L2 e rollups: como eles funcionam, por que precisamos deles e o que vem a seguir (Helen Chmyhankova)

Autor: Roman Aliev (Diretor de Marketing Estratégico)

L2 é um nome coletivo para soluções que resolvem os problemas de escalabilidade e velocidade no blockchain, principalmente na rede Ethereum. Falaremos sobre os protocolos L2 mais populares, suas vantagens e desvantagens e o que acontecerá com eles agora
que Ethereum mudou para Prova de Participação. 

L2 e o trilema de Vitalik Buterin

Em 2016, o criador do Ethereum, Vitalik Buterin, descreveu pela primeira vez o chamado trilema blockchain. Tudo se resume à ideia de que um blockchain ideal deve ter três qualidades: descentralização,
escalabilidade e segurança. No entanto, é muito difícil conseguir todos os três ao mesmo tempo, por vários motivos. 

Descentralização: quanto mais nós houver em uma rede, mais difícil será para um ator mal-intencionado assumi-la. Mas à medida que você aumenta o número de nós, você precisa de cada vez mais recursos para que eles cheguem a um consenso, e isso desacelera a rede.

Segurança: mais uma vez, quando há muitos nós, a rede continuará funcionando mesmo que alguns deles quebrem ou sejam atacados. Mas a escalabilidade sofre: veja a questão da descentralização. 

Escalabilidade: você pode criar uma rede muito rápida se delegar todo o trabalho de validação de transações a um pequeno número de nós. Mas tal blockchain será centralizado e mais fácil de atacar. 

Ethereum é uma cadeia altamente descentralizada e segura. Mas sua escalabilidade tem sido um ponto delicado: uma única venda popular de tokens poderia paralisar completamente o blockchain, como aconteceu com o Outro lado
venda de terreno no metaverso na primavera de 2022. 

Demonstração do metaverso do outro lado. Crédito: Laboratórios Yuga

A transição para o Ethereum 2.0 deverá ajudar a resolver esta questão, e Vitalik Buterin acredita mesmo que a rede atingirá os 100,000 TPS. No entanto, isso só acontecerá após a introdução do sharding: a divisão do estado do blockchain em um número
de fragmentos que processarão transações em paralelo e se conectarão entre si por meio da Beacon Chain central. De acordo com Buterin, serão necessários 64 fragmentos para atingir os cobiçados 100 mil TPS.

Sharding é um dos tipos de soluções L2 (nível 2). Eles são chamados de Nível 2 porque ficam no topo do blockchain subjacente e assumem parte de suas transações. Os resultados são eventualmente registrados na blockchain principal, mas essas transações
são processados ​​e confirmados fora dele. Isso ajuda a tornar o sistema escalável, o que significa que seu desempenho não é prejudicado quando a carga aumenta. 

Tipos de L2 e suas desvantagens

Sharding

Voltando ao sharding, devemos observar que não há um prazo definido para sua implementação no Ethereum; em algum momento de 2023 é a previsão mais recente. Alguns blockchains já usam sharding, incluindo NEAR (tão
muito no nível do estado do blockchain, não no processamento de transações) e Polkadot (sob o nome de parachains).

O sharding tem seus problemas, a comunicação entre os shards e a segurança são os maiores deles. É mais fácil quebrar um fragmento do que o blockchain principal. Em Polkadot e Kusama, este risco é parcialmente compensado pela Relay Chain central que fornece segurança compartilhada
para todos os pára-quedas. 

Correntes laterais

Uma sidechain é uma blockchain separada que está ligada à cadeia L1 principal, mas possui seu próprio sistema de segurança. O exemplo mais conhecido é o Polygon, lançado em 2017 como uma cadeia lateral Ethereum chamada Matic Network. Desde então, a Polygon tornou-se uma empresa independente
ecossistema com mais de 37,000 dApps, e ninguém mais chama isso de sidechain. 

Aqui estão mais alguns exemplos de sidechain:

• Immutable X (Ethereum) – centralizado e sem taxas, é voltado principalmente para projetos de jogos.
• Ronin (Ethereum) — uma cadeia lateral criada para Axie Infinity, seu mercado NFT e seu Katana DEX.
• WAX (EOS) – mais uma cadeia lateral de jogos, hospeda Alien Worlds e Farmers World, entre outros. 

Crédito: Dapp Radar

Canais estaduais

Este tipo de solução L2 implica que dois participantes abram um canal e troquem ativos. Isto é conveniente quando dois endereços realizam muitas transferências entre si. Quando um canal não for mais necessário, ele poderá ser fechado, momento em que todas as transações
estão comprometidos com a cadeia principal. 

A solução mais popular nesta categoria é a Lightning Network do Bitcoin. Em particular, as dicas de BTC no Twitter usam este protocolo.

Acumulações

Canais, sidechains e shards já existem há algum tempo. A última tendência, que se espalhou como um incêndio em 2021, são os rollups, como Arbitrum e Optimism. Estas são blockchains separadas que processam transações fora da cadeia principal, reúnem
eles em lotes e enviam esses dados para o blockchain principal. 

A principal diferença entre sidechains e rollups é que estes últimos fornecem à cadeia principal provas criptográficas que permitem verificar a “honestidade” (correção dos dados) do rollup sem verificar as próprias transações. 

Por sua vez, os rollups vêm em dois tipos: otimistas e ZK, ou conhecimento zero.

Otimista: esses rollups assumem que todas as transações são válidas e as transmitem para o blockchain principal quase sem processamento adicional. O rollup só realizará uma verificação se alguém contestar os resultados. Essa abordagem aumenta a escalabilidade e
reduz drasticamente os custos do gás, mas pode levar uma semana ou mais para transferir fundos do rollup para o Ethereum. Os rollups otimistas mais conhecidos são Optimism e Arbitrum, bem como MetisDAOGenericName e Boba. 

Arbitrum e Optimism estão entre os 10 maiores blockchains. Crédito: DeFiLlama

Rollups ZK: eles validam transações usando provas criptográficas complexas e transmitem essas provas para a rede principal Ethereum junto com os lotes de transações. ZK significa “conhecimento zero”, o que significa que a cadeia principal pode verificar se
as provas e os dados estão corretos sem saber nada sobre seu conteúdo. 

Esse sistema é mais seguro e a transferência de ativos para a cadeia principal leva menos tempo do que no caso de rollups otimistas. O outro lado é que os rollups ZK podem ter problemas para trabalhar com contratos inteligentes DeFi. 

Rollups ZK são usados ​​em X imutável; além disso, Polygon, Matter Labs e StarkWare estão trabalhando em compatível com EVM
Soluções ZK. 

Qual é a importância dos L2 para usuários regulares?

Até agora discutimos teoria, mas e a prática? Como um usuário comum pode experimentar soluções L2 – ou deveria?

Polygon, Arbitrum e Optimism são alternativas mais baratas ao Ethereum que suportam os mesmos grandes dApps, como Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi, etc. Se você gosta de trocar tokens em DEXes, comprar NFTs, ganhar com produção agrícola, etc. , mas não gosto
pagando até US$ 5 por transação, você deve experimentar essas redes L2. Você ficará satisfeito com as taxas baixas (US$ 0.1 ou menos) e o processamento rápido. 

Por outro lado, se você decidir jogar Axie Infinity, Alien Worlds, etc., você definitivamente conhecerá Ronin, Immutable X, WAX e outros L2s de jogos. 

Todos os L2s baseados em Ethereum que discutimos neste artigo podem ser adicionados ao MetaMask usando o recurso Adicionar Rede. Basta pesquisar no Google os parâmetros corretos para cada rede. 

Vitalik Buterin acredita que os rollups otimistas dominarão nos próximos anos, mas os rollups ZK passarão a desempenhar um papel fundamental no ecossistema
a longo prazo. Por enquanto, Polígono, Arbitrum e Otimismo classificação 6º, 7º e 8º na lista dos maiores blockchains, com um total combinado de US$ 3.7 bilhões em TVL — então eles definitivamente merecem sua atenção.