A disputa pela escalabilidade do Ethereum L2: Análise comparativa entre Optimistic e ZK-Rollups

Ethereum, como uma das plataformas mais ativas no atual campo da Blockchain, abriga uma grande quantidade de aplicações descentralizadas, desde Finanças Descentralizadas até NFT, com um ecossistema em plena expansão. No entanto, a prosperidade das transações na cadeia também trouxe alguns desafios inerentes, como altas taxas de transação devido à congestão da rede, tempos de transação prolongados e aumento das taxas de falha, fatores que afetam seriamente a disposição dos usuários em participar.

Para resolver esses problemas e manter as características distribuídas da cadeia principal, a comunidade adotou principalmente soluções de escalabilidade L2. O princípio central do L2 é transferir o cálculo e as transações da rede principal (L1) para a rede de segunda camada, submetendo apenas os resultados finais das transações à rede principal. Esse método não só melhora a eficiência das transações e reduz os custos, mas também preserva a segurança da rede principal.

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

Rollups Otimistas

Optimistic Rollups realizam todos os cálculos de transações e atualizações de estado na rede L2, e depois publicam em massa os dados originais das transações comprimidas na mainnet. Os nós L2 assumem por padrão que estas transações são válidas, a menos que alguém as conteste. Este método aumenta significativamente a velocidade e eficiência da confirmação de transações.

Após a submissão da transação, o validador tem sete dias para apresentar provas de fraude. Se uma transação problemática for encontrada, o lote correspondente e os lotes subsequentes serão revertidos, os nós mal-intencionados serão punidos, e o validador receberá uma recompensa. Se não forem recebidas provas de fraude dentro de sete dias, todas as transações serão confirmadas como legais.

A existência do mecanismo de "prova de fraude" em si possui um forte efeito dissuasor, na prática, há muito poucos nós que submetem provas de fraude ou são confirmados como maliciosos. As razões para essa situação incluem o fato de que o projeto em si foi amplamente testado, o alto custo de agir de forma maliciosa e as perdas econômicas e de reputação potenciais que superam em muito os pequenos ganhos que podem ser obtidos.

Na verdade, interrupções causadas por flutuações na rede e bugs de software são mais comuns do que o comportamento malicioso dos nós. A principal desvantagem dos Optimistic Rollups está nos problemas de fluxo de capital decorrentes do período de contestação de sete dias e nos potenciais riscos de centralização.

ZK-Rollups

Ao contrário dos Optimistic Rollups, os ZK-Rollups, ao submeter dados na cadeia, precisam incluir, além dos dados comprimidos, uma prova de validade. Isso significa que os ZK-Rollups realizam transações fora da cadeia e calculam a prova de validade antes da submissão oficial.

O conceito de tecnologia ZK surgiu antes do aparecimento da blockchain, mas seus cenários de aplicação são limitados pela complexidade do mundo real. A vantagem da aplicação da tecnologia ZK na blockchain é que pode limitar a complexidade dentro dos contratos inteligentes, necessitando apenas da validação de dados e cálculos na cadeia, sem depender de organizações ou indivíduos centralizados.

A complexidade dos ZK-Rollups reside na necessidade de compilar os dados e a lógica da execução das transações em complexos diagramas de circuitos lógicos, para depois utilizar um provador especializado para gerar resultados que possam ser verificados rapidamente por meio de cálculos criptográficos. Este processo geralmente requer uma poderosa capacidade de computação e compiladores e validadores especializados.

Custo Layer2

As redes L2 visam reduzir o custo de interação dos usuários na L1, mas elas próprias também têm custos.

Os custos dos Optimistic Rollups provêm principalmente de duas fontes: as taxas de transação ao submeter os dados de transação comprimidos ao L1, e os custos operacionais dos nós L2. Esses custos acabam sendo repassados para os usuários. A boa notícia é que a proposta EIP-4844 do Ethereum reduziu significativamente os custos de interação entre L2 e a rede principal. Além disso, a manutenção dos nós requer o bloqueio de grandes quantias de capital, o que pode fazer com que os investidores percam outras oportunidades.

Os principais custos dos ZK-Rollups vêm dos recursos computacionais, a geração de provas de conhecimento zero requer uma grande quantidade de recursos computacionais e hardware especializado. Assim como os Optimistic Rollups, também precisa suportar as taxas de transação para submeter dados na cadeia. Além disso, a necessidade de hardware especializado pode levar a uma maior centralização da rede.

Resumo

Optimistic Rollups e ZK-Rollups são soluções-chave no ecossistema Ethereum para enfrentar os desafios de escalabilidade. Com a implementação de atualizações como o EIP-4844 do Ethereum, os custos de publicação de dados em L2 foram significativamente reduzidos, o que irá liberar ainda mais o potencial de ambas as soluções, impulsionando o desenvolvimento e a inovação contínuos do ecossistema Ethereum.