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Visão geral
Ethereum, the most popular blockchain, has seen scaling issues for quite a long time now. With high gas fees due to congestion being the primary pain point. With the increasing cost to use the network, a plethora of scaling solutions have emerged. Today in this guide, we will go over some Ethereum scaling solutions and deep dive into rollups.
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Soluções Ethereum
The main goal of all the Ethereum scaling solutions is to increase transaction speed and throughput without compromising the decentralized nature of the blockchain.
Existem duas vertentes principais em que estas soluções de escalabilidade estão a ser exploradas:
- On-chain Scaling.
- Escalabilidade fora da cadeia.
On-chain Scaling
On-chain or Layer 1 scaling solutions refer to increasing the capacity of the core blockchain layer, usually by increasing the numbers of transactions that can be fit in a block. In Ethereum’s case, on-chain scaling would mean changing the Ethereum Mainnet protocol. Increasing the amount of data/transactions that can fit into an Ethereum block would also increase the hardware requirements to run a node, raising some critics around this scaling solution. It can limit the number of nodes and may affect decentralization. But, with Ethereum 2 comes a concept of Sharding; sharding is the process of splitting the Ethereum infrastructure/database. This will reduce the node load by dividing the work; it is a much broader concept.
Escalabilidade fora da cadeia
Off-chain scaling solutions are meant to indirectly scale the primary layer one blockchain by adding more layers to process the transactions without using the actual core blockchain. Off-chain scaling uses the main layer of blockchain as a trust and arbitration layer. Off-chain scaling is often referred to as Layer 2 scaling as it adds another layer on top of the main Ethereum layer.
A escalabilidade da Camada 2 é vista como uma solução imediata para Ethereum , uma vez que mantém a descentralização, que é o aspeto mais valioso para a Ethereum . As soluções da Camada 2 exigem ainda a criação de hardware adicional ou de software complexo, pelo que demora mais tempo até que as redes sintam os seus efeitos. As soluções da Camada 2 derivam a sua segurança da Ethereum podem ser criadas ou executadas de forma personalizada por um indivíduo, uma organização ou uma comunidade, consoante os casos de utilização.
Seguem-se os tipos de soluções:
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Sidechains: Sidechains are EVM compatible blockchains connected to Ethereum via bridges. They have their own consensus protocol and block parameters.
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Rollups: Rollups perform transaction execution outside the main Ethereum blockchain and send the transaction data back to the main Ethereum network.
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State channels: State channels use multisig channels to settle transactions off the main chain between parties and send the state to the main blockchain. These are very secure but have particular use cases.
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Plasma: Plasma is a framework where there are side chains anchored to the main Ethereum blockchain, and they are connected to the Etheruem blockchain via a root contract; this contract records the current state and states the rules for the child chains.
Rollups
Por um lado, temos soluções de camada 2, como os canais, que são totalmente protegidos pela Ethereum , mas funcionam bem apenas para um conjunto específico de aplicações; as sidechains, por outro lado, são geralmente compatíveis com a EVM e podem escalar aplicações de uso geral, mas a principal desvantagem é que não dependem da Ethereum a segurança, tendo, em vez disso, o seu próprio modelo de consenso.
Os rollups procuram reunir o melhor destes dois mundos, criando uma solução de uso geral sem deixar de lado a segurança da Ethereum. Os rollups liquidam as transações fora da Ethereum principal Ethereum , mas enviam os dados das transações de volta para a Ethereum , continuando a basear a sua segurança no Ethereum . Cada rollup tem os seus contratos específicos implementados na Ethereum principal Ethereum . Os rollups executam as transações fora da cadeia, principalmente numa cadeia específica do rollup, e, em seguida, agrupam os dados das transações, comprimem-nos e enviam-nos para a cadeia principal da Ethereum; isto reduz a carga sobre a Ethereum principal Ethereum no que diz respeito ao processamento efetivo dessas transações.
This helps in reducing the fees and blockchain adoption by increasing participation. Rollups also enable redeployment of all the existing Ethereum smart contracts to a rollup with little or no change.
Tipos de rollups
Os rollups parecem ser uma solução promissora para o problema Ethereum , mas como podemos garantir que os dados das transações publicados na Ethereum rollups são válidos? Os diferentes tipos de rollups lidam com esta questão de forma distinta. Com base nisso, existem dois tipos de rollups: os rollups otimistas e os rollups ZK.
Rollups otimistas:
Os rollups otimistas, tal como o nome sugere à primeira vista, partem do princípio de que os dados das transações enviados para a Ethereum estão corretos e são válidos. Sempre que existe uma transação inválida, tem lugar um processo de resolução de litígios. Uma das partes envia um lote de dados de transações para Ethereum e, sempre que alguém deteta uma transação fraudulenta, pode apresentar uma prova de fraude contra essa transação. Neste caso, ambas as partes — tanto a que envia o lote de dados de transações como a que apresenta a prova de fraude — têm o seu ETH em staking. Isto significa que qualquer conduta indevida por parte de qualquer uma das partes resultaria na perda do seu ETH. Sempre que é apresentada uma prova de fraude, a transação suspeita é executada novamente, desta vez na Ethereum principal Ethereum . Para garantir que a transação é reproduzida com o estado exato em que foi originalmente realizada na cadeia de rollup, é criado um contrato gestor que substitui certas chamadas de função por um estado proveniente do rollup.
ZK-rollups:
Os ZK-rollups, ou rollups de conhecimento zero, ao contrário dos rollups otimistas, não dispõem de qualquer mecanismo de resolução de litígios. Utilizam uma técnica criptográfica engenhosa: as provas de conhecimento zero. Neste modelo, cada lote de transações submetido à Ethereum uma prova criptográfica denominada SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), verificada por um contrato implementado na rede Ethereum . Este contrato mantém o estado de todas as transferências na cadeia dos rollups, e esse estado só pode ser atualizado mediante uma prova de validade. Isto significa que apenas a prova de validade precisa de ser armazenada na Ethereum principal Ethereum , em vez de dados de transações volumosos, tornando assim os zk-rollups comparativamente mais rápidos e mais baratos.
Exemplos: Loopring, STARKWARE, zkSync.
Conclusão
Se chegaste até aqui, já sabes um pouco mais sobre as soluções Ethereum e muito mais sobre os rollups.
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