Os protocolos de Layer-2 em blockchain são construídos para funcionar sobre outra rede já existente, a layer-1.
Seu objetivo é dar suporte ou proporcionar alguma funcionalidade extra para a camada principal. Os protocolos de camada 2 partem do princípio de que não precisamos criar uma rede nova para cada uso diferente que desenvolvamos.
A diversidade costuma ser boa, mas ter ziles de redes diferentes compromete a liquidez, dificulta a interoperabilidade e obriga que tenhamos que nos preocuparmos com a segurança de todas as blockchains ao mesmo tempo.
➡️ Neste sentido, as soluções de segunda camada entregam novas funcionalidades para uma rede de blocos existente aproveitando a segurança da primeira camada.
Por que precisamos de soluções de segunda camada?
A blockchain, como qualquer outra tecnologia, está sempre em busca de melhorar e superar suas limitações. Graças à descentralização e ao fácil que é superar a barreira de entrada do desenvolvimento de novos projetos em blockchain, é possível inovar mais rápido que em muitas outras indústrias.
E se queremos continuar com a massificação da adoção das blockchains, precisamos resolver alguns problemas, como a escalabilidade, os custos, a facilidade de uso, a privacidade, entre outras coisas.
Com vocês: os protocolos de segunda camada
Hoje em dia, a principal função das soluções de segunda camada é melhorar a escalabilidade das blockchains. De fato, este é um dos principais desafios da tecnologia dos bancos de dados descentralizados.
Vamos entender isso um pouco melhor?
Em bancos de dados centralizados, temos somente uma entidade que decide que informações serão incluídas. Para dar um exemplo, podemos falar do sistema financeiro atual: o banco é quem decide quais transações são válidas e salva cada uma delas na database.
Este tipo de validação costuma ser bem mais rápida, já que depende somente de um servidor, o da instituição financeira. Por outro lado, se o servidor for invadido, as transações podem ser modificadas.
Já quando falamos de blockchains, eliminamos este risco intrínseco das redes centralizadas, já que criamos uma rede composta por vários nós (nodes), na qual cada nó verifica as transações de forma totalmente independente.
E como as decisões estão baseadas no consenso, alguém teria que manter o controle de 51% dos nós para realizar alguma modificação mal-intencionada na rede.
A questão aqui é a seguinte: ainda que este tipo de abordagem seja muito segura, também implica na necessidade de que cada nó verifique todas as transações, o que torna o processo mais lento e oneroso.
🚩 É por isso que a escalabilidade em blockchain é mais complicada e difícil do que em um sistema centralizado.
Exatamente para resolver esse problema, sem comprometer a descentralização (ou seja, a quantidade de nós), alguns protocolos de Layer-2 têm, como objetivo, aliviar a carga de trabalho da Layer-1.
Uma vez que a mainnet tem menos informações a validar, fica mais leve, rápida e barata. E foi assim que nasceram os rollups, ou seja, soluções de Layer-2 que processam as transações, compactam e só depois lançam tudo na Layer-1.
Dessa forma, não precisamos trabalhar a escalabilidade na Layer-1 e a mantemos segura e descentralizada, já que, depois, é só resolver tudo com os rollups.
Soluções mais populares de Layer-2
De longe, o maior desenvolvimento de Layer-2 que podemos encontrar atualmente está na blockchain Ethereum.
Um dos motivos é o fato de que a Ethereum é a rede mais usada para o desenvolvimento de smart contracts. Em números, a Ethereum literalmente domina o mercado das finanças descentralizadas com 65% dos aplicativos DeFi.
⚠️ Na Ethereum, as soluções de segunda camada podem ser divididas em dois grupos: Optimistic Rollups e Zero Knowledge (Zk) Rollups.
Ambos se centram em processar transações, compactá-las e salvar tudo na Layer-1 da Ethereum, mas essas soluções podem variar na forma como validam cada operação.
Vejamos como funciona cada uma?
Optimistic Rollups
Como o nome indica, os Optimistic Rollups são ‘otimistas’, ou seja, assumem, a princípio, que todas as transações são válidas.
Ao mesmo tempo, há operadores que monitoram as transações em busca de inconsistências. Quando detectam algum tipo de um movimento suspeito, apresentam uma prova de fraude e o modo de solução de disputas é ativado.
Nestes casos, a transação suspeita é replicada na rede Ethereum. Caso se confirme como fraude, a operação é ignorada e o validador que submeteu a transação é penalizado.
Este sistema funciona inclusive quando existe apenas um operador ético controlando as transações. Já que somente uma pequena quantidade de transações é processada na camada 1, os custos das operações diminuem drasticamente.
Vantagens
Os optimistic rollups são totalmente compatíveis com EVM, o que significa que podem interagir com os mesmos contratos inteligentes que a Ethereum. Qualquer projeto pode facilmente migrar da Layer-1 para a Layer-2.
Desvantagens
Devido ao sistema de prova de fraude, as retiradas dos Optimistic Rollups para a rede nativa da Ethereum podem demorar até uma semana.
Isto acontece porque os operadores precisam ter tempo suficiente para identificar possíveis transações fraudulentas. Ainda assim, existem protocolos que permitem retiradas instantâneas por uma pequena taxa.
⛓️ Exemplos: Optimism, Arbitrum.
Zero Knowledge(Zk) Rollups
No caso dos Zk Rollups, as transações de camada 2 passam por um sistema criptográfico complexo chamado Zero Knowledge Proof.
Essa tecnologia consegue provar que todas as transações são válidas sem mostrá-las por completo.
Em outras palavras, um grupo de transações é compactado para criar uma prova criptográfica das mesmas e da sua validade, que posteriormente é apresentada à cadeia principal da Ethereum (Layer-1).
Vantagens
Retiradas instantâneas para a rede nativa da Ethereum e a capacidade de processar mais transações por segundo (TPS) do que Optimistic Rollups.
Desvantagens
Devido à sua complexidade, é difícil fazer um ecossistema compatível com EVM utilizando Zk Rollups.
Por enquanto, são excelentes para transferências e intercâmbios, mas não para a implementação de contratos inteligentes mais complexos.
Ainda assim, há muitos projetos trabalhando para tornar os Zk Rollups compatíveis com a EVM e estão em constante progresso.
⛓️Exemplos: Loopring e ZkSync
As soluções de Layer-2 são redes com características e funções próprias que potencializam a segurança da blockchain principal, a Layer-1.
Atualmente, o desenvolvimento desse tipo de protocolo está centrado na escalabilidade para que redes descentralizadas possam ser mais seguras e baratas.
No futuro, nada impede que sejam usados para proporcionar usos ainda mais especializados à tecnologia blockchain.
