Ethereum, como uma das plataformas mais ativas no atual campo da Blockchain, suporta uma multitude de aplicações descentralizadas, desde Finanças Descentralizadas até Tokens Não Fungíveis, com um ecossistema em pleno crescimento. No entanto, esta prosperidade também traz alguns desafios, como o aumento das taxas de lavagem de dinheiro devido à congestão da rede, tempos de processamento mais longos e aumento da taxa de falhas, o que impacta a disposição dos usuários em participar.
Para resolver esses problemas e manter as características distribuídas da cadeia principal, a comunidade adotou principalmente a solução de escalabilidade L2. A ideia central do L2 é transferir o cálculo e as transações da rede principal para a rede de segunda camada, enviando apenas o resultado final para a rede principal. Esse método pode aumentar a eficiência das transações, reduzir as taxas e ao mesmo tempo manter a segurança da rede principal.
Atualmente, as soluções L2 mais conhecidas incluem Rollups e sidechains. Os Rollups podem ser subdivididos em Rollups Otimistas (Optimistic Rollups) e Rollups de Conhecimento Zero (Zero-Knowledge Rollups, abreviados como ZK-Rollups).
A agregação otimista coloca todos os cálculos de transações e atualizações de estado na rede L2, e depois publica em massa os dados originais comprimidos na mainnet. Os nós L2 assumem por padrão que essas transações são válidas, adotando o princípio da "presunção de inocência". Este modelo economiza uma quantidade significativa de validações desnecessárias, aumentando significativamente a velocidade e a eficiência da confirmação das transações.
Após a submissão da transação, os validadores têm sete dias para apresentar provas de fraude. Se uma transação problemática for detectada, o contrato inteligente na L1 será validado. Uma vez confirmado que há um problema, o lote da transação e os lotes subsequentes serão revertidos, os nós maliciosos serão punidos, e os validadores receberão recompensas. Se não forem recebidas provas de fraude dentro de sete dias, todas as transações serão confirmadas como legítimas.
Na verdade, o efeito dissuasor do mecanismo de "prova de fraude" é muito maior do que seu efeito punitivo real. Atualmente, quase nenhum nó apresentou uma prova de fraude, quanto mais confirmar que um nó cometeu um crime. Isso se deve ao fato de que cada projeto foi amplamente testado, o custo de cometer fraudes é elevado, e as potenciais perdas econômicas e de reputação superam em muito os pequenos benefícios que poderiam ser obtidos.
Em comparação com a má conduta dos nós, os problemas causados por flutuações na rede ou bugs de software são mais comuns. A principal desvantagem da agregação otimista é que o período de desafio de sete dias pode afetar a rotação de fundos e existe um certo risco de centralização.
Ao contrário do resumo otimista, os ZK-Rollups precisam anexar uma prova de validade ao submeter dados. Eles também realizam transações fora da cadeia, mas antes da submissão formal, é necessário calcular uma 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 aplicação da tecnologia ZK na Blockchain é que ela pode restringir a complexidade dentro de contratos inteligentes, precisando apenas validar os dados e cálculos na Blockchain. Essa abordagem requer apenas a confiança nos contratos inteligentes descentralizados, sem a necessidade de depender de qualquer organização ou indivíduo centralizado.
A complexidade dos ZK-Rollups reside na necessidade de compilar os dados e a lógica da execução das transações em um circuito lógico complexo, que é então calculado criptograficamente por meio de um provador especializado, gerando resultados que podem ser verificados rapidamente. Este processo geralmente requer compiladores e validadores especializados para ser concluído.
Sobre a questão dos custos da rede L2, o resumo otimista envolve principalmente duas partes: a primeira é a taxa de transação ao submeter os dados de transação comprimidos ao L1; a segunda são os custos operacionais do nó L2. Esses custos serão finalmente repassados aos usuários. Vale ressaltar que o plano EIP-4844 do Ethereum já reduziu significativamente as taxas de interação entre L2 e a rede principal. Além disso, a manutenção dos nós exige o bloqueio de grandes quantias de fundos, o que pode levar os investidores a perder outras oportunidades.
Os principais custos dos ZK-Rollups provêm de recursos computacionais, a geração de provas de conhecimento zero requer uma grande quantidade de recursos computacionais e hardware especializado. Ao mesmo tempo, também é necessário assumir as taxas de transação para enviar dados para a cadeia. A demanda por hardware especializado pode levar a uma maior centralização da rede.
Quer se trate de sumários otimistas ou de ZK-Rollups, são soluções importantes que o ecossistema Ethereum utiliza para enfrentar os desafios de escalabilidade. Com a implementação de atualizações como a EIP-4844 do Ethereum, o custo de publicação de dados em L2 foi significativamente reduzido, o que irá liberar ainda mais o potencial de ambas as soluções.
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Análise profunda das soluções de escalabilidade L2 do Ethereum: Resumo otimista vs zk-SNARKs
Ethereum, como uma das plataformas mais ativas no atual campo da Blockchain, suporta uma multitude de aplicações descentralizadas, desde Finanças Descentralizadas até Tokens Não Fungíveis, com um ecossistema em pleno crescimento. No entanto, esta prosperidade também traz alguns desafios, como o aumento das taxas de lavagem de dinheiro devido à congestão da rede, tempos de processamento mais longos e aumento da taxa de falhas, o que impacta a disposição dos usuários em participar.
Para resolver esses problemas e manter as características distribuídas da cadeia principal, a comunidade adotou principalmente a solução de escalabilidade L2. A ideia central do L2 é transferir o cálculo e as transações da rede principal para a rede de segunda camada, enviando apenas o resultado final para a rede principal. Esse método pode aumentar a eficiência das transações, reduzir as taxas e ao mesmo tempo manter a segurança da rede principal.
Atualmente, as soluções L2 mais conhecidas incluem Rollups e sidechains. Os Rollups podem ser subdivididos em Rollups Otimistas (Optimistic Rollups) e Rollups de Conhecimento Zero (Zero-Knowledge Rollups, abreviados como ZK-Rollups).
A agregação otimista coloca todos os cálculos de transações e atualizações de estado na rede L2, e depois publica em massa os dados originais comprimidos na mainnet. Os nós L2 assumem por padrão que essas transações são válidas, adotando o princípio da "presunção de inocência". Este modelo economiza uma quantidade significativa de validações desnecessárias, aumentando significativamente a velocidade e a eficiência da confirmação das transações.
Após a submissão da transação, os validadores têm sete dias para apresentar provas de fraude. Se uma transação problemática for detectada, o contrato inteligente na L1 será validado. Uma vez confirmado que há um problema, o lote da transação e os lotes subsequentes serão revertidos, os nós maliciosos serão punidos, e os validadores receberão recompensas. Se não forem recebidas provas de fraude dentro de sete dias, todas as transações serão confirmadas como legítimas.
Na verdade, o efeito dissuasor do mecanismo de "prova de fraude" é muito maior do que seu efeito punitivo real. Atualmente, quase nenhum nó apresentou uma prova de fraude, quanto mais confirmar que um nó cometeu um crime. Isso se deve ao fato de que cada projeto foi amplamente testado, o custo de cometer fraudes é elevado, e as potenciais perdas econômicas e de reputação superam em muito os pequenos benefícios que poderiam ser obtidos.
Em comparação com a má conduta dos nós, os problemas causados por flutuações na rede ou bugs de software são mais comuns. A principal desvantagem da agregação otimista é que o período de desafio de sete dias pode afetar a rotação de fundos e existe um certo risco de centralização.
Ao contrário do resumo otimista, os ZK-Rollups precisam anexar uma prova de validade ao submeter dados. Eles também realizam transações fora da cadeia, mas antes da submissão formal, é necessário calcular uma 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 aplicação da tecnologia ZK na Blockchain é que ela pode restringir a complexidade dentro de contratos inteligentes, precisando apenas validar os dados e cálculos na Blockchain. Essa abordagem requer apenas a confiança nos contratos inteligentes descentralizados, sem a necessidade de depender de qualquer organização ou indivíduo centralizado.
A complexidade dos ZK-Rollups reside na necessidade de compilar os dados e a lógica da execução das transações em um circuito lógico complexo, que é então calculado criptograficamente por meio de um provador especializado, gerando resultados que podem ser verificados rapidamente. Este processo geralmente requer compiladores e validadores especializados para ser concluído.
Sobre a questão dos custos da rede L2, o resumo otimista envolve principalmente duas partes: a primeira é a taxa de transação ao submeter os dados de transação comprimidos ao L1; a segunda são os custos operacionais do nó L2. Esses custos serão finalmente repassados aos usuários. Vale ressaltar que o plano EIP-4844 do Ethereum já reduziu significativamente as taxas de interação entre L2 e a rede principal. Além disso, a manutenção dos nós exige o bloqueio de grandes quantias de fundos, o que pode levar os investidores a perder outras oportunidades.
Os principais custos dos ZK-Rollups provêm de recursos computacionais, a geração de provas de conhecimento zero requer uma grande quantidade de recursos computacionais e hardware especializado. Ao mesmo tempo, também é necessário assumir as taxas de transação para enviar dados para a cadeia. A demanda por hardware especializado pode levar a uma maior centralização da rede.
Quer se trate de sumários otimistas ou de ZK-Rollups, são soluções importantes que o ecossistema Ethereum utiliza para enfrentar os desafios de escalabilidade. Com a implementação de atualizações como a EIP-4844 do Ethereum, o custo de publicação de dados em L2 foi significativamente reduzido, o que irá liberar ainda mais o potencial de ambas as soluções.