O caminho da escalabilidade do Ethereum: explorando soluções L2

Ethereum, como uma das principais plataformas no campo da blockchain, abriga uma grande quantidade de aplicações descentralizadas, desde DeFi até NFT, com um ecossistema em pleno crescimento. No entanto, com a prosperidade das transações na cadeia, surgiram alguns desafios inerentes, como o aumento das taxas de transação devido à congestionamento da rede, o prolongamento do tempo de processamento e o aumento da taxa de falhas, problemas que afetam seriamente a disposição dos usuários em participar.

Para enfrentar esses desafios e manter as características distribuídas da cadeia principal, a comunidade propôs uma solução de escalabilidade L2. A ideia central do L2 é transferir o cálculo e as transações da rede principal (L1) para uma rede de segunda camada, enviando apenas o resultado final para a rede principal. Esse método não apenas melhora a eficiência das transações e reduz os custos, mas também herda a segurança da rede principal.

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

Rollups Otimistas

Os OP-Rollups realizam o cálculo de transações e atualizações de estado na rede L2, e depois publicam em massa os dados originais comprimidos na mainnet. Este método assume que todas as transações são válidas, a menos que alguém as conteste. Esta abordagem "otimista" aumenta significativamente a velocidade e eficiência da confirmação das transações.

Após a submissão da transação, os validadores têm sete dias para apresentar provas de fraude. Se um problema for encontrado, o contrato inteligente irá validar a transação especificada. Uma vez confirmado que há um problema, o lote relacionado e os lotes subsequentes serão revertidos, e o nó malicioso será punido, enquanto os validadores receberão recompensas. Se não houver provas de fraude recebidas dentro de sete dias, a transação será confirmada como legítima.

A própria existência do mecanismo de "prova de fraude" exerce um poderoso efeito dissuasor; na prática, muito poucos nós apresentam provas de fraude. Isso se deve aos testes completos do projeto, ao rigoroso mecanismo de penalização, e às perdas econômicas e de reputação decorrentes de ações maliciosas que superam amplamente os potenciais ganhos.

As desvantagens principais dos OP-Rollups são o período de contestação de sete dias que pode afetar a circulação de fundos e a existência de certos riscos de centralização.

Rollups de Conhecimento Zero

Ao contrário dos OP-Rollups, os ZK-Rollups precisam de uma prova de validade ao enviar dados. Este método também processa transações fora da cadeia, mas antes de enviar, é necessário calcular a prova de validade.

A tecnologia ZK já existia antes do surgimento da blockchain, mas sua aplicação era limitada pela complexidade do mundo real. A vantagem da blockchain é que ela pode restringir a complexidade dentro de contratos inteligentes, precisando apenas validar os dados e cálculos na cadeia, sem depender de organizações ou indivíduos centralizados.

A complexidade dos ZK-Rollups reside na necessidade de compilar circuitos lógicos complexos com base nos dados de transação e na lógica de execução, e depois gerar resultados que possam ser verificados rapidamente através de cálculos criptográficos. Isso geralmente requer compiladores e validadores especializados para ser realizado.

Considerações de custo da Layer 2

Os custos dos OP-Rollups vêm principalmente de dois aspectos: as taxas de transação para submeter dados comprimidos ao L1 e os custos operacionais dos nós L2. A boa notícia é que o plano EIP-4844 do Ethereum reduziu significativamente as taxas de interação entre L2 e a rede principal. No entanto, a manutenção dos nós requer o bloqueio de uma grande quantidade de fundos, 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 poder de cálculo e hardware especializado. Ao mesmo tempo, também precisa arcar com as taxas de transação para enviar dados para a cadeia. A demanda por hardware especializado pode levar a uma maior centralização da rede.

Conclusão

Quer se trate de OP-Rollups ou ZK-Rollups, ambos são soluções importantes para o ecossistema Ethereum enfrentar os desafios de escalabilidade. Com a implementação de atualizações como o EIP-4844 do Ethereum, os custos de publicação de dados do L2 foram significativamente reduzidos, o que irá liberar ainda mais o potencial de ambas as soluções, promovendo o desenvolvimento contínuo e a inovação do ecossistema Ethereum.