Tecnologia Modular: A Chave para Desbloquear os Gargalos de Desempenho da Blockchain
A blockchain monolítica é famosa pela sua abrangência, assumindo independentemente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações. Por outro lado, a blockchain modular, ao separar diferentes funcionalidades da blockchain em módulos independentes, pode oferecer suporte de desempenho e uma experiência de usuário fluida em determinadas funções, resolvendo, até certo ponto, o problema do "triângulo impossível".
O Ethereum, como a primeira plataforma de Blockchain a suportar contratos inteligentes, forneceu um solo fértil para o design modular. Com o desenvolvimento da tecnologia Blockchain, o ecossistema Bitcoin também começou a explorar a possibilidade de modularidade, adicionando novos módulos para realizar funcionalidades mais avançadas, como proteção de privacidade melhorada, processamento de transações mais eficiente ou funcionalidades de contratos inteligentes aprimoradas.
A tecnologia modular representa uma abordagem de produto "mais flexível" e plugável, no futuro haverá soluções de Blockchain mais flexíveis e personalizáveis, onde diversos serviços e funções podem ser facilmente inseridos e removidos como peças de LEGO. Essa flexibilidade permite que os desenvolvedores construam e implementem rapidamente soluções de Blockchain de acordo com as necessidades de cenários de aplicação específicos.
Blockchain monolítico e blockchain modular
Quando exploramos blockchains modulares, devemos primeiro entender o conceito de blockchain monolítica. As blockchains monolíticas, como o Bitcoin e o Ethereum, são conhecidas por sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações e a execução de contratos inteligentes. Nesse processo, a blockchain monolítica desempenha um papel multifacetado, envolvendo-se em todas as etapas.
Tomando o Ethereum como exemplo, uma blockchain monolítica madura pode ser geralmente dividida em quatro arquiteturas:
Camada de execução
Camada de liquidação
Camada de disponibilidade de dados
Camada de Consenso
Uma blockchain monolítica concentra todas as funções na mesma cadeia, enquanto uma blockchain modular é uma nova arquitetura de blockchain que decompõe o sistema blockchain em vários componentes ou camadas especializadas, cada uma responsável por lidar com tarefas específicas, como consenso, disponibilidade de dados, execução e liquidação.
Blockchain modular é como um grupo de especialistas, focando na exploração profunda e na inovação técnica em seus respectivos campos. Esse foco permite que o blockchain modular ofereça desempenho e experiência do usuário excelentes em funções específicas, por exemplo, eles conseguem fornecer velocidades de processamento de transações mais rápidas a um custo menor.
Em termos de arquitetura de nós, a cadeia monolítica depende de nós completos, que devem baixar e processar uma cópia completa dos dados da blockchain. Isso não só exige recursos de armazenamento e computação mais elevados, como também limita a velocidade de expansão da rede. Em contraste, a blockchain modular adota um design de nós leves, que apenas precisam processar as informações do cabeçalho do bloco, aumentando significativamente a velocidade das transações e a eficiência da rede.
Uma das vantagens notáveis da Blockchain modular é a sua flexibilidade e colaboração. Elas conseguem terceirizar funções não essenciais para outros especialistas, formando uma sinergia que resulta em uma melhoria significativa no desempenho geral. Esta filosofia de design é semelhante aos blocos de Lego, permitindo que os desenvolvedores combinem livremente diferentes módulos de acordo com as necessidades do projeto, criando soluções diversificadas.
Apesar de as cadeias monolíticas terem vantagens em termos de controle global, segurança e estabilidade, elas também enfrentam desafios relacionados à escalabilidade, dificuldade de atualização e adaptação a novas necessidades. As blockchains modulares, por outro lado, destacam-se pela sua elevada flexibilidade e personalização, simplificando o processo de criação e otimização de novas blockchains.
No entanto, as Blockchains modularizadas também enfrentam desafios únicos. A sua arquitetura complexa aumenta a carga de trabalho dos desenvolvedores em termos de design, desenvolvimento e manutenção. Como uma tecnologia emergente, a Blockchain modular ainda não passou por testes de segurança abrangentes e pela prova das flutuações de mercado, e a sua estabilidade e segurança a longo prazo ainda precisam de verificação adicional.
Como a Blockchain Modular Resolve o "Triângulo Impossível"
O "triângulo impossível" da Blockchain refere-se à dificuldade de uma rede blockchain em alcançar um estado ótimo simultaneamente nas três propriedades centrais de segurança, descentralização e escalabilidade.
A escalabilidade refere-se à capacidade da rede de processar um grande número de transações e de manter um funcionamento eficiente e de baixo custo à medida que o número de usuários e transações aumenta. Normalmente é medida através de TPS e latência.
A segurança envolve o custo e a dificuldade de proteger a blockchain contra ataques. Por exemplo, o mecanismo POW do Bitcoin exige que o atacante controle mais de 51% do poder computacional da rede, enquanto o mecanismo POS do Ethereum requer que mais de ⅓ dos nós conspiram.
A descentralização descreve o funcionamento da rede que não depende de um único nó central, mas é distribuído em vários nós; quanto mais nós houver e mais ampla for a distribuição geográfica, maior será o grau de descentralização da rede.
"Triângulo Impossível" tem como ponto central que um sistema de Blockchain é difícil de otimizar em relação a essas três características. Por exemplo: entre várias blockchains públicas, Bitcoin e Ethereum se destacam em descentralização e segurança devido à sua ampla distribuição de nós e ao número suficiente de nós.
No entanto, eles sacrificaram uma certa escalabilidade, resultando em velocidades de transação mais lentas e taxas de transação mais altas: o tempo de criação de blocos do Bitcoin é de cerca de 10 minutos, o TPS do Ethereum é de aproximadamente 13, e durante picos de volume de transações, as taxas de transação do Ethereum podem chegar a centenas de dólares.
É nesse contexto que a tecnologia de blockchain modular surge, resolvendo os desafios de escalabilidade e custos de transação das blockchains tradicionais, ao atribuir diferentes funcionalidades a módulos especializados. Por exemplo, a Lightning Network do Bitcoin e a tecnologia Rollup do Ethereum são ambos exemplos da ideia modular.
As vantagens da Blockchain modular residem na sua arquitetura em camadas, que permite que cada camada seja otimizada para necessidades específicas. A camada de dados pode se concentrar no armazenamento e na validação de dados, enquanto a camada de execução pode lidar com a lógica dos contratos inteligentes. Essa separação não apenas melhora o desempenho e a eficiência, mas também promove a interoperabilidade entre diferentes Blockchains, proporcionando uma base para a construção de um ecossistema aberto e interconectado.
Em suma, a tecnologia de Blockchain modular oferece uma nova abordagem para resolver as limitações das blockchains públicas tradicionais. Mantendo a descentralização e a segurança, alcança maior escalabilidade e custos de transação mais baixos, tendo um significado profundo para a ampla aplicação e desenvolvimento a longo prazo da tecnologia Blockchain.
Classificação e Projetos Representativos de Blockchain Modular
A blockchain modular pode ser dividida em diferentes tipos com base em suas características de arquitetura. Dentre esses tipos, a camada de disponibilidade de dados e a camada de consenso são frequentemente projetadas como um todo unificado devido à sua estreita interdependência. Isso ocorre porque, quando os nós recebem dados de transação, geralmente também determinam a ordem das transações, que é o cerne da segurança e da imutabilidade da blockchain.
Baseando-se nestes princípios de design, podemos entender os diferentes projetos de blockchain modular a partir de três aspectos: camada de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso, e camada de liquidação.
Camada de Execução: tecnologia Layer 2
A tecnologia Layer 2, como uma extensão da camada de execução na arquitetura do blockchain, é uma manifestação do conceito de blockchain modular. Ela se dedica a melhorar a escalabilidade da cadeia principal, construindo redes, sistemas ou tecnologias fora da cadeia, que são baseadas na blockchain subjacente.
As soluções Layer 2 permitem um processamento de transações mais rápido e com maior custo-benefício, mantendo ao mesmo tempo a segurança e as características de descentralização da blockchain subjacente. De acordo com os dados, a média do consumo de gas para validação e liquidação em Layer 2 na ecologia Ethereum é inferior a 10%, o que representa uma grande economia nos custos de transação para os usuários.
A tecnologia Rollup é atualmente a solução mais popular de Layer 2, cuja ideia central é "execução fora da cadeia, verificação na cadeia", realizando cálculos e outras operações fora da cadeia e, em seguida, enviando os dados calldata de volta para a rede principal.
As principais características do Rollup incluem:
Execução off-chain: as transações são executadas off-chain, e a blockchain subjacente é responsável apenas por validar as provas de transação nos contratos inteligentes e armazenar os dados das transações originais.
Empacotamento de transações: agrupar várias transações, reduzindo os custos de "transporte".
Validação na Blockchain: garantir a correção das transações através de provas de erro ( Optimistic Rollups ) ou provas de validade ( ZK Rollups ).
Atualmente, existem 16 Layer 2 que utilizam o mecanismo de Optimistic Rollups, como Arbitrum, OP, Base, Blast, entre outros, e 11 que utilizam o mecanismo de ZK Rollups, como Linea, Starknet, zkSync, entre outros.
Camada de Disponibilidade de Dados e Camada de Consenso
Celestia
Celestia, como pioneira no campo das Blockchains modular, é essencialmente uma camada de disponibilidade de dados, que fornece uma base sólida para o desenvolvimento de dApps e Rollups. O design da arquitetura da Celestia oferece soluções diversificadas para a escalabilidade modular, incluindo:
Rollup soberano
Liquidação Rollup( como o projeto Cevmos )
Celestium
Celestia adotou várias tecnologias inovadoras, como códigos de correção e amostragem de disponibilidade de dados (DAS), reduzindo significativamente o custo de armazenamento de dados e otimizando a eficiência de armazenamento.
EigenDA
EigenDA é um serviço de disponibilidade de dados seguro, de alto throughput e descentralizado, sendo o primeiro serviço de validação ativa lançado no EigenLayer (AVS). EigenDA utiliza os validadores que são os stakers da camada de consenso do Ethereum, evitando riscos de confiança associados a prestadores de serviços centralizados ou tokens próprios, reduzindo assim a barreira de entrada para outros projetos.
Disponível
Avail é um projeto de blockchain modular lançado pela equipe do Polygon, cuja arquitetura central é composta por três partes: Avail DA, Avail Nexus e Avail Fusion. Avail DA fornece serviços de DA para várias blockchains, Avail Nexus oferece interação entre cadeias e Avail Fusion introduz o consenso POS de múltiplos ativos em staking.
Camada de Liquidação
Dymension
Dymension é uma plataforma de blockchain modular baseada em Cosmos, que oferece uma estrutura simples para o desenvolvimento de RollApps através da tecnologia de agregação de escalabilidade integrada. A arquitetura do Dymension consiste em dois componentes principais: RollApp e Dymension Hub.
RollApp é a fusão de Rollup e App, sendo uma blockchain modular de alto desempenho dedicada a aplicações específicas na Dymension. O Dymension Hub, como o centro de todo o ecossistema, assume as funções da camada de consenso e da camada de liquidação.
Cevmos
Cevmos destina-se a fornecer uma camada de liquidação para rollups compatíveis com EVM. Como um rollup, todos os rollups construídos sobre Cevmos são coletivamente chamados de liquidação.
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GateUser-cff9c776
· 08-14 06:46
A fundação está escavada, o bull run de Schrödinger está à vista.
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GhostAddressHunter
· 08-11 23:09
Brincar é isso, L2 não é apenas isso?
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BlockchainWorker
· 08-11 23:06
Zé, já deveria ter sido modularizado.
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RektCoaster
· 08-11 22:59
Desperdício de energia, é tudo comida fria.
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WenMoon42
· 08-11 22:46
Não é apenas uma armadilha modular? Já percebi isso há muito tempo.
blockchain modular: uma nova abordagem para superar gargalos de desempenho
Tecnologia Modular: A Chave para Desbloquear os Gargalos de Desempenho da Blockchain
A blockchain monolítica é famosa pela sua abrangência, assumindo independentemente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações. Por outro lado, a blockchain modular, ao separar diferentes funcionalidades da blockchain em módulos independentes, pode oferecer suporte de desempenho e uma experiência de usuário fluida em determinadas funções, resolvendo, até certo ponto, o problema do "triângulo impossível".
O Ethereum, como a primeira plataforma de Blockchain a suportar contratos inteligentes, forneceu um solo fértil para o design modular. Com o desenvolvimento da tecnologia Blockchain, o ecossistema Bitcoin também começou a explorar a possibilidade de modularidade, adicionando novos módulos para realizar funcionalidades mais avançadas, como proteção de privacidade melhorada, processamento de transações mais eficiente ou funcionalidades de contratos inteligentes aprimoradas.
A tecnologia modular representa uma abordagem de produto "mais flexível" e plugável, no futuro haverá soluções de Blockchain mais flexíveis e personalizáveis, onde diversos serviços e funções podem ser facilmente inseridos e removidos como peças de LEGO. Essa flexibilidade permite que os desenvolvedores construam e implementem rapidamente soluções de Blockchain de acordo com as necessidades de cenários de aplicação específicos.
Blockchain monolítico e blockchain modular
Quando exploramos blockchains modulares, devemos primeiro entender o conceito de blockchain monolítica. As blockchains monolíticas, como o Bitcoin e o Ethereum, são conhecidas por sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações e a execução de contratos inteligentes. Nesse processo, a blockchain monolítica desempenha um papel multifacetado, envolvendo-se em todas as etapas.
Tomando o Ethereum como exemplo, uma blockchain monolítica madura pode ser geralmente dividida em quatro arquiteturas:
Uma blockchain monolítica concentra todas as funções na mesma cadeia, enquanto uma blockchain modular é uma nova arquitetura de blockchain que decompõe o sistema blockchain em vários componentes ou camadas especializadas, cada uma responsável por lidar com tarefas específicas, como consenso, disponibilidade de dados, execução e liquidação.
Blockchain modular é como um grupo de especialistas, focando na exploração profunda e na inovação técnica em seus respectivos campos. Esse foco permite que o blockchain modular ofereça desempenho e experiência do usuário excelentes em funções específicas, por exemplo, eles conseguem fornecer velocidades de processamento de transações mais rápidas a um custo menor.
Em termos de arquitetura de nós, a cadeia monolítica depende de nós completos, que devem baixar e processar uma cópia completa dos dados da blockchain. Isso não só exige recursos de armazenamento e computação mais elevados, como também limita a velocidade de expansão da rede. Em contraste, a blockchain modular adota um design de nós leves, que apenas precisam processar as informações do cabeçalho do bloco, aumentando significativamente a velocidade das transações e a eficiência da rede.
Uma das vantagens notáveis da Blockchain modular é a sua flexibilidade e colaboração. Elas conseguem terceirizar funções não essenciais para outros especialistas, formando uma sinergia que resulta em uma melhoria significativa no desempenho geral. Esta filosofia de design é semelhante aos blocos de Lego, permitindo que os desenvolvedores combinem livremente diferentes módulos de acordo com as necessidades do projeto, criando soluções diversificadas.
Apesar de as cadeias monolíticas terem vantagens em termos de controle global, segurança e estabilidade, elas também enfrentam desafios relacionados à escalabilidade, dificuldade de atualização e adaptação a novas necessidades. As blockchains modulares, por outro lado, destacam-se pela sua elevada flexibilidade e personalização, simplificando o processo de criação e otimização de novas blockchains.
No entanto, as Blockchains modularizadas também enfrentam desafios únicos. A sua arquitetura complexa aumenta a carga de trabalho dos desenvolvedores em termos de design, desenvolvimento e manutenção. Como uma tecnologia emergente, a Blockchain modular ainda não passou por testes de segurança abrangentes e pela prova das flutuações de mercado, e a sua estabilidade e segurança a longo prazo ainda precisam de verificação adicional.
Como a Blockchain Modular Resolve o "Triângulo Impossível"
O "triângulo impossível" da Blockchain refere-se à dificuldade de uma rede blockchain em alcançar um estado ótimo simultaneamente nas três propriedades centrais de segurança, descentralização e escalabilidade.
A escalabilidade refere-se à capacidade da rede de processar um grande número de transações e de manter um funcionamento eficiente e de baixo custo à medida que o número de usuários e transações aumenta. Normalmente é medida através de TPS e latência.
A segurança envolve o custo e a dificuldade de proteger a blockchain contra ataques. Por exemplo, o mecanismo POW do Bitcoin exige que o atacante controle mais de 51% do poder computacional da rede, enquanto o mecanismo POS do Ethereum requer que mais de ⅓ dos nós conspiram.
A descentralização descreve o funcionamento da rede que não depende de um único nó central, mas é distribuído em vários nós; quanto mais nós houver e mais ampla for a distribuição geográfica, maior será o grau de descentralização da rede.
"Triângulo Impossível" tem como ponto central que um sistema de Blockchain é difícil de otimizar em relação a essas três características. Por exemplo: entre várias blockchains públicas, Bitcoin e Ethereum se destacam em descentralização e segurança devido à sua ampla distribuição de nós e ao número suficiente de nós.
No entanto, eles sacrificaram uma certa escalabilidade, resultando em velocidades de transação mais lentas e taxas de transação mais altas: o tempo de criação de blocos do Bitcoin é de cerca de 10 minutos, o TPS do Ethereum é de aproximadamente 13, e durante picos de volume de transações, as taxas de transação do Ethereum podem chegar a centenas de dólares.
É nesse contexto que a tecnologia de blockchain modular surge, resolvendo os desafios de escalabilidade e custos de transação das blockchains tradicionais, ao atribuir diferentes funcionalidades a módulos especializados. Por exemplo, a Lightning Network do Bitcoin e a tecnologia Rollup do Ethereum são ambos exemplos da ideia modular.
As vantagens da Blockchain modular residem na sua arquitetura em camadas, que permite que cada camada seja otimizada para necessidades específicas. A camada de dados pode se concentrar no armazenamento e na validação de dados, enquanto a camada de execução pode lidar com a lógica dos contratos inteligentes. Essa separação não apenas melhora o desempenho e a eficiência, mas também promove a interoperabilidade entre diferentes Blockchains, proporcionando uma base para a construção de um ecossistema aberto e interconectado.
Em suma, a tecnologia de Blockchain modular oferece uma nova abordagem para resolver as limitações das blockchains públicas tradicionais. Mantendo a descentralização e a segurança, alcança maior escalabilidade e custos de transação mais baixos, tendo um significado profundo para a ampla aplicação e desenvolvimento a longo prazo da tecnologia Blockchain.
Classificação e Projetos Representativos de Blockchain Modular
A blockchain modular pode ser dividida em diferentes tipos com base em suas características de arquitetura. Dentre esses tipos, a camada de disponibilidade de dados e a camada de consenso são frequentemente projetadas como um todo unificado devido à sua estreita interdependência. Isso ocorre porque, quando os nós recebem dados de transação, geralmente também determinam a ordem das transações, que é o cerne da segurança e da imutabilidade da blockchain.
Baseando-se nestes princípios de design, podemos entender os diferentes projetos de blockchain modular a partir de três aspectos: camada de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso, e camada de liquidação.
Camada de Execução: tecnologia Layer 2
A tecnologia Layer 2, como uma extensão da camada de execução na arquitetura do blockchain, é uma manifestação do conceito de blockchain modular. Ela se dedica a melhorar a escalabilidade da cadeia principal, construindo redes, sistemas ou tecnologias fora da cadeia, que são baseadas na blockchain subjacente.
As soluções Layer 2 permitem um processamento de transações mais rápido e com maior custo-benefício, mantendo ao mesmo tempo a segurança e as características de descentralização da blockchain subjacente. De acordo com os dados, a média do consumo de gas para validação e liquidação em Layer 2 na ecologia Ethereum é inferior a 10%, o que representa uma grande economia nos custos de transação para os usuários.
A tecnologia Rollup é atualmente a solução mais popular de Layer 2, cuja ideia central é "execução fora da cadeia, verificação na cadeia", realizando cálculos e outras operações fora da cadeia e, em seguida, enviando os dados calldata de volta para a rede principal.
As principais características do Rollup incluem:
Atualmente, existem 16 Layer 2 que utilizam o mecanismo de Optimistic Rollups, como Arbitrum, OP, Base, Blast, entre outros, e 11 que utilizam o mecanismo de ZK Rollups, como Linea, Starknet, zkSync, entre outros.
Camada de Disponibilidade de Dados e Camada de Consenso
Celestia
Celestia, como pioneira no campo das Blockchains modular, é essencialmente uma camada de disponibilidade de dados, que fornece uma base sólida para o desenvolvimento de dApps e Rollups. O design da arquitetura da Celestia oferece soluções diversificadas para a escalabilidade modular, incluindo:
Celestia adotou várias tecnologias inovadoras, como códigos de correção e amostragem de disponibilidade de dados (DAS), reduzindo significativamente o custo de armazenamento de dados e otimizando a eficiência de armazenamento.
EigenDA
EigenDA é um serviço de disponibilidade de dados seguro, de alto throughput e descentralizado, sendo o primeiro serviço de validação ativa lançado no EigenLayer (AVS). EigenDA utiliza os validadores que são os stakers da camada de consenso do Ethereum, evitando riscos de confiança associados a prestadores de serviços centralizados ou tokens próprios, reduzindo assim a barreira de entrada para outros projetos.
Disponível
Avail é um projeto de blockchain modular lançado pela equipe do Polygon, cuja arquitetura central é composta por três partes: Avail DA, Avail Nexus e Avail Fusion. Avail DA fornece serviços de DA para várias blockchains, Avail Nexus oferece interação entre cadeias e Avail Fusion introduz o consenso POS de múltiplos ativos em staking.
Camada de Liquidação
Dymension
Dymension é uma plataforma de blockchain modular baseada em Cosmos, que oferece uma estrutura simples para o desenvolvimento de RollApps através da tecnologia de agregação de escalabilidade integrada. A arquitetura do Dymension consiste em dois componentes principais: RollApp e Dymension Hub.
RollApp é a fusão de Rollup e App, sendo uma blockchain modular de alto desempenho dedicada a aplicações específicas na Dymension. O Dymension Hub, como o centro de todo o ecossistema, assume as funções da camada de consenso e da camada de liquidação.
Cevmos
Cevmos destina-se a fornecer uma camada de liquidação para rollups compatíveis com EVM. Como um rollup, todos os rollups construídos sobre Cevmos são coletivamente chamados de liquidação.