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A camada 1 refere-se a uma rede base, como Bitcoin, BNB Chain ou Ethereum, e sua infraestrutura subjacente. Os blockchains da camada 1 podem validar e finalizar transações sem a necessidade de outra rede. Fazer melhorias na escalabilidade das redes da camada 1 é difícil, como vimos com o Bitcoin. Como solução, os desenvolvedores criam protocolos de camada 2 que dependem da rede de camada 1 para segurança e consenso. A Lightning Network do Bitcoin é um exemplo de protocolo de camada 2. Ele permite que os usuários façam transações livremente antes de gravá-las na cadeia principal.
Introdução
Camada 1 e camada 2 são termos que nos ajudam a compreender a arquitetura de diferentes blockchains, projetos e ferramentas de desenvolvimento. Se você já se perguntou sobre a relação entre Polygon e Ethereum ou Polkadot e seus parachains, aprender sobre as diferentes camadas do blockchain ajudará.
O que é a camada 1?
Uma rede de camada 1 é outro nome para um blockchain básico. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC) e Solana são todos protocolos de camada 1. Nós nos referimos a eles como camada 1 porque são as principais redes dentro de seu ecossistema. Em contraste com a camada 1, temos soluções fora da cadeia e outras soluções da camada 2 que são construídas sobre as cadeias principais.
Em outras palavras, um protocolo é a camada 1 quando processa e finaliza transações em seu próprio blockchain. Eles também têm seu próprio token nativo, usado para pagar taxas de transação.
Dimensionamento da camada 1
Um problema comum com redes de camada 1 é a sua incapacidade de escalar. O Bitcoin e outros grandes blockchains têm lutado para processar transações em tempos de maior demanda. O Bitcoin usa o mecanismo de consenso Prova de Trabalho (PoW), que requer muitos recursos computacionais.
Embora o PoW garanta descentralização e segurança, as redes PoW também tendem a desacelerar quando o volume de transações é muito alto. Isso aumenta o tempo de confirmação da transação e torna as taxas mais caras.
Os desenvolvedores de Blockchain têm trabalhado em soluções de escalabilidade há muitos anos, mas ainda há muita discussão sobre as melhores alternativas. Para dimensionamento da camada 1, algumas opções incluem:
1. Aumentar o tamanho do bloco, permitindo que mais transações sejam processadas em cada bloco.
2. Alterar o mecanismo de consenso usado, como na próxima atualização do Ethereum 2.0.
3. Implementação de fragmentação. Uma forma de particionamento de banco de dados.
As melhorias da camada 1 exigem um trabalho significativo para serem implementadas. Em muitos casos, nem todos os utilizadores da rede concordarão com a mudança. Isso pode levar a divisões na comunidade ou até mesmo a um hard fork, como aconteceu com Bitcoin e Bitcoin Cash em 2017.
Seg Wit
Um exemplo de solução de camada 1 para escalonamento é o SegWit (testemunha segregada) do Bitcoin. Isso aumentou o rendimento do Bitcoin, alterando a forma como os dados do bloco são organizados (as assinaturas digitais não fazem mais parte da entrada da transação). A mudança liberou mais espaço para transações por bloco sem afetar a segurança da rede. O SegWit foi implementado por meio de um soft fork compatível com versões anteriores. Isso significa que mesmo os nós Bitcoin que ainda não foram atualizados para incluir o SegWit ainda são capazes de processar transações.
O que é fragmentação da camada 1?
Sharding é uma solução popular de escalonamento de camada 1 usada para aumentar o rendimento das transações. A técnica é uma forma de particionamento de banco de dados que pode ser aplicada a livros-razão distribuídos em blockchain. Uma rede e seus nós são divididos em diferentes fragmentos para distribuir a carga de trabalho e melhorar a velocidade das transações. Cada fragmento gerencia um subconjunto de toda a atividade da rede, o que significa que possui suas próprias transações, nós e blocos separados.
Com o sharding, não há necessidade de cada nó manter uma cópia completa de todo o blockchain. Em vez disso, cada nó reporta o trabalho concluído à cadeia principal para compartilhar o estado de seus dados locais, incluindo saldo de endereços e outras métricas importantes.
Camada 1 vs. Camada 2
Quando se trata de melhorias, nem tudo pode ser resolvido na camada 1. Devido a restrições tecnológicas, certas mudanças são difíceis ou quase impossíveis de serem feitas na rede blockchain principal. Ethereum, por exemplo, está atualizando para Proof of Stake (PoS), mas esse processo levou anos para ser desenvolvido.
Alguns casos de uso simplesmente não funcionam com a camada 1 devido a problemas de escalabilidade. Um jogo blockchain não poderia usar a rede Bitcoin de forma realista devido aos longos tempos de transação. No entanto, o jogo ainda pode querer usar a segurança e a descentralização da camada 1. A melhor opção é construir sobre a rede com uma solução de camada 2.
Rede relâmpago
As soluções da camada 2 baseiam-se na camada 1 e dependem dela para finalizar suas transações. Um exemplo famoso é a Lightning Network. A rede Bitcoin sob tráfego intenso pode levar horas para processar transações. A Lightning Network permite que os usuários façam pagamentos rápidos com seus Bitcoins fora da cadeia principal, e o saldo final é reportado à cadeia principal posteriormente. Basicamente, isso agrupa as transações de todos em um registro final, economizando tempo e recursos.
Exemplos de blockchain da camada 1
Agora que sabemos o que é a camada 1, vejamos alguns exemplos. Há uma enorme variedade de blockchains da camada 1 e muitos oferecem suporte a casos de uso exclusivos. Nem tudo é Bitcoin e Ethereum, e cada rede tem soluções diferentes para o trilema da tecnologia blockchain de descentralização, segurança e escalabilidade.
Elrond
Elrond é uma rede de camada 1 fundada em 2018 que usa sharding para melhorar seu desempenho e escalabilidade. O blockchain Elrond pode processar mais de 100.000 transações por segundo (TPS). Seus dois principais recursos exclusivos são o protocolo de consenso Secure Proof of Stake (SPoS) e Adaptive State Sharding.
O Adaptive State Sharding acontece por meio de divisões e mesclagens de fragmentos à medida que a rede perde ou ganha usuários. Toda a arquitetura da rede é fragmentada, incluindo seu estado e transações. Os validadores também se movem entre os fragmentos, reduzindo a chance de uma aquisição maliciosa de um fragmento.
O token nativo EGLD de Elrond é usado para taxas de transação, implantação de DApps e recompensa de usuários que participam do mecanismo de validação da rede. Além disso, a rede Elrond é certificada como Carbono Negativo, pois compensa mais CO2 do que seu mecanismo PoS é responsável.
Harmonia
Harmony é uma rede de camada 1 de Prova Efetiva de Participação (EPoS) com suporte de fragmentação. A rede principal do blockchain possui quatro fragmentos, cada um criando e verificando novos blocos em paralelo. Um fragmento pode fazer isso em sua própria velocidade, o que significa que todos podem ter alturas de bloco diferentes.
Atualmente, o Harmony usa uma estratégia de “financiamento entre cadeias” para atrair desenvolvedores e usuários. As pontes confiáveis para Ethereum (ETH) e Bitcoin desempenham um papel fundamental, permitindo que os usuários troquem seus tokens sem os riscos de custódia habituais observados nas pontes. A principal visão do Harmony para dimensionar o Web3 depende de Organizações Autônomas Descentralizadas (DAOs) e provas de conhecimento zero.
O futuro do DeFi (Finanças Descentralizadas) parece baseado em oportunidades multi-chain e cross-chain, tornando os serviços de ponte do Harmony atraentes para os usuários. Infraestrutura NFT, ferramentas DAO e pontes entre protocolos são as principais áreas de foco.
Seu token nativo, ONE, é usado para pagar taxas de transação de rede. Também pode ser apostado na participação no mecanismo de consenso e governança do Harmony. Isso fornece aos validadores bem-sucedidos recompensas em bloco e taxas de transação.
Testa
Celo é uma rede de camada 1 bifurcada da Go Ethereum (Geth) em 2017. No entanto, ela fez algumas mudanças significativas, incluindo a implementação de PoS e um sistema de endereço exclusivo. O ecossistema Celo Web3 inclui DeFi, NFTs e soluções de pagamento, com mais de 100 milhões de transações confirmadas. No Celo, qualquer pessoa pode usar um número de telefone ou endereço de e-mail como chave pública. O blockchain é facilmente executado com computadores padrão e não requer hardware especial.
O token principal da Celo é o CELO, um token utilitário padrão para transações, segurança e recompensas. A rede Celo também possui cUSD, cEUR e cREAL como stablecoins. Eles são gerados pelos usuários e seus indexadores são mantidos por um mecanismo semelhante ao DAI da MakerDAO. Além disso, as transações feitas com stablecoins da Celo podem ser pagas com qualquer outro ativo da Celo.
O sistema de endereços e a stablecoin do CELO visam tornar a criptografia mais acessível e melhorar a adoção. A volatilidade do mercado criptográfico e a dificuldade para os recém-chegados podem ser desanimadoras para muitos.
THORChain
THORChain é uma exchange descentralizada sem permissão (DEX) entre cadeias. É uma rede de camada 1 construída usando o Cosmos SDK. Também utiliza o mecanismo de consenso Tendermint para validar transações. O principal objetivo do THORChain é permitir liquidez descentralizada entre cadeias, sem a necessidade de indexar ou agrupar ativos. Para investidores de múltiplas cadeias, a indexação e o empacotamento acrescentam riscos adicionais ao processo.
Na verdade, o THORChain atua como um gerenciador de cofre que monitora depósitos e retiradas. Isto ajuda a criar liquidez descentralizada e elimina intermediários centralizados. RUNE é o token nativo do THORChain, usado para pagamento de taxas de transação e também em governança, segurança e validação.
O modelo Automated Market Maker (AMM) do THORChain usa RUNE atuando como par base, o que significa que você pode trocar RUNE por qualquer outro ativo suportado. De certa forma, o projeto funciona como um Uniswap cross-chain, sendo RUNE um ativo de liquidação e segurança para pools de liquidez.
Kava
Kava é um blockchain de camada 1 que combina a velocidade e a interoperabilidade do Cosmos com o suporte de desenvolvedor do Ethereum. Usando uma arquitetura “co-chain”, a Rede Kava apresenta um blockchain distinto para os ambientes de desenvolvimento EVM e Cosmos SDK. Juntamente com o suporte IBC na co-chain Cosmos, isso permite que os desenvolvedores implantem aplicativos descentralizados que interoperem perfeitamente entre os ecossistemas Cosmos e Ethereum.
Kava usa o mecanismo de consenso Tendermint PoS, fornecendo escalabilidade poderosa para os aplicativos na co-chain EVM. Financiada pela KavaDAO, a Rede Kava também oferece incentivos abertos para desenvolvedores na rede, projetados para recompensar os 100 principais projetos em cada co-cadeia com base no uso.
Kava tem um token nativo de utilidade e governança, KAVA, e uma moeda estável indexada ao dólar americano, USDX. KAVA é usado para pagar taxas de transação e é apostado por validadores para gerar consenso de rede. Os usuários podem delegar seu KAVA apostado aos validadores para ganhar uma parte das emissões de KAVA. Os stakeholders e validadores também podem votar em propostas de governança que ditam os parâmetros da rede.
IoTeX
IoTeX é uma rede de camada 1 fundada em 2017 com foco na combinação de blockchain com a Internet das Coisas. Isso dá aos usuários controle sobre os dados gerados por seus dispositivos, permitindo “DApps, ativos e serviços apoiados por máquina”. Suas informações pessoais têm valor e gerenciá-las via blockchain garante propriedade segura.
A combinação de hardware e software da IoTeX fornece uma nova solução para as pessoas controlarem sua privacidade e seus dados sem sacrificar a experiência do usuário. O sistema que permite aos usuários obter ativos digitais a partir de seus dados do mundo real é chamado MachineFi.
A IoTeX lançou dois produtos de hardware notáveis, conhecidos como Ucam e Pebble Tracker. Ucam é uma câmera de segurança residencial avançada que permite aos usuários monitorar suas casas de qualquer lugar e com total privacidade. Pebble Tracker é um GPS inteligente com suporte 4G e recursos de rastreamento e rastreamento. Ele não apenas rastreia dados de GPS, mas também dados ambientais em tempo real, incluindo temperatura, umidade e qualidade do ar.
Em termos de arquitetura blockchain, a IoTeX possui vários protocolos de camada 2 construídos sobre ela. O blockchain fornece ferramentas para criar redes customizadas que utilizam IoTeX para finalização. Essas cadeias também podem interagir entre si e compartilhar informações via IoTeX. Os desenvolvedores podem então criar facilmente uma nova subcadeia para atender às necessidades específicas de seu dispositivo IoT. A moeda da IoTeX, IOTX, é usada para taxas de transação, staking, governança e validação de rede.
Pensamentos finais
O ecossistema blockchain atual possui diversas redes de camada 1 e protocolos de camada 2. É fácil ficar confuso, mas assim que você entender os conceitos básicos, será mais fácil entender a estrutura e a arquitetura geral. Este conhecimento pode ser útil no estudo de novos projetos de blockchain, especialmente quando eles focam em interoperabilidade de rede e soluções cross-chain.