Introdução

À medida que a tecnologia blockchain evolui e inova, as narrativas modulares substituem gradualmente as narrativas tradicionais de blockchain público, tornando-se a tendência dominante no campo da blockchain. Esta transformação atraiu a atenção de muitos projetos e investidores, trazendo uma onda de soluções técnicas e uma corrida para capturar a quota de mercado em vários módulos. Num contexto de competição crescente no blockchain público, podemos testemunhar o termo 'modular' a mover-se gradualmente para o mainstream, trazendo novas mudanças e oportunidades para toda a indústria de blockchain.

O que são Narrativas Modulares?

Com o desenvolvimento contínuo da blockchain (expansão de funções, crescimento da base de usuários e aumento das operações on-chain), os dados cada vez mais crescentes começaram a sobrecarregar a mainnet do Ethereum. À medida que o desempenho do Ethereum se aproxima de seus limites, para otimizar o desempenho, manter a vantagem competitiva e evitar a perda de usuários, o Ethereum iniciou uma atualização chamada Danksharding. Esta atualização envolve a iteração, atualização e terceirização de vários módulos do Ethereum para facilitar a transição de uma única cadeia para uma arquitetura em camadas.

Expansão de Dados On-chain do Ethereum

A rastreabilidade e transparência da Blockchain devem-se a cada nó completo ter armazenado todos os dados históricos, garantindo que cada transação na rede possa ser rastreada e verificada. No entanto, à medida que o tempo passa, a quantidade de dados na rede Blockchain tem vindo a expandir-se a um ritmo geométrico, levando a um aumento contínuo nos custos de hardware e operacionais dos nós. A Ethereum foi inicialmente operada como uma única cadeia de blocos, com todas as tarefas completadas pelos nós completos. No entanto, à medida que o ecossistema Ethereum continua a desenvolver-se e a aumentar de tamanho, tem-se tornado necessário procurar reformas para acomodar o ritmo de desenvolvimento. Para este efeito, a Ethereum iniciou uma grande quantidade de exploração. Por exemplo, foram exploradas sidechains e Plasma, bem como as quatro principais soluções Layer2 que agora são familiares a todos.

A Procura por Escalabilidade do Ethereum

O Rápido Desenvolvimento da Camada2

Quando os nós não são capazes de lidar com todas as tarefas na blockchain, surge a necessidade de escalabilidade. A explosão do Ethereum no setor DeFi tem empurrado a carga da rede para picos históricos, com custos de transação elevados aumentando o limiar de entrada para fundos pequenos, tornando-se um obstáculo para atrair novos utilizadores. Tomando as soluções de Camada2 do Ethereum como exemplo, ele terceirizou a camada de contratos inteligentes e a camada de execução para projetos de Camada2 para colaboração. Neste modelo, as transações são distribuídas para a rede de Camada2 para submissão e execução, sendo a cadeia principal do Ethereum apenas responsável por verificar contratos inteligentes e armazenamento de dados. Isso reduz significativamente a redundância de dados do Ethereum e alivia a carga da rede. Ao mesmo tempo, este modelo de cooperação também apontou uma nova direção para o desenvolvimento de outras blockchains públicas. De acordo com os dados do L2beat, até março de 2024, existem 46 redes de Camada2 que lançaram suas mainnets, com mais de 34 redes de Camada2 prestes a serem lançadas, quase dobrando o número em seis meses.

Origem: L2Beat

Dados de ganhos da Camada 2

Tomando Arbitrum como exemplo, quando um usuário faz uma transferência na Camada 2 do Arbitrum, uma taxa correspondente é incorrida. O Arbitrum, como uma solução de Camada 2, é responsável por executar transações e recolher as taxas de execução respetivas, enquanto o Ethereum, como a cadeia que confirma a validade das transações, também cobra uma certa taxa. Esta parte da taxa constitui a maior parte da despesa da L2.

De acordo com os dados da Tokenterminal, a ARB acumulou receitas de taxas nos últimos três meses de 47.435 milhões de USD, com uma despesa de 35.1 milhões de USD.

Origem: Terminal de tokens

Comprometendo-se com uma Abordagem Centrada em Rollup

A expansão das redes blockchain é geralmente alcançada através de duas abordagens: escalonamento horizontal através de sharding e escalonamento vertical através de camadas. A abordagem em camadas é mais direta, com Rollups atuando como a camada de execução para aliviar a pressão na mainnet do Ethereum. Por outro lado, o sharding é considerado a direção final para a escalabilidade blockchain, abrangendo tanto o sharding de dados quanto o sharding de transações. Em 20 de dezembro de 2020, o Ethereum comprometeu-se com uma roadmap orientada para camadas e centrada em Rollups, posicionando-se como a camada de liquidação e camada de disponibilidade de dados para Rollups, com o objetivo final de implementar o sharding de dados. Este método é conhecido como “modularização.” Ao adotar uma abordagem modular, o Ethereum pode integrar várias camadas, cada uma com funções específicas, melhorando assim a escalabilidade, eficiência e desempenho geral.

Fonte: Vitalik.eth

Sumário

Na busca da escalabilidade, a Ethereum tem transitado para uma narrativa de expansão modular. A Ethereum está gradualmente a evoluir de uma camada de execução para uma camada de consenso, com um roadmap de desenvolvimento centrado em Rollups que transferem o ônus das atividades on-chain para off-chain. Ao mover parte da carga computacional da rede principal, acelera as velocidades de transação, reduz custos e alivia a congestão da rede, alcançando, em última análise, a escalabilidade de desempenho, solidificando a sua posição e retendo utilizadores.

Sistemas de Blockchain Integrados vs. Modulares

Nos primeiros dias das plataformas blockchain, os mineiros eram frequentemente referidos como validadores, responsáveis por manter a rede de blockchain. No entanto, cada nó é na realidade composto por vários módulos, cada um encarregado de diferentes funções, como recolher transações de utilizadores, executar transações, atualizar o estado, propor blocos e votar em propostas. Esta configuração simplificada e eficiente forma a base do que agora designamos por sistemas blockchain integrados.

Sistemas Integrados de Blockchain

Nos sistemas blockchain integrados tradicionais, existem normalmente quatro camadas-chave: a camada de contrato inteligente, a camada de execução, a camada de liquidação e a camada de disponibilidade de dados. Todas essas funcionalidades são implementadas coletivamente por uma única camada decisória fundamental. No entanto, esta estrutura unificada apresenta alguns desafios. Como a camada decisória deve lidar com uma variedade de tarefas diferentes e não pode otimizar nenhuma função individualmente, esta estrutura muitas vezes limita a capacidade do sistema.

Sistemas Blockchain Modulares

A modularização envolve a divisão das várias funcionalidades de uma blockchain em módulos independentes, cada um responsável por uma função específica. Sistemas blockchain integrados referem-se a redes blockchain onde a camada de consenso, a camada de disponibilidade de dados, a camada de liquidação e a camada de execução estão integradas e operam juntas. Em contraste, as redes blockchain modulares desacoplam essas camadas e permitem que elas funcionem em paralelo.

Origem: Celestia

De acordo com Celestia, do ponto de vista dos dados, as blockchains públicas precisam principalmente de completar cinco tarefas relacionadas com os dados:

1. Onde os dados são submetidos? (Camada de Contrato Inteligente)
2. Onde os dados são processados? (Camada de Execução)
3. Onde os dados são verificados? (Camada de Liquidação)
4. Onde os dados são armazenados? (Camada de Disponibilidade de Dados)
5. Onde é que os dados têm efeito? (Camada de Consenso)

A essência da modularização é transformar a abordagem de ter uma única camada de tomada de decisão lidar com o processamento de dados para um método colaborativo envolvendo múltiplas partes. A pesquisa da Celestia indica que, embora a abordagem integrada seja mais geral, a abordagem modular é mais especializada.

Fontes: Celestia

Por que escolher a Modularização?

Limitações dos Sistemas de Cadeia Única

Atualmente, a maioria dos blockchains são monolíticos, o que significa que executam todas as tarefas como um todo integrado. Blockchains como Sui e Aptos estão incluídos nesta categoria. Os blockchains integrados têm explorado as possibilidades de utilizar a blockchain para construir várias novas DApps. No entanto, uma vez que as DApps começam a ser construídas e utilizadas nestas cadeias, tornam-se evidentes várias questões:

• Não é possível construir o que quiser em qualquer blockchain específica.
• O custo de construção e utilização de DApps pode ser proibitivamente caro, tornando os DApps difíceis de sustentar.
• Devido ao número limitado de Transações Por Segundo (TPS), apenas alguns contratos inteligentes podem ser executados.
• A eficiência do processo de verificação é facilmente limitada pelos recursos do nó, como largura de banda e armazenamento.
• O armazenamento de dados on-chain pode expandir exponencialmente ao longo do tempo, desafiando os requisitos de hardware dos nós.
• Os requisitos de hardware para o processo de verificação nos nós tornam-se cada vez mais exigentes, levando a menos nós, o que danifica a descentralização e segurança da blockchain.

Estes desafios tornam difícil o uso de blockchains integradas.

O Elevado Custo da Utilização de Dados

De acordo com um gráfico que mostra as taxas pagas por vários L2s para publicar dados no Ethereum, os gastos com L2 nesse sentido são substanciais. Até 22 de março de 2024, esta despesa já ultrapassou os 36,24 milhões de USD para o mês.

Origem: Duna

A Numia Data lançou um relatório intitulado 'O impacto da camada DA modular da Celestia nos L2s do Ethereum: uma primeira análise'. Este relatório compara os custos necessários para diferentes L2s publicarem callData no Ethereum na segunda metade de 2023 com os custos potenciais se usassem a Celestia como camada DA. A magnitude desta diferença mostra que adotar a modularização, semelhante à Celestia, pode economizar significativamente nas taxas de gás do L2.

Fonte de Dados: @numia.data/o-impacto-da-camada-da-modular-da-celestia-na-ethereum-l2s-uma-primeira-vista-8321bd41ff25">Medium

Características do Blockchain Modular

Segurança Compartilhada

Estabelecer validadores é um passo crucial ao criar uma blockchain. No entanto, nem todas as cadeias conseguem encontrar um conjunto de validadores suficientemente grande para garantir segurança. Cadeias que dependem de grandes conjuntos de validadores obtêm alta segurança, enquanto as dependentes de conjuntos menores têm menor segurança. Ao construir modularmente uma cadeia pública para partilhar a sua segurança, ao implantar uma nova blockchain pode evitar a criação de um novo conjunto de validadores. Por exemplo, Celestia fornece disponibilidade de dados, facilitando para as blockchains verificar se as suas transações foram publicadas. A segurança partilhada também oferece uma forma escalável e eficaz para o ecossistema blockchain.

Escalabilidade

As blockchains integrados combinam a camada de contratos inteligentes, a camada de execução, a camada de liquidação e as funcionalidades da camada de disponibilidade de dados dentro de uma única camada de tomada de decisão. Esta abordagem complica a criação de blockchains e aumenta os riscos e congestionamentos do sistema, uma vez que tenta lidar com todas as funcionalidades dentro de uma única camada. Por outro lado, os blockchains modulares distribuem diferentes funções por camadas separadas, melhorando a escalabilidade da cadeia. Por exemplo, os L1s modulares como Celestia podem focar na disponibilidade de dados (L1 pode concentrar todos os recursos para fornecer dados para L2s, como através de rollups).

Simplificando a Criação de Blockchain

Ao desenvolver novos blocos, os desenvolvedores podem criá-los mais rapidamente através de um design flexível e desenvolvimento modular. Isso significa que podem escolher módulos funcionais adequados com base nas necessidades e expandir e atualizar facilmente quando necessário, aumentando assim a flexibilidade e adaptabilidade da blockchain.

Flexibilidade

A estrutura das blockchains modulares é mais flexível e variada do que a das blockchains monolíticas, pois permite que os desenvolvedores selecionem, combinem e ajustem diferentes módulos funcionais com base nas necessidades. Comparadas a uma estrutura única, as blockchains com designs modulares podem atender melhor às necessidades de diferentes utilizadores e DApps, oferecendo, assim, uma gama mais ampla de funcionalidades e cenários de aplicação.

Para além de proporcionar uma gama mais ampla de funcionalidades, as blockchains modulares também trazem maior eficiência e escalabilidade aos programadores. Ao dividir as funcionalidades da blockchain em módulos independentes, os programadores podem gerir e manter o sistema com mais facilidade e fazer atualizações rápidas e iterações quando necessário. Esta flexibilidade e capacidade de personalização ajudam a melhorar o desempenho e a estabilidade das blockchains, proporcionando assim uma melhor experiência ao utilizador.

Conclusão

Em 2024, a modularização está prestes a tornar-se a narrativa predominante. O Ethereum, como uma plataforma líder de contratos inteligentes, tem advogado pelo desenvolvimento modular e explorado continuamente caminhos de desenvolvimento centrados em Rollups para lidar com os desafios relacionados com a escalabilidade e eficiência da blockchain. No entanto, apesar das muitas mudanças positivas trazidas pelas blockchains modulares, também introduzem algumas novas preocupações, como se as blockchains públicas necessitam necessariamente de ser modularizadas. Enquanto os desenvolvedores desfrutam das conveniências trazidas pelas blockchains modulares, também devem explorar ativamente soluções alternativas. A modularização é uma boa solução no presente, mas pode não ser necessariamente a melhor solução no futuro.