin Gün Sirer, lançou recentemente o roteiro de desenvolvimento da equipe, enfatizando a importância de criar uma plataforma para lançar blockchains heterogêneas com composabilidade assíncrona. O roteiro gira em torno de três focos principais: aumentar o número de sub-redes, aprimorar o throughput da rede e fortalecer a estabilidade do mecanismo de consenso.
A Avalanche tem como objetivo fornecer aos desenvolvedores um framework para personalizar blockchains de acordo com cenários de aplicação específicos.
No sistema blockchain construído na estrutura técnica da Avalanche, as tarefas de validação dependem de Subnets, que consistem em um grupo de nós validadores. É importante esclarecer que a Subnet em si não é um blockchain, mas sim um cluster de validadores responsáveis por projetar, gerenciar e ajustar os mecanismos operacionais e modelos econômicos dos blockchains que validam. Uma Subnet tem a capacidade de validar de um a vários blockchains diferentes, mas cada blockchain só pode ser validado por uma única Subnet. Dessa forma, a multiplicidade de blockchains validados por meio de Subnets constrói coletivamente a extensa arquitetura de sistema da rede Avalanche.
Sob a orientação do popular conceito de arquitetura modular, os criadores da rede Avalanche projetaram uma estrutura inovadora: a Mainnet. Esta rede otimiza a alocação de recursos dividindo suas principais funcionalidades em várias blockchains independentes - C-Chain, X-Chain e P-Chain, todas inicialmente verificadas pelo primeiro Subnet - a Mainnet.
Todas as três cadeias adotam o mecanismo de consenso Snowman desenvolvido pela equipe da Ava Labs. Esse mecanismo garante alta segurança, confirmação rápida e escalabilidade por meio de amostragens repetidas. Ao contrário de outros mecanismos de consenso que exigem uma comunicação abrangente entre os nós, o consenso Snowman pode realizar a verificação sem a necessidade de se comunicar individualmente com cada nó, criando assim um mecanismo poderoso para alcançar rapidamente um consenso, mesmo na presença de um grande número de validadores.
Similar to other popular L1 solutions in the market, C-Chain provides an open platform for developing smart contract applications based on the Ethereum Virtual Machine (EVM). In the past cycle, C-Chain has witnessed active exploration in the DeFi space, with a peak Total Value Locked (TVL) reaching $21 billion, mainly driven by lending platforms like Aave and Benqi, as well as decentralized exchanges like Trader Joe and Curve. C-Chain has also implemented some key integrations to facilitate the expansion of DeFi activities, including the minting and redemption of Tether (USDT) and Circle (USDC) on C-Chain, with the current total value of USDT and USDC on-chain reaching $1.2 billion. Additionally, support from price oracle providers is crucial for DeFi applications such as lending markets, with Chainlink being the largest provider with a market share of 53%, currently supporting 116 applications on C-Chain.
Em dezembro de 2023, a C-Chain manteve uma taxa média de transação de 40 transações por segundo (TPS) ao longo do mês, atingindo o pico de 106 TPS em um único minuto. Embora o aumento no volume de transações seja atribuído principalmente a transações leves (geralmente consideradas de menor qualidade), ainda demonstra o desempenho superior do conjunto de tecnologias Avalanche em comparação com outras cadeias EVM. No entanto, em comparação com cadeias de alto rendimento como Solana, a capacidade de processamento de transações da C-Chain é relativamente menor, com a velocidade média de transação desta última sendo tipicamente 100 vezes a da C-Chain. Para aprimorar o desempenho da rede, a plataforma planeja oferecer suporte a cadeias de alto rendimento construídas usando o HyperSDK.
X-Chain tem uma função simples, sendo exclusivamente responsável por criar e transferir ativos nativos da rede Avalanche. Por outro lado, P-Chain desempenha um papel mais crítico no ecossistema técnico da Avalanche, servindo como o registro para sub-redes, registrando o status ativo dos validadores e seus pesos de aposta para garantir uma comunicação suave entre as sub-redes.
Atualmente, os validadores que participam do trabalho de validação de qualquer sub-rede também devem assumir a responsabilidade de validar as três cadeias (C-Chain, X-Chain, P-Chain) na Mainnet. Até o momento, a Mainnet atraiu 1.821 nós validadores, apostando coletivamente 259 milhões de tokens AVAX, representando 59% do total apostado. Para se tornar um validador na Mainnet, um nó deve apostar pelo menos 2.000 AVAX, enquanto os detentores de tokens podem participar da manutenção da rede apostando um mínimo de 25 AVAX. Aproximadamente 82% do total apostado vem dos próprios nós, enquanto os 18% restantes vêm de delegadores individuais. Em comparação com outras cadeias Proof of Stake (PoS), o recurso de aposta de liquidez da Avalanche não foi amplamente adotado. Como os dois maiores provedores de serviços de aposta de liquidez na Avalanche, Benqi e GoGoPool atualmente representam apenas 3% do total apostado.
A equipe da Ava Labs apresentou a Proposta ACP-13 à comunidade Avalanche, com o objetivo de reduzir o custo e a complexidade do lançamento de sub-redes. Esta proposta introduz um novo tipo de identidade de validador —— Validadores Somente de Sub-Rede (SOV) —— que não precisam sincronizar e validar toda a Mainnet, mas focam exclusivamente na validação da P-Chain. Isso ocorre porque a comunicação entre sub-redes depende exclusivamente do mecanismo de validação da P-Chain. Essa mudança deve reduzir significativamente os custos fixos iniciais de implantação de sub-redes, otimizar a alocação de recursos de hardware do validador, reduzir os riscos regulatórios para clientes institucionais e manter a interoperabilidade entre as sub-redes.
Segundo as regras atuais, todos os validadores de subredes devem participar da validação de três cadeias da Mainnet, exigindo uma aposta mínima de 2.000 AVAX, o que, ao preço de mercado atual do AVAX, equivale a aproximadamente um capital inicial de US$ 88.000 por validador. A Proposta ACP-13 visa reduzir os custos em 75% permitindo que os SOVs apostem apenas 500 AVAX, pois não participam da validação da Mainnet e, portanto, não recebem recompensas da rede. No entanto, mesmo com o custo reduzido proposto, iniciar um validador de subrede ainda requer cerca de US$ 22.000, e o efeito da sensibilidade do preço nos potenciais validadores ainda precisa ser avaliado.
Ao dispensar os requisitos de validação para C-Chain e X-Chain, a proposta permite que os validadores da sub-rede alocem seus recursos de hardware de forma mais eficiente, concentrando-se em manter suas próprias cadeias em vez de dispersar recursos para apoiar a Mainnet. Embora os requisitos de hardware atuais para a Mainnet não sejam altos, ainda há vozes dentro da comunidade pedindo um aumento na configuração de hardware para melhorar o desempenho geral. Essa demanda dupla por recursos levanta questões sobre se a arquitetura técnica da Avalanche está totalmente comprometida em se tornar uma plataforma de alto desempenho.
Mais importante ainda, a Proposta ACP-13 também aborda as questões de risco regulatório enfrentadas por plataformas de contratos inteligentes sem permissão (como C-Chain). Por exemplo, o governo dos EUA impôs sanções da OFAC a certos endereços do Ethereum, forçando validadores regulamentados, desenvolvedores e transmissores a excluir transações específicas para permanecerem em conformidade. Ao isentar os validadores de sub-rede do requisito de participar do consenso da Mainnet, a ACP-13 reduz efetivamente esse risco regulatório, proporcionando mais possibilidades para entidades nos EUA inclinadas a mitigar riscos na construção de blockchains.
Arquitetura de Subrede
A Avalanche está comprometida em se tornar a rede preferida para os desenvolvedores construírem blockchains personalizados. Para atingir esse objetivo, é crucial fornecer uma infraestrutura interoperável, flexível e eficiente.
No mundo da blockchain, onde múltiplas cadeias coexistem, a interoperabilidade é particularmente crucial. Avalanche Warp Messaging (AWM), como uma tecnologia central fornecida pela Avalanche, permite a comunicação entre diferentes sub-redes. Essa tecnologia permite que clusters de validadores de duas cadeias diferentes se comuniquem diretamente, eliminando a necessidade de pontes de terceiros para transferir dados ou ativos, simplificando significativamente as interações entre várias blockchains dentro da rede Avalanche. O design do AWM é altamente flexível, suportando a passagem de mensagens entre quaisquer cadeias registradas na P-Chain, quer sejam cadeias de base sem permissão como a C-Chain, cadeias de aplicativos totalmente com permissão específica, ou qualquer combinação destas.
A passagem de mensagens entre sub-redes é facilitada por relayers, e essas mensagens são verificadas usando a tecnologia de assinatura múltipla BLS. A sub-rede receptora confirma a validade dessas assinaturas consultando a P-Chain, que serve como um registro para os hub de validadores de sub-redes. Por exemplo, suponha que a sub-rede A envie uma mensagem para a sub-rede B. Uma vez que o AWM é ativado pela ação do usuário, os validadores da sub-rede A assinam coletivamente uma mensagem e a transmitem para a sub-rede B por meio de um relayer. Os validadores da sub-rede B então verificam a mensagem para determinar se ela é assinada por uma certa proporção de peso de staking da sub-rede A. Vale ressaltar que todo o processo de transmissão, recepção e verificação de mensagens não depende de entidades externas.
Desde o seu lançamento em dezembro de 2022, a Avalanche Warp Messaging (AWM) tem estado ativa. No entanto, para alcançar compatibilidade com a Máquina Virtual Ethereum (EVM), uma série de otimizações significativas de engenharia são necessárias. Com a introdução do ACP-30, um padrão de implementação unificado para passagem de mensagens entre sub-redes foi estabelecido na C-Chain e em todas as blockchains baseadas em EVM dentro da rede Avalanche.
Esta proposta da comunidade entrou oficialmente em vigor com a atualização Durango em 6 de março de 2024, permitindo que os usuários transfiram facilmente ativos entre diferentes blockchains usando a ferramenta Teleporter. Construído na AWM, o Teleporter fornece uma interface simples para enviar e receber mensagens entre blockchains, suportando assim a transferência de tokens ERC-20 entre blockchains dentro da rede Avalanche. O Teleporter é projetado para fornecer uma experiência do usuário suave e confiável, incluindo recursos como evitar duplicatas de transações, implementar listas brancas de relayers e configurar taxas de transação opcionais. Com a ampla adoção do padrão ACP-30, em breve será aplicado ao HyperSDK, expandindo ainda mais o número de blockchains conectados pelo Teleporter e aprimorando a interoperabilidade da rede Avalanche.
Máquinas virtuais (VMs) são sistemas de software que definem o comportamento operacional específico de uma blockchain ao especificar formatos de transação, permissões de acesso ao estado, mecanismos de gás e outros elementos-chave. Diferentes filosofias de design e implementações de VM têm implicações profundas no desempenho e funcionalidade de aplicativos desenvolvidos sobre elas. Tome como exemplos a Ethereum Virtual Machine (EVM) da Ethereum e a Solana Virtual Machine (SVM) da Solana. As duas têm compensações de design drasticamente diferentes: EVM é conhecida por sua grande comunidade de desenvolvedores e ferramentas de desenvolvimento maduras, enquanto SVM se concentra na otimização de desempenho por meio de sua execução multithread, capacidades de execução paralela e mecanismos de taxa de transação melhorados.
A rede Avalanche permite que sistemas blockchain construídos nela escolham executar máquinas virtuais pré-construídas, como o Subnet-EVM projetado especificamente para ser compatível com Subnets, ou máquinas virtuais personalizadas dos desenvolvedores. Dado que construir uma nova máquina virtual é uma tarefa altamente desafiadora, a grande maioria das cadeias na rede Avalanche opta por executar o Subnet-EVM. O desenvolvimento do HyperSDK visa reduzir a barreira para a criação de máquinas virtuais personalizadas, permitindo que os desenvolvedores alcancem personalização sem começar do zero.
O HyperSDK fornece um framework para construir máquinas virtuais personalizadas (HyperVM) que podem ser integradas diretamente na rede Avalanche. Equipado com configurações padrão poderosas, este framework permite que os desenvolvedores se concentrem no desenvolvimento do aplicativo principal sem a necessidade de construir máquinas virtuais do zero. Na teoria, o HyperSDK pode reduzir o tempo necessário para desenvolver uma máquina virtual de vários meses para apenas alguns dias, acelerando significativamente a velocidade de resposta de mercado dos desenvolvedores.
O desenvolvimento do HyperSDK não só significa um novo nível de aprimoramento de desempenho para Avalanche, mas também introduz um mecanismo avançado de processamento de transações chamado Vryx. A filosofia de design do Vryx é inspirada por vários artigos de pesquisa amplamente reconhecidos, especialmente o artigo Narwhal Tusk lançado pela equipe do Diem (anteriormente Facebook), que tem profundas implicações para blockchains modernos como Aptos e Sui. Em seu núcleo, o Vryx separa as várias etapas do processamento de transações, permitindo que validadores construam e repliquem blocos simultaneamente. Em resumo, ele alcança escalabilidade horizontal de throughput ao reduzir o tempo total necessário para a construção, replicação e validação de blocos. Isso significa que o Vryx aumentará significativamente a velocidade de processamento de transações da rede Avalanche, levando suas transações por segundo (TPS) a novos patamares. Embora o Vryx ainda não tenha sido lançado oficialmente, a Ava Labs planeja integrá-lo ao HyperSDK até o final deste ano. Os benchmarks de desempenho a serem divulgados pela Ava Labs demonstrarão o desempenho eficiente do Vryx, com uma esperada quebra de TPS de mais de 100.000.
Na busca pela otimização de desempenho no design de blockchain, os aprimoramentos de desempenho frequentemente vêm acompanhados do compromisso de requisitos de hardware mais elevados para validadores. Os requisitos de hardware futuros das sub-redes serão influenciados pelo tipo selecionado de máquina virtual, e a comunidade da rede principal enfrentará uma decisão: se esse compromisso é apropriado para a C-Chain. Tipicamente, aumentar os requisitos de hardware é pensado para aumentar o custo de se tornar um validador, o que pode, por sua vez, reduzir a universalidade da operação de nós, um aspecto crítico para equilibrar o desempenho com a descentralização. Embora teoricamente razoável, nem sempre este é o caso em operações práticas. Por exemplo, apesar dos requisitos de hardware mais elevados, a rede Solana pode manter 1.606 nós apostados, superando a escala da rede principal do Avalanche. Além disso, fatores como a distribuição geográfica de nós e servidores também são considerações essenciais em discussões sobre descentralização.
Para dar passos adicionais na melhoria de desempenho, a Ava Labs está desenvolvendo ativamente uma solução de banco de dados proprietária chamada Firewood. Firewood tem como objetivo abordar o obstáculo central de gerenciamento de estado encontrado no processo de expansão da blockchain. O estado da blockchain refere-se à captura em tempo real de dados relevantes armazenados no sistema, que se expande à medida que o uso aumenta. Como resultado, os validadores precisam acessar rapidamente o estado atual para processamento eficiente de transações, uma demanda que se torna cada vez mais desafiadora à medida que o estado cresce.
O objetivo do Firewood é aprimorar o banco de dados MerkleDB previamente desenvolvido. Ele adota um mecanismo inovador para armazenar e recuperar estados de blockchain de forma eficiente, reduzindo os custos necessários para modificar o estado existente. A introdução desse mecanismo tem o objetivo de criar um sistema de banco de dados mais robusto que possa fornecer capacidades de acesso rápido aos estados, removendo assim os principais obstáculos para melhorar a capacidade de processamento de transações. A Ava Labs espera lançar em breve os resultados dos testes de referência de desempenho do Firewood para demonstrar suas capacidades de desempenho superiores.
A Avalanche não é a única pilha de tecnologia construindo infraestrutura para lançar blockchains. Atualmente, os métodos mais conhecidos para construir sua própria cadeia incluem cadeias de aplicativos (appchains) no ecossistema Cosmos e rollups no Ethereum. Cada estrutura tem seu próprio conjunto de compensações, atraindo diferentes grupos de desenvolvedores.
A rede Avalanche e o ecossistema Cosmos compartilham metas quase idênticas: conectar cadeias independentes assíncronas por meio de padrões de mensagens minimizadas em confiança. Ambas as plataformas permitem que os desenvolvedores construam blockchains que gerenciam sua própria segurança, exigindo o estabelecimento de um conjunto de validadores de alta qualidade. Mesmo com a implementação do ACP-13, um depósito de 500 AVAX ainda pode servir como uma barreira de entrada para se tornar um validador de sub-rede. Portanto, os validadores que pagam o depósito podem estar mais inclinados a validar várias cadeias para ganhar mais recompensas e compensar seu depósito inicial. No ecossistema Cosmos de hoje, não há mecanismo semelhante ao requisito de depósito de 500 AVAX; no entanto, vemos uma sobreposição significativa entre os conjuntos de validadores de appchain. Por exemplo, Chorus One, Allnodes, Polkachu e Informal Systems são validadores para Celestia, Cosmos Hub, Osmosis e dYdX, respectivamente.
Essa comparação destaca as diferenças de design e estratégia entre diferentes pilhas de tecnologia blockchain e como elas atraem e mantêm comunidades de validadores e desenvolvedores. Avalanche tenta diminuir a barreira de entrada por meio da proposta ACP-13 para facilitar a criação e manutenção de mais subredes e blockchains, enquanto o ecossistema Cosmos atrai a participação de validadores sem exigir depósitos iniciais significativos, demonstrando diferentes dinâmicas de ecossistema e apelo aos desenvolvedores. Essas diferenças refletem as diferentes estratégias de cada plataforma em equilibrar segurança, descentralização e usabilidade.
Atualmente, a cadeia P na rede Avalanche atua como o sistema de registro central para sub-redes, onde as informações do validador são armazenadas. Esta arquitetura significa que, embora as sub-redes sejam tecnicamente independentes, elas são em certa medida dependentes da cadeia P e não podem operar completamente de forma autônoma. Por exemplo, a distribuição de recompensas de participação dentro das sub-redes é determinada pela cadeia P, limitando a liberdade das sub-redes para experimentar novos mecanismos de distribuição de recompensas. Em contraste, as cadeias no ecossistema Cosmos têm mais soberania; elas não têm um hub centralizado como a Avalanche, permitindo-lhes mais liberdade para ajustar e projetar sua pilha tecnológica. Uma proposta de reforma atualmente em discussão pela Ava Labs é permitir que conjuntos de validadores controlados por sub-redes gerenciem e relatem quaisquer mudanças para a cadeia P, concedendo às sub-redes mais autonomia, enquanto a cadeia P age apenas como uma ponte para comunicação entre sub-redes. Esta proposta ainda está na fase de discussão, e suas perspectivas de implementação são incertas.
O ecossistema Cosmos passou por extensas experimentações técnicas nos últimos anos, com casos de sucesso como Terra e dYdX mostrando sua capacidade de lidar com tráfego L1 geral e atender a necessidades específicas de aplicativos. Em comparação com os 34 subnets e 36 chains ativos da Avalanche, o Cosmos atualmente possui 88 chains ativos, e sua grande comunidade de desenvolvimento traz mais inovação para o conjunto de tecnologias, como módulos desenvolvidos por equipes externas para uso por outras chains.
Embora o AWM da Avalanche e o protocolo IBC da Cosmos tenham semelhanças na comunicação entre blockchains, eles têm diferenças fundamentais nos mecanismos de verificação de mensagens. O AWM utiliza a cadeia P como um registro universal para assinaturas de validadores ativos em todas as sub-redes, enquanto o IBC não possui um ponto de verificação unificado; os validadores do Cosmos precisam sincronizar informações entre as blockchains e registrar localmente os conjuntos de validadores de outras blockchains. Isso significa que os canais entre as blockchains do Cosmos precisam ser atualizados periodicamente para garantir a precisão do conjunto de validadores, exigindo uma configuração de conexão para cada novo canal estabelecido.
Tanto nas tecnologias AWM quanto IBC, a entrega de mensagens entre cadeias depende de relayers. No entanto, no ecossistema Cosmos, o trabalho dos relayers não é diretamente incentivado economicamente, muitas vezes fornecido por provedores de serviços com base em necessidades de negócios. Embora a proposta de aumentar as taxas para transferências IBC não tenha obtido amplo apoio, o ecossistema Cosmos ainda estabeleceu uma grande rede de relays, com players como Crossnest, Informal Systems e Notional desempenhando papéis cruciais. À medida que o ecossistema de sub-redes se expande, construir uma rede de relays semelhante leva tempo, mas o Teleporter oferece incentivos para os relayers ao introduzir taxas opcionais, teoricamente melhorando a qualidade dos serviços de relay e acelerando as velocidades de transferência de ativos. Embora o Teleporter esteja online há menos de um dia, continuaremos a monitorar o desenvolvimento do ecossistema de relays.
O mecanismo de consenso da Avalanche, usando a técnica de Subsample, expandiu com sucesso a escala dos conjuntos de validadores ativos para mais de 1.800, o que é significativamente melhor do que as cadeias Cosmos, onde o número de validadores normalmente varia de 80 a 180. Essa expansão permite que as blockchains sem permissão prosperem na rede Avalanche. No entanto, ambas as redes apoiam os desenvolvedores na criação de cadeias com conjuntos de validadores com permissão, como as sub-redes Noble da Cosmos e Evergreen da Avalanche. Com o lançamento do HyperSDK, Vryx e Firewood, espera-se que a Avalanche forneça suporte técnico mais eficiente. No entanto, melhorias específicas de desempenho só serão determinadas após o lançamento dos testes de referência relevantes.
As rollups fornecem outro caminho para lançar novas blockchains na rede Avalanche. Elas funcionam estendendo as capacidades de execução de outra blockchain e devolvendo os dados da transação para a blockchain original. As opções de implementação de rollup são diversas e envolvem tecnologias de verificação de estado como provas de fraude ou provas de conhecimento zero, frameworks como OP Stack ou Arbitrum Orbit, opções de liquidação como Ethereum ou outros rollups, e soluções de disponibilidade de dados como Ethereum ou Celestia. O design dos rollups impacta significativamente sua segurança e estabilidade, então ao resumir este método de construção, buscamos compará-lo com o conceito de lançar uma blockchain na rede Avalanche.
Uma diferença significativa está na fonte de segurança. Os blockchains dentro da rede Avalanche dependem de si mesmos para garantir a segurança, enquanto os Rollups herdam a segurança de sua camada base. Os rollups estendem os recursos de execução do blockchain subjacente criando um mecanismo fornecido pela camada base para suporte de consenso, liquidação e disponibilidade de dados para Rollups. Em contraste, as sub-redes são essencialmente blockchains Layer1 independentes que fornecem seu próprio consenso, liquidação e disponibilidade de dados, tendo seus próprios tokens de stake. Embora a maioria das soluções de rollup se concentre em pacotes cumulativos compatíveis com EVM, que podem ter limitações de desempenho em comparação com máquinas virtuais mais recentes, a criação de pacotes cumulativos com base em máquinas virtuais novas ou personalizadas (como o fork SVM usado pelo Eclipse) é viável. As sub-redes do Avalanche permanecem neutras em relação às máquinas virtuais, o que significa que as sub-redes podem executar blockchains com base em qualquer máquina virtual. Embora a maioria das sub-redes em ambientes de produção atualmente ofereça suporte a EVM, a introdução do MoveVM, máquinas virtuais baseadas em WASM e outras máquinas virtuais personalizadas desenvolvidas por meio do HyperSDK está progredindo constantemente.
Na maioria das arquiteturas de rollup atuais, a execução da transação depende de um único sequenciador responsável por tornar os dados da transação públicos para a camada de disponibilidade de dados, garantindo visibilidade pública. Sob essa arquitetura, o sequenciador se torna um potencial ponto de falha centralizado; se ocorrer uma falha no sistema, os usuários podem ser incapazes de executar transações de camada dois. Embora tais falhas geralmente não resultem diretamente em perdas de ativos do usuário, o design específico dos rollups determina o nível de garantia de segurança. Por outro lado, a rede Avalanche garante que não há um único ponto de falha por meio de mecanismos de isolamento de falhas, assim, mesmo que a P-chain falhe, isso afeta apenas a comunicação entre cadeias, e as atividades dentro de cada sub-rede continuarão normalmente. Isso contrasta fortemente com a degradação de desempenho dos rollups quando ocorrem problemas de liquidação ou disponibilidade de dados.
O mecanismo de segurança da Avalanche é baseado em sub-redes responsáveis pela execução, disponibilidade de dados e consenso, onde validadores desempenham todos os papéis da cadeia. Como na maioria das cadeias baseadas em prova de participação, os validadores são economicamente incentivados a participar da manutenção da segurança da rede por meio de recompensas de inflação ou taxas de transação. Em contraste, os rollups precisam publicar dados de transação para a camada de disponibilidade de dados para que as camadas de execução e liquidação possam confirmar a disponibilidade dos dados de transação. Se os dados não forem tornados públicos, pode resultar no estado do rollup não ser capaz de atualizar, congelando assim os ativos do usuário. Em teoria, os usuários deveriam ser capazes de baixar dados de bloco e verificar as transições de estado do rollup por si mesmos para garantir a segurança.
Dentro da rede Avalanche, uma vez que as sub-redes são responsáveis pela segurança, o custo de executar um blockchain é essencialmente fixo, sendo o único custo a taxa de staking de AVAX reduzida pelo plano ACP-13. Em contraste, o custo operacional dos rollups consiste principalmente no custo de publicar dados na camada de disponibilidade de dados, que é um custo variável que muda com o uso e é tipicamente repassado aos usuários como taxas de transação. O lançamento do Celestia reduz significativamente o ônus econômico de operar rollups, reduzindo esses custos em 99%.
Uma vantagem significativa das sub-redes em relação aos rollups está na tecnologia de Mensagens Warp do Avalanche (AWM) que adotam, proporcionando interoperabilidade natural dentro da rede Avalanche. Essa interoperabilidade atualmente está ausente nos rollups, levando a desafios não resolvidos na comunicação entre rollups. Na rede isolada formada pelos rollups, os fluxos de fundos, comunidades de usuários e atenção do mercado começaram a se diversificar. Embora existam atualmente várias soluções de ponte de terceiros, cada solução é baseada em seu próprio conjunto de mecanismos de confiança.
Atualmente, estão em andamento tentativas de construir soluções de ponte mais abrangentes usando zk-provas. Se dois rollups usam o mesmo zk-prover, eles podem trocar mensagens de forma assíncrona sem mecanismos de confiança adicionais. No entanto, este método também tem limitações. Múltiplas equipes estão desenvolvendo seus próprios zk-provers, cada uma esperando que sua solução se torne o padrão. Isso pode fragmentar ainda mais a liquidez entre diferentes clusters de rollup baseados na mesma tecnologia, em vez de se limitar a um único rollup, e a comunicação fora de cada cluster ainda depende de pontes de terceiros. Em contraste, Avalanche permite uma comunicação assíncrona robusta em toda a rede, adotando um protocolo de mensagens unificado, sem depender de serviços de ponte de terceiros.
A rede Avalanche está emergindo constantemente como a principal plataforma para a construção de blockchains de alto desempenho que interoperam perfeitamente. Seu maior desafio será atrair construtores para o ecossistema Avalanche em vez de escolher os ecossistemas concorrentes. O foco forte no desempenho e escalabilidade na tecnologia blockchain pode se tornar uma vantagem competitiva para a Avalanche. Antecipamos que o lançamento do HyperSDK, Vryx e Firewood no segundo semestre do ano servirá como grandes catalisadores para a adoção generalizada de Subnets. Além disso, as discussões sobre o ACP-13 estão estritamente focadas em reduzir as barreiras de entrada e aumentar as taxas de adoção de Subnets. O objetivo do ACP-13 é facilitar a entrada de mais desenvolvedores e projetos na rede Avalanche, reduzindo custos e simplificando processos para promover a criação e crescimento de Subnets. Tais medidas são esperadas para aumentar a diversidade e funcionalidade da rede Avalanche, atraindo assim mais construtores para participar de seu ecossistema.