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Visão geral

No mundo em rápida evolução da blockchain, a escalabilidade tornou-se uma necessidade premente. À medida que as aplicações descentralizadas (dApps) ganham popularidade, a procura por soluções rápidas, económicas e escaláveis deu origem aos rollups de Camada 2. Os rollups distinguem-se pela sua capacidade de aumentar o débito de transações sem comprometer a segurança da cadeia de Camada 1 subjacente, como a Ethereum.

Este guia apresenta uma visão geral abrangente dos conceitos e configurações essenciais para a implementação de rollups, incluindo o desafio da escalabilidade, os tipos de soluções de Camada 2, as opções de disponibilidade de dados e as estruturas de rollup personalizadas. Quer seja uma empresa, um programador ou uma equipa de projeto a explorar soluções de rollup de Camada 2, este guia irá dotá-lo dos conhecimentos fundamentais para tomar decisões informadas.

O que irá fazer

• Compreender o desafio da escalabilidade da blockchain e o papel das soluções de Camada 2
• Saiba mais sobre os rollups, com destaque para os rollups otimistas e os rollups ZK
• Explore frameworks de cadeias de blocos como o OP Stack, o ZK Stack e o Arbitrum Orbit
• Saiba mais sobre a instalação e configuração do Rollup

O Desafio da Escalabilidade da Blockchain

Um dos principais desafios da tecnologia blockchain consiste em alcançar um equilíbrio entre descentralização, segurança e escalabilidade, frequentemente designado por «trilema da escalabilidade».

As blockchains tradicionais de Camada 1, como a Ethereum, são altamente descentralizadas e seguras, mas enfrentam dificuldades em termos de escalabilidade, o que dá origem a problemas como taxas de transação elevadas e tempos de processamento lentos. Estas limitações podem dificultar o crescimento e a adoção de aplicações de blockchain, especialmente à medida que a procura por serviços descentralizados continua a aumentar. A resposta a estas limitações levou ao desenvolvimento de soluções de Camada 2 (L2) e Camada 3 (L3).

O que são as camadas L1, L2 e L3 da blockchain?

• L1 (Camada 1): A camada base da blockchain (como a Ethereum ou a Bitcoin), conhecida como camada de liquidação, onde as transações são totalmente seguras, descentralizadas e registadas de forma permanente, embora possa ficar congestionada.

• L2 (Camada 2): Construída sobre a L1, esta camada processa transações fora da cadeia para aumentar a velocidade e reduzir os custos, e, em seguida, liquida os resultados de volta na camada de liquidação L1 (por exemplo, Arbitrum ou Polygon).

• L3 (Camada 3): Adiciona camadas especializadas por cima da L2 para aplicações específicas, como jogos ou privacidade, otimizando essas funções e recorrendo às camadas L2 e L1 para segurança e liquidação.

O que são soluções de Camada 2?

As soluções de Camada 2 são protocolos desenvolvidos sobre blockchains de Camada 1 já existentes, com o objetivo de melhorar a escalabilidade e a eficiência sem comprometer a segurança. Ao processarem as transações fora da cadeia e, posteriormente, liquidá-las na cadeia principal (ou seja, a Ethereum), as soluções de Camada 2 podem reduzir significativamente o congestionamento e diminuir os custos das transações. Isto torna-as um componente crucial no esforço para tornar a tecnologia blockchain mais escalável e fácil de utilizar.

O que são os «rollups»?

Os rollups são uma solução poderosa de Camada 2 que melhora a escalabilidade das redes de blockchain, agregando várias transações num único lote processado fora da cadeia. Esta abordagem reduz significativamente as taxas e aumenta o débito de transações, mantendo simultaneamente a segurança e a descentralização da blockchain de Camada 1 subjacente.

Existem dois tipos principais de rollups: os rollups otimistas e os rollups ZK. Embora ambos os tipos agrupem transações, os seus métodos de validação diferem. Os rollups otimistas partem do princípio de que as transações são válidas por defeito e baseiam-se em provas de fraude durante um período de contestação. Os rollups ZK, por outro lado, utilizam provas criptográficas (como os ZK-SNARKs) para uma verificação imediata.

Rollups personalizados

Embora as redes de Camada 2 de uso geral, como a Arbitrum, a Optimism e a ZKsync, atendam a uma vasta gama de casos de utilização, verifica-se uma tendência crescente entre as empresas, organizações e projetos especializados para criarem os seus próprios rollups personalizados. Os rollups personalizados permitem que estas organizações adaptem a solução de Camada 2 às suas necessidades específicas, quer se trate de otimizar a privacidade, a conformidade ou a escalabilidade, quer de integrar uma lógica de negócio exclusiva.

Os rollups personalizados oferecem a flexibilidade necessária para dar resposta a desafios e oportunidades específicos que as soluções de Camada 2 de uso geral podem não conseguir satisfazer plenamente, tornando-os uma opção atraente para as organizações que procuram inovar e expandir-se no domínio da blockchain.

Estruturas de cadeia para a criação de rollups

Ao criar rollups, especialmente na Camada 2, a escolha da estrutura adequada é fundamental para o sucesso do seu projeto. Aqui fica uma breve visão geral de três estruturas líderes — OP Stack, ZK Stack e Arbitrum Orbit — que poderá ter em conta ao desenvolver o seu rollup.

Se precisar de um conhecimento aprofundado sobre os componentes e as estruturas do Rollup, consulte o nosso guia «Comparação entre estruturas do Rollup ».

OP Stack (Optimism Collective)

O OP Stack, mantido pelo Optimism Collective, é a espinha dorsal da rede Optimism e foi concebido para facilitar o lançamento de novas blockchains de Camada 2 (L2) e Camada 3 (L3). A sua arquitetura modular permite aos programadores personalizar diferentes camadas da blockchain, tais como as camadas de consenso ou de execução, tornando-o altamente adaptável a casos de utilização específicos. A estrutura é conhecida pela sua integração perfeita e pelas suas ferramentas de desenvolvimento, que simplificam a implementação de novas cadeias e aplicações. O OP Stack é também interoperável, tendo como objetivo criar uma «Superchain» onde várias cadeias OP Stack possam interagir sem esforço.

Para saber mais sobre o OP Stack, consulte a página dedicada ao OP Stack no nosso Guia do Desenvolvedor.

Arbitrum Orbit (Fundação Arbitrum)

O Arbitrum Orbit assenta na pilha tecnológica avançada do Nitro e permite aos programadores lançar cadeias personalizáveis de Camada 2 e Camada 3. Suporta tanto configurações de rollup (rollups otimistas, utilizados pelo Arbitrum One) como de AnyTrust (comité de disponibilidade de dados, utilizado pelo Arbitrum Nitro), oferecendo um elevado nível de personalização em termos de governação, tokens de gás e opções de dados.

Para saber mais sobre o Arbitrum Orbit, consulte a página dedicada ao Arbitrum Orbit no nosso Guia para Desenvolvedores.

ZK Stack (ZKsync da Matter Labs)

O ZK Stack é uma estrutura modular concebida para a criação de blockchains Ethereum de Camada 2 baseadas em zk-Rollups. Oferece opções avançadas de personalização para se adaptar a casos de utilização específicos. O ZK Stack destaca-se particularmente em termos de privacidade e segurança, recorrendo a Provas de Conhecimento Zero (ZKPs) para garantir que as transações são verificadas sem expor os dados subjacentes. Isto torna-o ideal para aplicações que exigem elevada segurança e privacidade.

Para saber mais sobre o ZK Stack, consulte a página dedicada ao ZK Stack no nosso Guia do Desenvolvedor.

O que é o Rollups-as-a-Service (RaaS)?

A implementação e a gestão de rollups podem ser complexas e exigir conhecimentos especializados e recursos significativos. O Rollup-as-a-Service (RaaS) simplifica este processo, tornando a implementação de rollups acessível a um público mais vasto. Com o RaaS, os programadores e as empresas podem criar os seus próprios rollups sem necessidade de conhecimentos técnicos aprofundados nem de uma infraestrutura de grande dimensão.

Configuração do rollup

Ao conceber um rollup, é essencial compreender as opções de configuração fundamentais para alcançar o equilíbrio adequado entre segurança, escalabilidade e desempenho para o seu rollup personalizado. Esta secção descreve as áreas-chave da configuração do rollup para o ajudar a tomar decisões informadas que estejam em consonância com os objetivos do seu projeto.

Estrutura

As estruturas de rollup fornecem a arquitetura de base para o seu rollup, oferecendo opções de personalização modulares. Cada estrutura, como a OP Stack, a Arbitrum Orbit ou a ZK Stack, inclui funcionalidades e ferramentas exclusivas, permitindo-lhe conceber um rollup adaptado aos seus requisitos específicos, quer estes envolvam capacidade de processamento de transações, privacidade ou compatibilidade com a EVM.

Consulte «Frameworks de cadeia de ver ificação » para obter uma lista dos frameworks mais populares.

Opções de disponibilidade de dados

A disponibilidade de dados refere-se à forma e ao local onde o seu rollup armazena os seus dados de transação. Assegurar a disponibilidade de dados é fundamental, pois garante que todos os dados de transação necessários estejam acessíveis para verificação e resolução de litígios.

Os dados podem ser armazenados na cadeia ou fora da cadeia, utilizando diferentes soluções de disponibilidade de dados.

Na cadeia de blocos

O armazenamento de dados numa blockchain garante a máxima segurança, ao beneficiar das garantias de segurança próprias da blockchain. Este método pode ser mais dispendioso, mas com a introdução do armazenamento de blobs (EIP-4844), a disponibilidade na cadeia tornou-se mais escalável e acessível para os rollups.

Manchas

• Tira partido do armazenamento de blobs da Ethereum (EIP-4844)
• Proporciona uma maior escalabilidade e custos reduzidos em comparação com os métodos tradicionais de armazenamento
• Mais barato com grandes volumes de transações

Calldata

• Utiliza o sistema tradicional da Ethereum dados da chamada para armazenar dados de transações
• Mais barato com volumes de transações mais baixos

Fora da cadeia

As soluções de DA fora da cadeia, como a Celestia, permitem que os dados sejam armazenados fora da cadeia, reduzindo os custos e aumentando a capacidade de processamento de transações. Embora as soluções fora da cadeia possam não atingir o mesmo nível de segurança que o armazenamento na cadeia, utilizam métodos destinados a garantir a integridade e a fiabilidade dos dados.

Consulte a secção «Disponibilidade de dados » para obter uma lista das soluções fora da cadeia disponíveis.

Camada de assentamento

A camada de liquidação regista o estado final das transações e trata da resolução de litígios. Para muitos rollups, a Ethereum funciona como a principal camada de liquidação, mas algumas estruturas suportam opções adicionais. Em determinadas configurações, como as do Arbitrum Orbit, os rollups podem funcionar como Camadas 3, utilizando outro rollup como sua camada de liquidação.

A camada de liquidação garante a segurança e a definitividade das transações processadas no rollup, através da verificação e arbitragem das provas (provas de fraude para rollups otimistas, provas de validade para rollups ZK).

Ferramentas e produtos adicionais

As plataformas Rollup-as-a-Service (RaaS) disponibilizam frequentemente ferramentas complementares que potenciam a funcionalidade do rollup e melhoram a experiência do utilizador.

• Bridge UI: Facilita as transferências de ativos entre cadeias, entre a camada de liquidação e o rollup.
• Block Explorer: Permite a exploração transparente de transações, endereços e contratos, facilitando a monitorização e a depuração.
• Integração com a Faucet: Fornece aos utilizadores e programadores pequenas quantidades de tokens para darem os primeiros passos na rede

Conclusão

Este guia apresentou uma visão geral dos conceitos-chave para a configuração e implementação de rollups de Camada 2 (L2) e Camada 3 (L3), incluindo os desafios da escalabilidade da blockchain, rollups personalizados, configurações de rollups — tais como a estrutura, as opções de disponibilidade de dados e a camada de liquidação — e as vantagens do Rollup-as-a-Service (RaaS).

Quer seja um programador, uma empresa ou uma equipa de projeto a explorar o potencial dos rollups, esta compreensão básica da configuração dos rollups e da disponibilidade de dados irá capacitá-lo a tomar decisões informadas relativamente às suas soluções de blockchain.

Se tiveres dúvidas, ideias ou sugestões, contacta-nos diretamente. Além disso, mantém-te a par das últimas novidades seguindo-nos no Twitter e juntando-te ao nosso canal de anúncios no Discord e no Telegram.

Recursos adicionais

• Guias técnicos sobre RaaS
• Artigos do blogue sobre os rollups da Quicknode
• Crie a sua própria blockchain - Guia do criador

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