resumo

(como Bitcoin, Binance Chain, Ethereum) e a infraestrutura dessas redes. O blockchain da camada 1 pode verificar e concluir transações sem o envolvimento de outras redes. Melhorar a escalabilidade das redes da Camada 1 é muito difícil, como o Bitcoin provou. Para resolver esse problema, os desenvolvedores criaram protocolos da Camada 2 que operam na segurança e no consenso das redes da Camada 1. A Lightning Network do Bitcoin é um exemplo típico de protocolo de Camada 2. A Lightning Network permite que os usuários realizem transações gratuitas antes de gravá-las na cadeia principal.

Introdução

Os termos Camada 1 e Camada 2 nos ajudam a compreender a arquitetura de diferentes blockchains, projetos e ferramentas de desenvolvimento. Se você já se perguntou qual é a relação entre Polygon e Ethereum, ou entre Polkadot e seus parachains, compreender as diferentes camadas do blockchain pode ajudar a desvendar o mistério.

O que é a Camada 1?

A rede da camada 1 é outro nome para o blockchain subjacente. Binance Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) e Solana são todos protocolos da Camada 1. Nós as chamamos de Camada 1 porque são as principais redes do seu ecossistema. Em contraste, as soluções fora da cadeia e as soluções da Camada 2 são ambas construídas na cadeia principal.

Em outras palavras, um protocolo da Camada 1 é capaz de processar e concluir transações em seu próprio blockchain, ao mesmo tempo que traz seu próprio token nativo para pagar as taxas de transação.

Expansão da camada 1

As redes da camada 1 geralmente têm dificuldade em expandir a sua capacidade. Diante da crescente demanda por transações, o Bitcoin e outras grandes blockchains estão tentando processar transações mais rapidamente. O mecanismo de consenso de prova de trabalho (PoW) usado pelo Bitcoin requer muitos recursos computacionais. 

O PoW leva em consideração a descentralização e a segurança, mas durante os períodos de pico de transações, a velocidade da rede ainda diminuirá, resultando em tempos de confirmação de transações mais longos e taxas mais altas.

Os desenvolvedores de Blockchain têm trabalhado em soluções de escalabilidade há anos, mas ainda não chegaram a um acordo sobre a alternativa ideal. As opções para expansão da Camada 1 incluem:

1. Expanda o tamanho do bloco para que cada bloco possa lidar com mais transações.

2. Alterar o mecanismo de consenso. A próxima versão Ethereum 2.0 adota esta solução.

3. Implemente a fragmentação e divida o banco de dados.

Melhorar a Camada 1 requer muito esforço. Em muitos casos, nem todos os utilizadores da Internet concordarão com tais mudanças. Fazer isso pode levar a uma divisão na comunidade ou até mesmo a uma bifurcação. A divisão do Bitcoin em Bitcoin Cash em 2017 foi o resultado do hard fork.

Testemunha Segregada (SegWit)

O SegWit (Segregated Witness) do Bitcoin é um exemplo de solução de escalonamento da Camada 1. Segwit aumenta o rendimento do Bitcoin alterando a forma como os dados do bloco são organizados (removendo assinaturas digitais dos dados de transação). Isso libera espaço em bloco para que mais transações possam ser processadas por bloco sem comprometer a segurança da rede. O Segwit é implementado por meio de um soft fork compatível com reverso. Isso significa que os nós Bitcoin que não foram atualizados para incluir o Segregated Witness (SegWit) ainda podem processar transações.

O que é fragmentação da Camada 1?

Sharding é uma solução de escalonamento comum da Camada 1 que pode ser usada para aumentar o rendimento das transações. Esta é uma tecnologia de particionamento de banco de dados que pode ser aplicada ao livro-razão distribuído de um blockchain. A rede, juntamente com os nós acima dela, é dividida em diferentes fragmentos para distribuir a carga de trabalho uniformemente e aumentar a velocidade das transações. Cada fragmento lida com uma parte da atividade de toda a rede, ou seja, cada fragmento possui suas próprias transações, seus próprios nós e seus próprios blocos independentes.

Após a fragmentação, não há necessidade de manter uma cópia completa do blockchain em cada nó. Cada nó escreverá o trabalho concluído na cadeia principal, compartilhando dados locais em tempo real, incluindo saldo de endereços e outros parâmetros importantes.

Comparação entre Camada 1 e Camada 2

Existem alguns gargalos na Camada 1 que não podem ser superados. Devido a limitações técnicas, é difícil ou quase impossível implementar certas mudanças na rede principal do blockchain. Por exemplo, Ethereum está em processo de transição para um sistema de prova de aposta (PoS), mas todo o processo levou vários anos.

A própria camada 1 não é adequada para alguns casos de uso devido a problemas de escalabilidade. O processo de transação na rede Bitcoin demora tanto que é praticamente impossível rodar qualquer jogo blockchain na rede. No entanto, os desenvolvedores de jogos ainda podem querer aproveitar as vantagens da segurança e das propriedades descentralizadas da Camada 1. Então, a melhor maneira é construir uma solução de Camada 2 nesta rede.

Rede relâmpago

As soluções da Camada 2 são construídas na Camada 1 e dependem da Camada 1 para concluir transações. A Lightning Network é um exemplo famoso. Durante períodos de pico de tráfego, pode levar horas para concluir uma transação na rede Bitcoin. A Lightning Network permite que os usuários usem Bitcoin para pagamentos rápidos na cadeia principal e, posteriormente, enviem o saldo para a cadeia principal. Isto economiza tempo e recursos ao agregar as transações de todos em um registro final.​

Exemplo de Blockchain da Camada 1

Vimos o que é a Camada 1, agora vamos ver alguns exemplos. Existem muitos tipos de blockchains da Camada 1. Muitos blockchains oferecem suporte a casos de uso exclusivos. Nem todos os blockchains são como Bitcoin ou Ethereum. Para resolver o problema triangular do blockchain e alcançar um bom equilíbrio entre segurança, descentralização e escalabilidade, cada rede possui seu próprio conjunto de soluções.

Elrond

Elrond é uma rede Camada 1 criada em 2018. A rede usa tecnologia de fragmentação para melhorar o desempenho e a escalabilidade. O blockchain Elrond pode lidar com mais de 100.000 transações por segundo. O protocolo de consenso Security Proof of Stake (SPoS) e a fragmentação de estado adaptativo são seus dois recursos exclusivos.

A fragmentação de estado adaptável refere-se à divisão ou fusão de fragmentos à medida que os usuários da rede aumentam ou diminuem. Toda a arquitetura da rede, incluindo o seu estado e transações, será fragmentada. Os validadores também serão atribuídos a diferentes fragmentos para reduzir o risco de uma aquisição maliciosa dos fragmentos.

O token nativo EGLD de Elrond é usado para liquidar taxas de transação, implantar DApps e recompensar usuários que participam do mecanismo de verificação da rede. Ao mesmo tempo, a rede Elrond obteve certificação negativa de emissão de dióxido de carbono e a quantidade de dióxido de carbono que compensa excede as emissões do mecanismo PoS.

Harmonia

Harmony é uma rede de Camada 1 que usa Prova de Participação Efetiva (EPoS) e tecnologia de sharding. Existem quatro fragmentos na rede principal do blockchain e novos blocos são criados e verificados simultaneamente. Cada fragmento funciona em sua própria velocidade, com alturas de bloco variadas.

Atualmente, o Harmony implementa uma estratégia de “financiamento entre cadeias” para atrair desenvolvedores e usuários. A ponte cross-chain confiável que conecta Ethereum e Bitcoin permite que os usuários resgatem tokens sem os riscos de custódia comuns às pontes, desempenhando um papel importante na estratégia da Harmony. Harmony depende de organizações autônomas descentralizadas (DAOs) e provas de conhecimento zero para alcançar sua visão central de dimensionamento da Web3.

Multi-chain e cross-chain parecem ser a direção de desenvolvimento futuro do DeFi (finanças descentralizadas), o que torna o serviço de ponte do Harmony mais atraente para os usuários. Infraestrutura de tokens não fungíveis, ferramentas DAO e ponte entre protocolos são áreas de foco do Harmony.

Seu token nativo ONE é usado para pagar taxas de transação de rede. Os usuários também podem prometer tokens para participar do mecanismo de consenso e governança do Harmony. Os validadores que participarem com sucesso receberão recompensas em bloco e taxas de transação.

Até

Celo é uma rede Layer 1 resultante do fork Go Ethereum em 2017. Após a bifurcação, a rede passou por algumas mudanças importantes, incluindo a implementação de PoS e a habilitação de um sistema de endereços exclusivo. O ecossistema Celo Web3 inclui finanças descentralizadas, tokens não fungíveis e soluções de pagamento. A rede confirmou mais de 100 milhões de transações. No Celo, qualquer pessoa pode usar um número de telefone ou endereço de e-mail como chave pública. Nenhum hardware especial é necessário para executar um blockchain e os computadores padrão podem lidar com isso com facilidade.

O token principal da Celo, CELO, é um token utilitário padrão usado para segurança, transações e recompensas. A rede também usa cUSD, cEUR e cREAL como stablecoins. Esses tokens são gerados pelos usuários e possuem uma indexação estável semelhante ao token DAI da MakerDAO. Além disso, as transações realizadas com a stablecoin Celo podem ser pagas com qualquer outro ativo da Celo.

A volatilidade e a dificuldade de entrada no mercado de criptomoedas desencorajarão muitas pessoas, e o objetivo do uso de sistemas de endereços e stablecoins pela Celo é melhorar a conveniência e, assim, promover a criptomoeda.

THORChain

THORChain é uma plataforma de negociação descentralizada (DEX) sem permissão e entre cadeias. Esta rede de Camada 1 é construída usando o Cosmos SDK e verifica as transações por meio do mecanismo de consenso Tendermint. O principal objetivo do THORChain é alcançar liquidez descentralizada entre cadeias, eliminando o processo de indexação ou empacotamento de ativos, para que os investidores entre cadeias não precisem arcar com os riscos adicionais trazidos por ambos.

Durante a operação, o THORChain desempenha o papel de administrador de cofre, criando liquidez descentralizada e removendo intermediários centralizados, supervisionando o acesso e a retirada. RUNE é o token nativo do THORChain e é usado para pagar taxas de transação, participar da governança, verificar transações e proteger a segurança da rede. 

O modelo Automated Market Maker (AMM) do THORChain usa RUNE como moeda base, e os usuários podem usar RUNE para trocar por quaisquer outros ativos suportados. Até certo ponto, a operação do projeto é semelhante ao Uniswap cross-chain. RUNE serve como ativo de liquidação e ativo seguro do pool de liquidez do projeto.

Kava

Kava é um blockchain de Camada 1 que combina a velocidade e interoperabilidade do Cosmos com o suporte de desenvolvedor do Ethereum. A rede Kava utiliza uma arquitetura de “cadeia comum”, que se caracteriza por fornecer diferentes cadeias para os ambientes de desenvolvimento EVM e Cosmos SDK. Com o suporte do IBC na cadeia comum do Cosmos, os aplicativos descentralizados implantados pelos desenvolvedores podem funcionar perfeitamente entre os ecossistemas Cosmos e Ethereum.​

Kava usa o mecanismo de consenso Tendermint PoS para fornecer forte escalabilidade para aplicativos na cadeia comum EVM. A Rede Kava é financiada pela KavaDAO, e o mecanismo público de incentivo ao desenvolvedor na rede da rede recompensa os 100 principais projetos em cada cadeia comum com base no uso do projeto. 

Kava suporta dois tokens, nomeadamente o token de utilidade original e o token de governança KAVA, e o stablecoin USDX atrelado ao dólar americano. KAVA é usado para pagar taxas de transação e os validadores podem apostar tokens para gerar consenso de rede. Os usuários podem confiar seus tokens KAVA prometidos a validadores e ganhar uma parte dos tokens KAVA emitidos. As partes interessadas e os validadores também podem votar nas propostas de governação e determinar os parâmetros da rede. 

IoTeX

Fundada em 2017, a IoTeX é uma rede Layer 1 focada na integração de blockchain e Internet das Coisas. Os usuários da IoTeX podem controlar os dados gerados pelo dispositivo e deixar a máquina fornecer suporte para DApps, ativos e serviços. As informações pessoais dos usuários têm um certo valor, e o gerenciamento das informações por meio do blockchain pode garantir a segurança das informações.

A IoTeX combina software e hardware para fornecer uma nova solução para controlar a privacidade e os dados sem sacrificar a experiência do usuário. Os usuários podem ganhar ativos digitais usando dados do mundo real usando um sistema chamado MachineFi.

A IoTeX lançou dois produtos de hardware notáveis, nomeadamente Ucam e Pebble Tracker. Ucam é uma câmera de segurança residencial avançada que oferece aos usuários visibilidade de sua casa de qualquer lugar e total privacidade de dados. Pebble Tracker é um sistema de posicionamento global inteligente que suporta 4G e possui funções de rastreamento. Ele pode não apenas rastrear dados de GPS, mas também dados ambientais em tempo real, incluindo temperatura, umidade e qualidade do ar.

No que diz respeito à arquitetura blockchain, existem muitos protocolos de Camada 2 baseados nela na IoTeX. Blockchain fornecerá ferramentas para criar redes personalizadas usando IoTeX para confirmação final. Essas cadeias também podem interagir e compartilhar informações através da IoTeX. Os desenvolvedores podem criar facilmente novas subcadeias para atender às necessidades específicas de seus próprios dispositivos IoT. O token IOTX da IoTeX é usado para pagar taxas de transação, staking, governança e validação de rede.

Resumir

Existem várias redes de Camada 1 e protocolos de Camada 2 no ecossistema blockchain atual. Embora seja fácil ficar confuso, depois de dominar os conceitos básicos, você poderá compreender facilmente a arquitetura geral. Ao trabalhar em novos projetos de blockchain, especialmente aqueles focados em interoperabilidade de rede e soluções cross-chain, é útil dominar os conceitos subjacentes.