Introdução
Quer seja um investidor principiante ou um entusiasta da tecnologia, compreender as camadas é essencial para navegar no complexo mundo das criptomoedas. Em inglês, “layer” significa “camada”. No ecossistema blockchain, cada camada representa uma camada de infraestrutura baseada em protocolos e tecnologias concebidas para melhorar o desempenho da rede.
Cada layer desempenha um papel específico no funcionamento global da blockchain. Estes níveis são as bases técnicas que permitem soluções mais complexas, como transacções mais rápidas, mais baratas e mais seguras. Por exemplo, embora a Bitcoin seja altamente segura e descentralizada, a sua escalabilidade continua a ser limitada, o que prejudica a sua capacidade de processar um grande número de transacções. Por outro lado, as cadeias de blocos como a Solana são extremamente rápidas, mas sofrem de um elevado grau de centralização. É neste contexto que a noção de camadas surgiu como uma resposta para superar estes desafios.
Existem vários tipos de camadas no ecossistema de cadeias de blocos, cada uma com um papel distinto na melhoria das redes. Compreender essas camadas é essencial não apenas para entender como as criptomoedas funcionam, mas também para identificar os desafios que elas enfrentam.
Por que as camadas são essenciais para a blockchain?
As camadas desempenham um papel crucial na resolução dos principais desafios da cadeia de blocos, incluindo a escalabilidade, a segurança e a descentralização.
Este trio, muitas vezes referido como o “trilema da cadeia de blocos”, representa os três desafios fundamentais que as diferentes camadas estão a tentar ultrapassar.
Os níveis são concebidos para melhorar a eficiência da rede, permitindo simultaneamente a interoperabilidade entre diferentes sistemas. Cada camada é especializada num determinado aspeto: por exemplo, a camada 1 gere as transacções básicas, enquanto as soluções da camada 2 tratam de operações mais complexas sem sobrecarregar a cadeia de blocos principal.
Esta divisão de tarefas melhora a escalabilidade e reduz os custos das transacções. Mas isso não é tudo: as camadas também estimulam a inovação. Por exemplo, soluções como rollups e sidechains na camada 2 podem aumentar a descentralização, ao mesmo tempo que optimizam as transacções e aumentam o desempenho da rede.
As camadas abrem assim novas e excitantes perspectivas para o ecossistema da cadeia de blocos e permitem ultrapassar as actuais limitações das redes. Graças a elas, as cadeias de blocos podem evoluir de forma mais eficiente, rápida e segura.
O trilema das criptomoedas:
| Critérios | Descrição | Impacto em outros critérios |
| Segurança | Proteção contra ataques e fraudes. | Pode reduzir a escalabilidade e a descentralização . |
| Descentralização | Falta de controle centralizado sobre a rede. | Pode limitar a escalabilidade e complicar a segurança . |
| Escalabilidade | Capacidade de processar um grande número de transações. | Pode comprometer a segurança e a descentralização . |
O que é um Layer 0?
Uma Layer 0 não é propriamente uma blockchain.
Quando falamos de “Layer O”, algumas pessoas pensam em projectos com este nome, que utilizam um protocolo que permite a comunicação entre diferentes blockchains. Na verdade, não estamos a falar de uma camada adicional, mas sim de uma linguagem compatível com várias camadas 1 e 2, facilitando a transferência de criptomoedas entre essas camadas e blockchains.
Outros vêem a “Camada 0” como a infraestrutura que suporta a Camada 1, como as redes de mineiros que alimentam e operam o consenso de Prova de Trabalho para Bitcoin, ou as redes que permitem que os nós de uma blockchain comuniquem entre si. Isto resume-se à infraestrutura básica necessária para o funcionamento da Camada 1.
Uma infraestrutura para suportar a camada 0
Numa conceção inicial, a Camada 0 constitui a base da arquitetura da cadeia de blocos, servindo de alicerce sobre o qual as outras camadas podem ser construídas para garantir a interconexão e a interoperabilidade entre diferentes cadeias de blocos.
Isto inclui elementos fundamentais como os nós que validam e confirmam as transacções, os servidores que gerem estes nós e, claro, os utilizadores que interagem com o protocolo. Encontrará também mineiros como parte de uma camada de consenso de Prova de Trabalho, ou validadores (dependendo do consenso utilizado), bem como a Internet e todos os seus componentes.
Comunicação entre diferentes cadeias de blocos
A camada 0 não só serve de base comum, como também permite a comunicação entre diferentes cadeias de blocos. Em vez de adicionar novas camadas sobre as cadeias de blocos existentes, a ideia é construir diretamente sobre esta base, facilitando a interoperabilidade entre duas cadeias de blocos distintas.
A ideia é criar um ecossistema em que cada cadeia de blocos possa funcionar de forma autónoma, estando ao mesmo tempo ligada às outras. Graças a protocolos de comunicação e sistemas de consenso integrados, estas plataformas permitem ligar várias cadeias de blocos para que possam partilhar dados sem o risco de comprometer a sua segurança ou descentralização. Isto também permite que projectos baseados em diferentes cadeias de blocos interajam sem terem de depender de um intermediário centralizado, tornando todo o ecossistema mais resiliente e seguro.
Por exemplo, o Cosmos e o Polkadot são protocolos da camada 0 que visam resolver problemas como a interoperabilidade, a escalabilidade e a segurança, fornecendo um kit de desenvolvimento (SDK) para facilitar a criação de novas cadeias de blocos.
O Cosmos (ATOM) permitiu a criação da Finance Chain e do Terra através da utilização da mesma Layer 0, ou seja, da mesma base comum.
Da mesma forma, a Polkadot oferece um kit de desenvolvimento e um sistema de comunicação que permite que diferentes cadeias de blocos, como Moonbeam, Acala ou Astar, se desenvolvam e funcionem na sua rede graças a esta base partilhada.
O que é a camada 1?
Ao contrário da camada 0, que assegura a interoperabilidade entre diferentes cadeias de blocos, a camada 1 é uma cadeia de blocos autónoma que funciona de forma independente, com as suas próprias regras e mecanismos.
A Camada 1 é a própria blockchain. É a infraestrutura básica na qual se baseiam todas as aplicações, protocolos e contratos inteligentes. Eis alguns exemplos de Layer 1: Bitcoin , Ethereum , Solana, Cardano, Polkadot, Elrond. Cada uma destas cadeias de blocos tem os seus próprios protocolos e caraterísticas técnicas.
Inclui camadas fundamentais, como a camada de dados, a rede, o consenso e a ativação de transacções. Por outras palavras, o nível 1 representa a cadeia pública independente com o seu próprio mecanismo de consenso. As camadas 1 são frequentemente redes descentralizadas em que os nós (computadores que participam na rede) validam as transacções, garantindo a segurança e a transparência.
As transacções são processadas e validadas diretamente na cadeia de blocos da camada 1 e cada cadeia de blocos tem o seu próprio token nativo (ETH para Ethereum, BTC para Bitcoin, etc.). No entanto, a cadeia de blocos da Camada 1 enfrenta os desafios do trilema: pode ser segura e descentralizada, mas muitas vezes à custa da escalabilidade.
Como funciona a camada 1
As cadeias de nível 1 têm geralmente vários componentes essenciais: uma camada de consenso que estabelece as regras da rede, uma camada de execução que gere as transacções, mecanismos de segurança para proteger a rede e ferramentas de governação para gerir as alterações. Gerem também os dados e não apenas as transacções. O principal objetivo é garantir a validade das transacções, mantendo a integridade do registo descentralizado. A Bitcoin, por exemplo, graças ao seu consenso de prova de trabalho, é considerada uma das redes mais seguras e descentralizadas.
A camada 1 baseia-se num consenso algorítmico que valida as transacções e acrescenta novos blocos à cadeia. A Bitcoin utiliza uma Prova de Trabalho (PoWER) para validar as transacções, enquanto a Ethereum adoptou recentemente uma Prova de Participação (PoS), que permite validar os blocos de forma mais ecológica e rápida.
Cada blockchain da Camada 1 também tem um token nativo, que desempenha um papel central na rede. Por exemplo, o Bitcoin (BTC) e o Ethereum (ETH ) são os tokens utilizados para pagar as taxas de transação e recompensar os validadores (mineiros ou stackers) que garantem a segurança da rede.
Desenvolvimentos da camada 1
Os programadores estão a trabalhar ativamente em soluções para melhorar a escalabilidade e reduzir as taxas no nível 1. Por exemplo, o Ethereum introduziu o Ethereum 2.0, que visa melhorar a velocidade das transacções e o consumo de energia através da adoção da Prova de Participação (PoS) . Da mesma forma, a Solana destaca-se pela sua capacidade de processar milhares de transacções por segundo graças à sua Prova de História (PoH), tornando-a uma das redes mais rápidas do mercado.
Vantagens e desvantagens da Camada 1 do Tableau
| Benefícios | Desvantagens |
| Segurança e descentralização : as camadas 1 são geralmente as mais seguras, graças a mecanismos de consenso bem estabelecidos. | Escalabilidade limitada : por exemplo, o Bitcoin pode processar cerca de 7 transações por segundo (TPS) e o Ethereum cerca de 30. Isso pode criar gargalos em períodos de alta demanda. |
| Soberania da rede : cada blockchain da Camada 1 é autônoma e opera independentemente das outras, garantindo independência. | Tarifas altas : durante o congestionamento da rede, as tarifas podem ficar muito altas. Os mineradores priorizam transações com taxas mais altas, aumentando os custos para o usuário. |
O que é um Layer 2?
Os Layer 2s são sobrepostos aos Layer 1s para reduzir a carga de trabalho da blockchain principal, nomeadamente melhorando a escalabilidade sem comprometer a segurança e a descentralização. O objetivo é gerir muito mais transacções de forma muito mais rápida, beneficiando simultaneamente da segurança da Camada 1. Ao contrário da Camada 1, que é uma blockchain independente, uma Camada 2 baseia-se numa infraestrutura existente, apoiando-se nos mecanismos de segurança e descentralização da blockchain de base. Por exemplo, soluções como a Polygon (MATIC) ou a Lightning Network para a Bitcoin podem processar milhares de transacções por segundo, muito mais do que uma Layer 1 como a Ethereum ou a Bitcoin conseguem fazer sozinhas.
Uma analogia comum é a das compras no supermercado. No primeiro cenário, o cliente paga por cada artigo que compra, o que gera muitas transacções. No segundo, enche-se o cesto e faz-se apenas duas transacções na caixa. Este sistema reduz o número de transacções, mantendo o mesmo resultado. Do mesmo modo, a camada 2 optimiza a escalabilidade ao processar as transacções fora da camada 1, registando apenas o essencial.
Os Layer 2 são, portanto, essenciais para resolver o problema da saturação da rede, processando parte das transacções antes de as enviar de volta para a blockchain principal.
As camadas 2 ajudam, portanto, a reduzir o congestionamento nas redes da camada 1, permitindo o processamento de mais transacções por segundo sem sobrecarregar a blockchain principal. Estas soluções oferecem uma melhor escalabilidade e custos mais baixos, o que é crucial para a adoção em massa das tecnologias de cadeia de blocos, em particular para aplicações descentralizadas (dApps) e contratos inteligentes.
Muitos investidores estão a apostar nas Layer 2s para as tornar tão escaláveis quanto possível. Alguns já estão a identificar limitações inerentes às actuais cadeias de blocos, enquanto outros acreditam que a Camada 2 também pode ser utilizada para lançar novas criptomoedas.
Como funciona o Layer 2
As soluções da Camada 2 utilizam diferentes abordagens para otimizar a blockchain da Camada 1. Entre as mais comuns estão sidechains, rollups e canais de estado. Cada abordagem tem suas próprias vantagens e mecanismos.
- Sidechains: Já não podemos falar de uma “segunda camada”; trata-se simplesmente de uma blockchain paralela que comunica com a primeira. Trata-se de cadeias de blocos independentes que estão ligadas à cadeia de blocos principal (camada 1). Permitem o processamento de transacções específicas e oferecem interoperabilidade com a Camada 1.
Os canais de estado são utilizados em soluções como a Lightning Network para a Bitcoin, a Raiden Network para a Ethereum e a Celer para outras cadeias de blocos.
Imagine que alguém efectua várias transacções consigo. No final, a pessoa envia-lhe um resumo das trocas (o que enviou, o que recebeu e o que lhe foi devolvido). Tudo isto é feito fora da blockchain principal, que só é utilizada para abrir e fechar o canal, evitando assim sobrecarregá-la.
Isto significa que muitos cálculos podem ser efectuados num segundo canal, reduzindo a carga no primeiro.
- Canais de Estado : São utilizados para processar transacções fora da cadeia entre duas partes e apenas submetem o resultado final à cadeia de blocos depois de a transação ter sido concluída.
Os canais de estado enviam informações para a cadeia principal apenas quando são abertos e fechados, o que limita a frequência das comunicações.
Os rollups, por outro lado, enviam conjuntos de informações com mais regularidade, aumentando a segurança ao permitir que a cadeia principal monitore constantemente o que está acontecendo. Isto permite efetuar cálculos mais complexos e mais pesados do que com os canais estatais.
- Rollups: Estes agregam várias transacções fora da cadeia e depois registam-nas como uma única transação na cadeia de blocos principal. Os dois tipos de rollups são os Rollups optimistas e os ZK-Rollups.
Os Rollups optimistas funcionam com base na confiança, com um atraso de confirmação na cadeia principal para verificar a validade das transacções. É rápido, mas se for detectado um erro, é cobrada uma taxa de transação para a cancelar. Redes como a Arbitrum e a Optimism utilizam esta tecnologia. Há atrasos e os pagamentos podem ser recusados.
Os ZK-Roll Ups ou provas de não divulgação são mais avançados. Os Zk-rollups permitem processar rapidamente um grande número de transacções, provando a sua validade sem expor todos os detalhes à cadeia de blocos principal. Utilizam provas matemáticas (Zero-Knowledge Proofs) para validar transacções sem ter de as revelar totalmente.
Isto torna possível provar que as transacções estão corretas sem esperar por um atraso e sem sobrecarregar a cadeia de blocos principal.
Por exemplo, podem ser utilizadas para demonstrar, para cada transação, que o utilizador tem capacidade financeira para efetuar o pagamento. A Stackware e a Aztec são dois exemplos de empresas que utilizam esta tecnologia.
Em suma, as ZK-Roll Ups são consideradas mais seguras e eficientes, embora a sua adoção ainda esteja em desenvolvimento. Existem ainda outras soluções, como a Plasma e a Validum, que se baseiam em princípios semelhantes.
Tabela: Principais soluções da Camada 2, suas vantagens e desvantagens:
| Abordagem | Descrição | Benefícios | Desvantagens |
| Cadeias laterais | Blockchain paralelo conectado à Camada 1. | – Descarrega a Camada 1. – Interoperabilidade. | – Menos seguro. – Risco de centralização. |
| Canais Estaduais | Transações off-chain com resumo no blockchain. | – Transações rápidas. – Menos carga no blockchain. | – Limitado a trocas entre duas partes. – Frequência de comunicação reduzida. |
| Otimista Rollups | Agrega transações off-chain, verificadas pela cadeia principal após um atraso. | – Velocidade. – Escalabilidade. | – Prazo de confirmação. – Taxas por erros de cancelamento. |
| ZK – Rollups | Usa provas matemáticas para validar sem revelar detalhes. | – Seguro e rápido. – Sem atraso de confirmação. | – Adoção em desenvolvimento. – Complexidade técnica. |
Exemplos de Layer 2
Muitos projectos utilizam soluções do nível 2 para melhorar o seu desempenho. Eis alguns exemplos:
- Ethereum e rollups: O Ethereum utiliza Optimistic Rollups e ZK-Roll Ups para aumentar a sua capacidade de processamento de transacções.
- Polygon: Inicialmente concebido como uma solução de camada 2 para o Ethereum, o Polygon evoluiu para oferecer várias soluções de escalabilidade através de sidechains e rollups.
- Lightning Network (Bitcoin): A Lightning Network é uma solução de Camada 2 para a Bitcoin que permite pagamentos instantâneos com taxas muito baixas através da criação de canais de pagamento fora da cadeia.
Tabela de vantagens e desvantagens da camada 2
Vantagens e desvantagens da Camada 2 do Tableau
| Vantagens da Camada 2 | Desvantagens da Camada 2 |
| Escalabilidade aprimorada : processe milhares, até milhões, de transações por segundo sem afetar a velocidade da rede da Camada 1. | Segurança : Riscos adicionais (centralização de uma sidechain , vulnerabilidades de rollups ). |
| Taxas de transação mais baixas : transações off-chain incorrem em taxas mais baixas do que transações da Camada 1. | Complexidade técnica : Implementação complexa que exige ajustes dos desenvolvedores. |
| Experiência do usuário aprimorada : maior velocidade e custos reduzidos tornam o uso de aplicativos mais fluido e acessível. | Interoperabilidade : Problemas de compatibilidade entre diferentes soluções e blockchains, retardando a adoção. |
Em suma, as Layer 2 são essenciais para aumentar a capacidade das blockchains de Layer 1, mantendo a sua segurança e descentralização e respondendo aos desafios da escalabilidade.
O que é um Layer 3?
A camada 3 é um conceito bastante vago e pode referir-se a várias coisas, consoante a fonte. De facto, as definições variam consideravelmente de um site para outro. Em termos gerais, uma camada 3 pode ser uma camada adicional para além da camada 2 (mas, de momento, é mais relevante concentrarmo-nos na camada 2, uma vez que ainda há muita investigação e desenvolvimento a fazer neste domínio). )
A camada 3 é, de certa forma, a camada 2 da camada 2. Aperfeiçoa certos aspectos específicos da camada 2 para os tornar ainda mais eficazes. Estas camadas são frequentemente especializadas em funções específicas, como melhorar a escalabilidade, reforçar a segurança ou garantiro anonimato.
É importante não confundir a camada 2 com a camada 3. A Camada 2 serve de base para permitir que as cadeias de blocos comuniquem, enquanto a Camada 3 facilita a interoperabilidade entre cadeias de blocos que não partilham a mesma base (Camada 0), como a Bitcoin e a Ethereum, que não podem trocar diretamente sem o intermediário da Camada 3.
As camadas 3 podem também corresponder a funções ou aplicações específicas construídas na rede da camada 2, permitindo satisfazer necessidades específicas. Por último, algumas camadas adicionais podem centrar-se exclusivamente na gestão de dados ou noutras tarefas específicas.
Um nível adicional para além do nível 2
Todos concordamos que uma camada 2 optimiza determinados aspectos da infraestrutura da cadeia de blocos. Pois bem, um nível 3 permitirá otimizar certos aspectos muito específicos de um nível 2. Todas estas cadeias de blocos, a camada 2 e a camada 1, não podem comunicar entre si. E a camada 3 fornecerá uma solução que permite que as cadeias de blocos comuniquem entre si.
Uma resposta a necessidades específicas
As cadeias de blocos da camada 3 são frequentemente designadas por cadeias de blocos de aplicações específicas, porque são verdadeiramente especializadas na sua utilização. De facto, são sub-partes da camada 2, que permitirão melhorar diferentes aspectos. Haverá uma camada 3 para a escalabilidade, uma camada 3 para a segurança, o anonimato, etc.
Utilização
As camadas 3 são concebidas para simplificar a interação entre diferentes cadeias de blocos. Por exemplo, permite que um único endereço seja utilizado para enviar ETH (Ethereum) para um endereço Bitcoin ou para armazenar Bitcoin num endereço Ethereum. Atualmente, muitas pessoas cometem o erro de enviar Bitcoin para um endereço Ethereum, resultando na perda irreversível dos seus fundos.
Embora a camada 3 seja ainda pouco conhecida, representa um grande avanço na otimização das cadeias de blocos. Um projeto notável nesta área é o Stackware, uma Camada 3 que melhora consideravelmente a escalabilidade, permitindo uma melhor gestão da pilha de tecnologia e aliviando o congestionamento da Camada 2.
| Aparência | Descrição |
| Conceito geral | Camadas adicionais além da Camada 2, especializadas em funções específicas (escalabilidade, segurança, anonimato). |
| Relação com a Camada 2 | Otimizar e refinar aspectos específicos da Camada 2. |
| Interoperabilidade | Permitir comunicação entre diferentes blockchains (por exemplo, Bitcoin e Ethereum ). |
| Aplicações específicas | Especializado para melhorar aspectos como escalabilidade, segurança ou anonimato. |
| Exemplo de projeto | Stackware : melhora a escalabilidade otimizando o gerenciamento da Camada 2 e reduzindo o congestionamento. |
| Utilidade para usuários | Permite que você envie criptomoedas entre diferentes blockchains sem perder fundos. |
Conclusão
Com a rápida evolução das tecnologias de cadeia de blocos, a compreensão das diferentes camadas torna-se essencial para compreender os principais desafios do trilema da cadeia de blocos, como a segurança, a escalabilidade e a descentralização. Permite também compreender melhor as soluções propostas pelas várias plataformas de criptomoeda, que procuram dar resposta a estes desafios, melhorando simultaneamente a eficiência global das redes.
O desafio é que estes três aspectos não podem ser optimizados simultaneamente. É aqui que entram os Layer 2. As camadas 2 parecem ser, no todo ou em parte, uma solução fundamental para a escalabilidade das cadeias de blocos.
No entanto, isso não se faz em detrimento dos valores essenciais da comunidade descentralizada, como a segurança e a verdadeira descentralização, valores que são principalmente garantidos por uma camada 1 como a Bitcoin, por exemplo.
Em suma, a Camada 0 representa realmente os alicerces: a infraestrutura de base, como a raiz de um sistema, que permite que tudo o resto funcione. A camada 1 é a própria blockchain, a arquitetura de redes como a Bitcoin e a Ethereum. A camada 2 melhora esta arquitetura, optimizando a escalabilidade da Bitcoin, por exemplo, com soluções como a Lightning Network. Por último, a camada 3 diz respeito às aplicações e ligações entre diferentes cadeias de blocos, facilitando a interoperabilidade e a funcionalidade dos sistemas.
A escalabilidade das cadeias de blocos é uma questão fundamental. As soluções inovadoras que as resolvam tornar-se-ão cada vez mais valiosas à medida que forem adoptadas.
Em última análise, a compreensão destes desafios tecnológicos ajudará a identificar oportunidades de investimento e a obter uma vantagem real.
