Os blockchains de camada 1 (L1) são a camada primária das redes de blockchain, frequentemente chamadas de blockchains base. Eles são construídos para fornecer uma infraestrutura segura e descentralizada para transações de criptomoedas digitais, criando uma base sobre a qual redes adicionais e aplicativos de blockchain podem ser desenvolvidos. Sua principal função é permitir a troca segura de valores sem depender de intermediários, como bancos. As redes de camada 1 compreendem elementos vitais, incluindo o protocolo de blockchain, mecanismos de consenso e criptomoedas nativas, todos os quais trabalham juntos para validar transações e manter a integridade da rede de criptomoedas.

Os blockchains L1 desempenham funções-chave que garantem operações de rede suaves. Essas funções incluem validação de transações, segurança de rede por consenso e descentralização para evitar a centralização por qualquer entidade única. Ao validar e registrar diretamente cada transação, as redes L1 criam um ambiente seguro e transparente para os usuários. Bitcoin e Ethereum são exemplos amplamente reconhecidos de blockchains L1, cada um abordando segurança, escalabilidade e descentralização de maneiras distintas.

Características essenciais das blockchains de camada 1

Mecanismos de Consenso

Mecanismos de consenso são processos usados ​​por redes Layer-1 para validar transações, formar novos blocos e proteger a rede. Dois tipos comuns são Proof of Work (PoW) e Proof of Stake (PoS).

O blockchain do Bitcoin, por exemplo, opera em PoW, onde mineradores competem para resolver quebra-cabeças matemáticos complexos para verificar transações e criar novos blocos. Validadores em PoW recebem recompensas por adicionar blocos legítimos ao blockchain, o que mantém a segurança e a consistência da rede. Cada bloco contém um conjunto de transações verificadas, tornando-se uma parte permanente do blockchain uma vez adicionado.

O Ethereum, no entanto, mudou para PoS, onde os validadores fazem stake de ativos para participar da validação de transações, promovendo eficiência energética e escalabilidade. Os validadores criam novos blocos verificando transações e protegendo a integridade do blockchain. O staking promove comportamento honesto, pois ações maliciosas podem resultar na perda de tokens staked. Isso, combinado com soluções de Camada 2 como rollups, permite que o Ethereum lide com mais transações com taxas mais baixas.

Escalabilidade e Fragmentação

Escalabilidade representa um grande desafio para blockchains de Camada 1, pois eles podem ter dificuldades para lidar com um alto volume de transações. Sharding é uma técnica empregada para aumentar a escalabilidade dividindo a rede em subconjuntos menores chamados shards, que processam transações simultaneamente, aumentando o rendimento do blockchain. Essa técnica permite mais transações simultâneas, reduzindo o congestionamento frequentemente visto em blockchains de L1, como Ethereum e Bitcoin.

Segurança e Descentralização

No centro dos blockchains Layer-1 está a segurança, garantindo que todas as transações registradas no blockchain permaneçam seguras e imutáveis. A estrutura descentralizada dessas redes impede o controle por qualquer entidade única, estabelecendo um sistema transparente e confiável. Cada nó da rede retém uma cópia do blockchain, exigindo consenso sobre a validade da transação, o que complica ataques maliciosos.

Contratos inteligentes

Contratos inteligentes são um recurso essencial de várias blockchains de Camada 1, notavelmente Ethereum. Esses são contratos autoexecutáveis ​​com termos diretamente incorporados no código, permitindo que aplicativos descentralizados (dApps) operem sem intermediários. Contratos inteligentes permitem diversos casos de uso, desde a criação de tokens (por exemplo, tokens ERC-20) até finanças descentralizadas (DeFi) e tokens não fungíveis (NFTs). A capacidade de desenvolver e executar contratos inteligentes em redes de Camada 1 expande muito os aplicativos de blockchain além de transações simples.

Exemplos de Blockchains L1

Bitcoin

Bitcoin (BTC) é o blockchain original Layer-1 e a primeira aplicação prática de moeda digital descentralizada. Utilizando o consenso de Proof of Work (PoW), o Bitcoin prioriza a segurança e a descentralização. Seu principal propósito é permitir transações de criptomoeda peer-to-peer sem autoridade central, oferecendo um método de transferência de valor sem confiança. O BTC é amplamente usado para pagamentos digitais, como reserva de valor e como proteção contra inflação.

Para lidar com as limitações de escalabilidade, várias soluções Layer-2 foram introduzidas no Bitcoin. Essas soluções melhoram as velocidades de transação e reduzem as taxas ao processar transações off-chain, com liquidação final no blockchain principal. Um exemplo notável é a Lightning Network, que facilita transações de Bitcoin mais rápidas e de menor custo ao criar canais off-chain entre usuários, reduzindo a tensão no blockchain principal e melhorando a escalabilidade.

Ethereum

Ethereum, outra blockchain líder de Layer-1, foi pioneira em contratos inteligentes, facilitando aplicativos descentralizados (dApps) e outros usos como tokens não fungíveis (NFTs), tokens ERC-20, projetos DeFi e transações cripto. Tokens populares como USDT (Tether) e Chainlink (LINK) são construídos no Ethereum, alavancando seus recursos de contrato inteligente.

Inicialmente usando Proof of Work, o Ethereum fez a transição para Proof of Stake para melhor escalabilidade e consumo de energia reduzido. Os rollups de camada 2 aumentam ainda mais a escalabilidade do Ethereum ao processar transações fora da cadeia principal e registrá-las em L1, aumentando significativamente o rendimento das transações e reduzindo custos. A rede de camada 1 do Ethereum continua essencial para a execução de contratos inteligentes e suporta inovações como NFTs, DeFi e tokens ERC-20, ampliando as possibilidades da tecnologia blockchain além das transações básicas.

Solana

Solana é um blockchain Layer-1 de alto desempenho desenvolvido para fornecer infraestrutura rápida, segura e escalável para aplicativos descentralizados. Em contraste com Bitcoin e Ethereum, que enfrentam limitações de escalabilidade devido aos seus mecanismos de consenso, Solana combina Proof of History (PoH) com Proof of Stake (PoS) para atingir maior rendimento de transações. Este design permite que Solana processe milhares de transações por segundo, posicionando-a entre as redes de blockchain mais rápidas.

Solana ganhou popularidade por hospedar aplicativos descentralizados, particularmente aqueles associados a NFTs e moedas meme. Suas baixas taxas de transação e alta velocidade o tornam uma escolha preferida para desenvolvedores, especialmente para projetos que exigem altas taxas de transação sem altas taxas de gás.

TON Blockchain

TON (The Open Network) é uma blockchain Layer-1 em ascensão focada em fornecer experiências de blockchain escaláveis ​​e amigáveis ​​ao usuário. Originalmente desenvolvida pelo Telegram, a TON visa dar suporte a transações rápidas e dApps, com forte integração do usuário em mente.

A TON emprega o consenso Proof of Stake Byzantine Fault Tolerant (BFT) para manter a escalabilidade e a segurança da rede. Um recurso exclusivo da TON é sua integração com o Telegram, criando uma experiência de usuário perfeita que inclui recursos como jogos de toque para ganhar, tornando-a mais acessível aos usuários comuns. A TON se destaca na indústria de criptomoedas em comparação com blockchains tradicionais como Bitcoin ou Ethereum.

Benefícios e desafios dos blockchains de camada 1

Benefícios

Os blockchains L1 oferecem a infraestrutura fundamental para redes blockchain, fornecendo um ambiente seguro e descentralizado para transações de criptomoedas. Eles permitem que os usuários transfiram valor com segurança, implantem dApps e criem ativos digitais sem autoridades centrais. Ao remover intermediários, os blockchains L1 reduzem os riscos de fraude, garantem transparência e melhoram a eficiência das transações financeiras. Eles também fornecem uma base para inovações como contratos inteligentes e DeFi, tornando-os essenciais para o desenvolvimento da tecnologia blockchain.

Desafios

Apesar de seus benefícios, os blockchains Layer-1 enfrentam problemas significativos de escalabilidade. Conforme o número de usuários cresce, processar cada transação na camada base pode resultar em congestionamento de rede e taxas de transação mais altas. Isso faz parte do "trilema do blockchain", que aponta para a dificuldade de atingir descentralização, segurança e escalabilidade simultaneamente.

Para enfrentar esses desafios, muitas redes Layer-1 exploram soluções como aprimoramentos Layer-2 e atualizações on-chain para aumentar a escalabilidade, preservando a segurança e a descentralização. Outro desafio é o alto uso de energia em redes proof-of-work como o Bitcoin, estimulando o desenvolvimento de alternativas energeticamente eficientes, como o Proof of Stake, para aumentar a sustentabilidade do blockchain.

Conclusão

Os blockchains de camada 1 formam a base do ecossistema de blockchain, fornecendo a infraestrutura crucial para transações seguras e descentralizadas. Embora os desafios de escalabilidade permaneçam, inovações como sharding e a mudança para Proof of Stake abordaram algumas limitações. Do Bitcoin ao Ethereum e além, os blockchains de camada 1 continuam a ser instrumentais no progresso da tecnologia blockchain, abrindo caminho para finanças descentralizadas, contratos inteligentes e muito mais.