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A primeira camada inclui as principais redes como Bitcoin, BNB e Ethereum e sua infraestrutura subjacente. Os blockchains da camada 1 são capazes de validar e concluir transações sem o envolvimento de outra rede. O desenvolvimento da blockchain Bitcoin mostrou que é bastante difícil melhorar a escalabilidade das redes da camada 1. Como solução, os desenvolvedores criaram protocolos da Camada 2 que contam com a segurança e o consenso da rede da Camada 1. Lightning Network é um exemplo de protocolo de camada 2. Ele permite que os usuários façam transações livremente sem registrar informações no blockchain público.
Introdução
Camada Um e Camada Dois são termos que ajudam a compreender a arquitetura de vários blockchains, projetos e ferramentas de desenvolvedor. Para entender a conexão entre Polygon e Ethereum ou Polkadot e seus parachains, é necessário estudar as diferentes camadas do blockchain.
Qual é o primeiro nível
As redes da camada 1 são os principais blockchains, que incluem BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) e Solana. Eles são classificados como nível um porque servem como as principais redes em seu ecossistema. Além deles, também existem soluções off-chain - blockchains de segundo nível construídos sobre os principais.
Em outras palavras, o protocolo da camada 1 processa e completa transações em seu próprio blockchain. Ele também possui um token nativo usado para pagar taxas de transação.
Escala de nível 1
Um problema comum com redes da Camada 1 é a incapacidade de escalar. Bitcoin e outros grandes blockchains lutam para processar transações durante períodos de alta demanda. Isso ocorre porque o Bitcoin usa um mecanismo de consenso de Prova de Trabalho (PoW), que requer recursos computacionais significativos.
Embora a Prova de Trabalho forneça descentralização e segurança, muitas vezes ela torna a rede lenta quando o volume de transações se torna muito grande. Como resultado, isso leva a maiores tempos de confirmação de transações e maiores custos de comissão.
Os desenvolvedores de Blockchain têm trabalhado em maneiras de aumentar a escalabilidade há muitos anos, mas ainda não chegaram a uma solução comum. As soluções possíveis para o escalonamento de nível 1 incluem:
1. Aumentar o tamanho do bloco para processar mais transações em cada bloco.
2. Mudanças no mecanismo de consenso, como na próxima atualização do Ethereum 2.0.
3. Uso de sharding – uma forma de divisão de banco de dados.
A implementação de melhorias para o primeiro nível é bastante difícil, uma vez que nem todos os utilizadores da rede concordarão com elas. Isso poderia levar a uma divisão da comunidade ou a um hard fork, como aconteceu com Bitcoin e Bitcoin Cash em 2017.
Seg Wit
Um exemplo de solução para dimensionar redes da camada 1 é uma atualização do protocolo SegWit. Ele conseguiu aumentar o rendimento do Bitcoin alterando a forma como os dados do bloco são organizados (eliminando assinaturas digitais para entrada de transações). A atualização liberou espaço para transações em blocos sem afetar a segurança da rede. O SegWit foi implementado por meio de um soft fork compatível com versões anteriores. Isso significa que mesmo os nós Bitcoin que ainda não passaram pela atualização são capazes de processar transações.
O que é fragmentação de nível 1?
Sharding é uma solução popular de escalonamento de camada 1 usada para aumentar o rendimento das transações. É uma forma de particionamento de banco de dados que pode ser aplicada a livros-razão distribuídos em blockchain. Para distribuir a carga de trabalho e aumentar a velocidade das transações, a rede e seus nós são divididos em diferentes fragmentos. Cada fragmento gerencia um subconjunto de atividades de rede, ou seja, possui suas próprias transações, nós e blocos separados.
A fragmentação elimina a necessidade de os nós armazenarem uma cópia completa de todo o blockchain. Em vez disso, cada nó reporta à cadeia principal o trabalho realizado, compartilhando o estado dos dados locais, incluindo equilíbrio de endereços e outras métricas importantes.
Primeiro nível e segundo nível
O primeiro nível tem certas limitações tecnológicas que são quase impossíveis de contornar na blockchain principal. Por exemplo, Ethereum está planejando uma atualização para Proof of Stake (PoS), mas o processo levou anos para ser desenvolvido.
Alguns casos de uso simplesmente não são compatíveis com a primeira camada devido a problemas de escalabilidade. Por exemplo, o Bitcoin não é adequado para jogos blockchain devido aos seus longos tempos de transação. Porém, o jogo ainda pode utilizar a segurança e descentralização do primeiro nível. Isso requer simplesmente a construção de uma solução de camada 2 sobre a rede principal.
Rede relâmpago
As soluções de segundo nível baseiam-se na primeira camada e utilizam-na para concluir transações. Um exemplo famoso é a Lightning Network. Durante períodos de alta demanda, as transações na rede Bitcoin podem levar várias horas para serem processadas. A Lightning Network, por outro lado, permite que os usuários façam pagamentos rápidos em Bitcoin fora da rede principal, transferindo apenas o saldo final para ela. Essencialmente, a atualização consolida todas as transações num registo final, poupando tempo e recursos.
Exemplos de Blockchains de Nível 1
Vejamos alguns exemplos de blockchains da camada 1. Eles vêm em uma variedade de variedades e muitos têm casos de uso exclusivos. Eles não estão limitados ao Bitcoin e ao Ethereum, com cada rede abordando as questões de descentralização, segurança e escalabilidade de forma diferente.
Elrond
Elrond é uma rede de camada 1 fundada em 2018 que usa sharding para melhorar o desempenho e a escalabilidade. O blockchain Elrond pode processar mais de 100.000 transações por segundo (TPS). Seus dois recursos exclusivos são o protocolo de consenso Secure Proof of Stake (SPoS) e a tecnologia Adaptive State Sharding.
Recurso Adaptive State Sharding - divisão e mesclagem de fragmentos conforme o número de usuários diminui e aumenta. Toda a arquitetura de rede usa fragmentação, incluindo seu estado e transações. Os validadores movem-se entre os fragmentos, evitando seu abuso.
EGLD é o token nativo da rede, usado para taxas de transação, implantação de DApps e recompensas de validadores. Além disso, a rede Elrond possui certificação Carbon Negative, pois compensa as emissões de CO2 de seu mecanismo PoS.
Harmonia
Harmony é uma rede de camada 1 com um mecanismo de consenso de Prova Efetiva de Participação (EPoS) e suporte para fragmentação. A rede principal deste blockchain consiste em quatro fragmentos, cada um dos quais cria e verifica novos blocos em paralelo. Cada shard mantém sua própria velocidade, ou seja, todos podem ter diferentes alturas de bloco.
Para atrair desenvolvedores e usuários, o Harmony usa um modelo de financiamento entre cadeias. As pontes sem confiança com Ethereum (ETH) e Bitcoin desempenham um papel fundamental ao permitir que os usuários troquem tokens sem os riscos associados às pontes. A Harmony planeja escalar a Web3 por meio de organizações autônomas descentralizadas (DAOs) e provas de conhecimento zero.
O Harmony está ganhando popularidade entre os usuários à medida que fica claro que o futuro do DeFi (finanças descentralizadas) reside em capacidades multi e cross-chain. Esta rede concentra-se principalmente em infraestrutura NFT, ferramentas DAO e pontes entre protocolos.
Seu token nativo ONE é usado para pagar taxas de transação. Também pode ser apostado a participação no mecanismo de consenso e governança do Harmony. Por essas ações, os validadores da rede recebem recompensas em bloco e taxas de transação.
Testa
Celo é uma rede de camada 1 criada como resultado da bifurcação Go Ethereum (Geth) em 2017. No entanto, foram feitas algumas alterações significativas, incluindo a introdução de PoS e um sistema de endereço exclusivo. O ecossistema Celo Web3 inclui DeFi, NFTs e soluções de pagamento com mais de cem milhões de transações confirmadas. Os usuários Celo podem usar um número de telefone ou endereço de e-mail como chave pública. Blockchain funciona facilmente em computadores padrão e não requer hardware especial.
CELO é um token utilitário usado para pagar transações, fornecer segurança e recompensas. A rede Celo também possui stablecoins cUSD, cEUR e cREAL gerados pelo usuário. Suas ligações são mantidas por um mecanismo semelhante ao DAI da MakerDAO. Porém, as transações com stablecoins da Celo podem ser pagas com qualquer outro ativo da Celo.
O sistema de endereços CELO e as stablecoins visam aumentar a acessibilidade da rede para novos usuários que possam se sentir intimidados pela volatilidade do mercado de criptomoedas.
THORChain
THORChain é uma bolsa pública descentralizada de cadeia cruzada (DEX). É uma rede de primeira camada construída usando o Cosmos SDK. THORChain também usa o mecanismo de consenso Tendermint para validar transações. O principal objetivo do THORChain é fornecer liquidez descentralizada entre cadeias, sem a necessidade de vincular ou embrulhar ativos. A rede é popular entre investidores de cadeia cruzada, pois a necessidade de amarrar e embrulhar moedas traz riscos adicionais.
Essencialmente, o THORChain atua como um gerenciador de cofre que controla depósitos e retiradas. Isto ajuda a criar liquidez descentralizada e a eliminar intermediários centralizados. RUNE é o token nativo do THORChain, usado para taxas de transação, governança, segurança e verificação.
O modelo Automatic Market Maker (AMM) do THORChain usa RUNE como seu par base, permitindo que o token seja negociado por qualquer outro ativo suportado. De certa forma, o projeto funciona como uma cadeia cruzada Uniswap, com RUNE servindo como um ativo de liquidação e refúgio para pools de liquidez.
Kava
Kava é um blockchain de camada 1 que combina a velocidade e compatibilidade do Cosmos com o suporte ao desenvolvedor do Ethereum. A Kava Network possui um blockchain separado para os ambientes de desenvolvimento EVM e Cosmos SDK. O suporte IBC na cadeia Cosmos permite que os desenvolvedores implantem aplicativos descentralizados para interoperar perfeitamente entre os ecossistemas Cosmos e Ethereum.
Kava usa o mecanismo de consenso Tendermint PoS para fornecer escalabilidade poderosa de aplicativos dentro da cadeia EVM. A Rede Kava, financiada pela KavaDAO, também oferece incentivos abertos para desenvolvedores na rede, projetados para recompensar os cem principais projetos em cada cadeia com base no uso.
Essa rede possui KAVA, um token nativo que atua como token de utilidade e token de governança, bem como uma stablecoin USDX atrelada ao dólar americano. KAVA é usado para pagar taxas de transação e apostar ativos para alcançar o consenso da rede. Os usuários podem delegar o KAVA apostado aos validadores para receber uma parte do fornecimento do KAVA. Os stakeholders e validadores também podem votar em propostas de governança que determinam os parâmetros da rede.
IoTeX
IoTeX é uma rede de camada 1 fundada em 2017 com o objetivo de combinar blockchain com a Internet das Coisas. Ele dá aos usuários controle sobre os dados gerados por seus dispositivos, permitindo-lhes usar “DApps, ativos e serviços apoiados por máquina”. O mecanismo de rede garante o armazenamento e a segurança das informações de seus usuários.
A combinação de hardware e software IoTeX permitiu o desenvolvimento de uma nova solução para privacidade eficaz e gerenciamento de dados. O sistema resultante para derivar ativos digitais de dados reais é chamado MachineFi.
A IoTeX lançou dois produtos de hardware úteis conhecidos como Ucam e Pebble Tracker. Ucam é uma câmera de segurança residencial avançada que permite monitorar o que está acontecendo em sua casa de qualquer lugar e com total privacidade. Pebble Tracker é um GPS inteligente 4G com funcionalidade de rastreamento e controle. Ele rastreia não apenas dados de GPS, mas também condições climáticas em tempo real, incluindo temperatura, umidade e qualidade do ar.
A IoTeX possui vários protocolos de camada 2 construídos sobre ela. Blockchain fornece as ferramentas para criar redes personalizadas que usam IoT para conclusão. Essas cadeias também podem interagir entre si e trocar informações através da IoTeX. Os desenvolvedores podem criar facilmente uma nova subcadeia para atender às necessidades específicas de um dispositivo IoT. As moedas IoTeX chamadas IOTX são usadas para pagar taxas de transação, staking, governança e validação de rede.
Resumo
O ecossistema blockchain moderno possui múltiplas redes de camada 1 e protocolos de camada 2. É fácil ficar confuso com eles, mas depois de compreender seus princípios, será mais fácil compreender sua estrutura. Este conhecimento pode ser útil na exploração de novos projetos de blockchain, especialmente quando envolvem interoperabilidade de rede e soluções cross-chain.