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Ethereum é a segunda criptomoeda mais reconhecida depois do Bitcoin. Ajudou a criar um sistema financeiro descentralizado, e grande parte da inovação no espaço cripto ainda gira em torno dele. Infelizmente, o Ethereum é vítima de seu próprio sucesso. A mainnet do Ethereum, também chamada de 'layer 1,' processa regularmente bem mais de 1 milhão de transações por dia, mas a demanda é muito maior que a capacidade. Isso faz com que a rede fique congestionada, o que, por sua vez, leva os preços do gás a níveis exorbitantes. À medida que o custo médio de transação na layer 1 aumenta, mais e mais pessoas são excluídas de usar aplicativos descentralizados como exchanges descentralizadas ou mercados de NFT.
Leia mais: O que é gás ETH e como as taxas funcionam no Ethereum?
Existem várias soluções de layer 2 no Ethereum. Vamos dar uma breve olhada em como cada uma dessas soluções aborda a escalabilidade do Ethereum.
Os canais são análogos a como a Lightning Network funciona para o Bitcoin. Essencialmente, os canais permitem que uma pessoa faça uma quantidade ilimitada de transações com outra pessoa, mas apenas a primeira e a última transação são submetidas ao blockchain. Como todas as outras transações são realizadas fora da cadeia, elas são incrivelmente rápidas e com taxas de transação muito baixas.
As desvantagens são semelhantes à Lightning Network do Bitcoin: você deve ter uma conexão com a pessoa com quem deseja transacionar, os fundos devem ser alocados para um canal e não podem ser retirados durante a duração do canal, e há muitas vulnerabilidades de segurança potenciais associadas a transações fora da cadeia.
Raiden é frequentemente chamado de Lightning Network do Ethereum.
Plasma é uma estrutura que permite a criação de cadeias filhas que usam a cadeia principal do Ethereum como uma camada de confiança e arbitragem. As cadeias filhas oferecem transações rápidas e de baixo custo, mas suportam apenas um número limitado de tipos de transações, como transferências básicas de tokens e swaps. A computação geral não é suportada. Outra desvantagem é que as retiradas da cadeia filha de volta para a mainnet do Ethereum estão sujeitas a longos tempos de espera, e alguém deve monitorar a rede para garantir que os fundos estejam seguros. O Plasma é uma tecnologia relativamente madura, então há vários projetos proeminentes implantados.
O projeto mais amplamente utilizado que implementa a estrutura Plasma é Polygon (MATIC).
O que constitui uma sidechain pode ser um tema de debate acirrado na comunidade cripto. Poderia ser argumentado que todas as soluções de layer-2 são sidechains, mas para esta seção, estamos falando especificamente sobre duas blockchains independentes. Elas se conectam através de um peg bidirecional e ambas as cadeias são compatíveis com a Ethereum Virtual Machine (EVM).
A tecnologia por trás das sidechains independentes é bem compreendida. Devido a isso, muitos projetos migraram para sidechains independentes como uma maneira rápida e pragmática de melhorar a velocidade de transação e reduzir os custos de transação. As sidechains independentes são responsáveis por sua própria segurança, o que significa que as sidechains são inevitavelmente menos seguras que o Ethereum, porque são menores. Além disso, um número menor de mineradores/validadores em uma sidechain significa que é mais viável para eles coordenar e roubar ativos.
xDAI é um exemplo proeminente de uma sidechain independente do Ethereum. Além disso, o popular jogo Axie Infinity é um bom exemplo de um projeto de layer-1 que mudou para uma sidechain independente para transações rápidas e econômicas.
Os rollups funcionam processando transações na layer 2, mas enviando dados para a layer 1. Isso permite que as transações sejam muito mais rápidas e baratas, mas ainda se beneficiam da segurança da mainnet do Ethereum.
Existem dois tipos de rollups: rollups otimistas e rollups de conhecimento zero (ZK).
O maior diferencial entre os rollups otimistas e os ZK rollups é que os rollups otimistas usam tecnologia criptográfica padrão. Já existe uma rede pública ao vivo que implementa rollups otimistas. Os rollups otimistas são compatíveis com EVM, então tudo o que é possível na layer 1 é possível na layer 2. A maior desvantagem é que, devido a um longo período de desafio, há longos tempos de espera para mover ativos entre a layer 1 e 2 (sete dias ou mais). O Polygon (MATIC) mencionado anteriormente atualmente utiliza rollups otimistas.
Os ZK rollups usam um novo tipo de tecnologia criptográfica. Não há soluções de layer-2 públicas ao vivo usando ZK rollups (a partir do terceiro trimestre de 2021), nem é provável que haja por algum tempo. Além disso, a computação necessária para fazer provas de conhecimento zero é muito alta, embora esteja diminuindo à medida que a tecnologia amadurece. Finalmente, algumas implementações de ZK rollups não são compatíveis com EVM. Ainda assim, os ZK rollups têm todos os benefícios dos rollups otimistas, além de não haver atraso na movimentação de ativos entre a layer 1 e 2.
Com o tempo, parece que os ZK rollups substituirão os rollups otimistas como a tecnologia de rollup preferida. De fato, o Polygon (MATIC), como exemplo, tem tecnologia ZK em seu roteiro.
Todas essas soluções não são mutuamente exclusivas. Seus pontos fortes e fracos se prestam a aplicações ou necessidades específicas do usuário. Como você pode ter notado com o Polygon, ele usa Plasma e rollups otimistas. O Polygon também usa Proof of Stake, que permite transações mais rápidas e baratas do que Proof of Work.
As soluções de layer-2 não são os únicos caminhos sendo perseguidos para aumentar a escalabilidade do Ethereum. Há também o ETH 2.0 e o sharding, que potencialmente trarão grandes ganhos em velocidade e redução de custos, ambos os quais podem ser adicionados à layer 1, layer 2 ou ambas.
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