Em 2009, quando o primeiro bloco de Bitcoin foi minerado, a rede Bitcoin era a única rede blockchain que existia. Isso já não é mais o caso hoje. Agora existem centenas de outras redes blockchain, cada uma com casos de uso e objetivos únicos. Estas blockchains às vezes precisam comunicar entre si para compensar suas deficiências e permitir uma adoção mais ampla. Como elas conseguem isso? Através de um processo conhecido como interoperabilidade blockchain.

A interoperabilidade da blockchain é a capacidade das blockchains interagirem livremente e partilharem ativamente dados entre si. Por mais simples que o conceito pareça, não é tão fácil de implementar. Isto deve-se ao facto de muitas blockchains terem sido projetadas para serem protocolos autónomos. Por conseguinte, geralmente são incompatíveis com tecnologias externas, incluindo outras blockchains.

No entanto, várias plataformas têm vindo a desenvolver formas de melhorar a comunicação eficiente entre blockchains devido ao seu potencial. Este artigo irá abordar a tecnologia por trás da interoperabilidade blockchain e como funciona. Também discutiremos as vantagens e desvantagens deste mecanismo.

Como Funciona a Interoperabilidade da Blockchain?

Porque cada blockchain é diferente, não existe um mecanismo universal usado para alcançar a interoperabilidade. Em vez disso, os desenvolvedores e engenheiros de blockchain desenvolveram várias ferramentas e protocolos que abordam o problema a nível de cadeia para cadeia.

Embora essas ferramentas possam diferir em escopo e operação, uma coisa é comum - todas evitam a integração de blockchains com plataformas de terceiros. Eles fazem isso para manter a descentralização, um dos pilares críticos da tecnologia blockchain. Aqui está um resumo de como algumas das ferramentas de interoperabilidade blockchain mais populares funcionam.

Sidechains e Parachains

As sidechains surgem de uma blockchain principal e são projetadas para manter comunicação bidirecional com a cadeia principal. Uma sidechain é uma entidade separada com seu sistema de token, mecanismo de consenso e método de operação. Beneficia a cadeia principal lidando com algumas de suas funcionalidades, liberando espaço para uma operação mais eficiente. A Polygon (MATIC) é um exemplo de um projeto de sidechain. Funciona como uma sidechain e uma blockchain de camada 2 baseada na rede Ethereum.

As parachains são semelhantes às sidechains no sentido de que também são blockchains separadas conectadas a uma cadeia principal. No entanto, uma diferença fundamental é que as parachains podem interagir umas com as outras, além da cadeia principal. Isso difere das sidechains que só podem manter comunicação com a cadeia principal. Assim, as parachains são mais interoperáveis do que as sidechains. Os ecossistemas Polkadot e Kusama são exemplos de projetos que suportam parachains.

Oráculos

Os Oracles são protocolos de contratos inteligentes que permitem a comunicação entre uma blockchain e o mundo exterior. Eles podem transmitir dados do mundo exterior para a blockchain ou vice-versa. No entanto, são capazes de fazer muito mais. Eles também podem transmitir informações de uma blockchain para outra, possibilitando assim a interoperabilidade entre elas. A Chainlink e o protocolo Band são bons exemplos de oracles entre cadeias.

Ponte de Interoperabilidade

Uma ponte entre cadeias é uma disposição que permite que tokens sejam transferidos ou 'ponte' de uma blockchain para outra. É um dos mecanismos mais importantes que facilitam a interoperabilidade da blockchain. A maioria das pontes opera bloqueando ou queimando tokens em uma blockchain e liberando uma quantidade igual de tokens na outra.

Algumas pontes entre cadeias utilizam um protocolo de envolvimento para alcançar o seu objetivo. Eles encapsulam o valor de um token em outro e tornam possível que esse token seja utilizado de outras formas. Um exemplo é o caso do Wrapped BTC. Embora seja resgatável por BTC numa base de 1:1, é um token ERC-20 e, portanto, pode ser utilizado em protocolos baseados em Ethereum. Esta é a força da interoperabilidade blockchain.

Outras pontes inter-cadeia, como a rede Celer, utilizam pools de liquidez para transferir tokens de uma blockchain para outra. Pontes como esta também oferecem oportunidades de ganho para investidores prontos para fornecer liquidez para facilitar transferências.

Trocas Atômicas

Uma troca atômica (ou troca atômica entre cadeias) é um mecanismo de troca entre pares em que os ativos de uma blockchain são trocados por ativos em outra blockchain. O processo é totalmente descentralizado e regulado por contratos inteligentes. O processo inteiro também é concluído dentro de um prazo específico. Se esse prazo expirar e as condições do contrato não tiverem sido cumpridas, a transação é cancelada automaticamente.

Protocolo de Comunicação Inter-Blockchain (IBC)

Este é um módulo de interoperabilidade desenvolvido pelo ecossistema Cosmos para permitir a comunicação entre blockchains conectados. Foi projetado para ser a internet dos blockchains e está a cumprir o seu nome. Os blockchains conectados através deste mecanismo não precisam de interagir diretamente uns com os outros. Apenas enviam pacotes de informação através de canais descentralizados regulados por contratos inteligentes.

Mesmo que o IBC tenha sido lançado em março de 2021, está atualmente ativado em 54 redes com cerca de 114.000 transações diárias. Essas 54 redes blockchain podem comunicar-se facilmente entre si e trocar tokens conforme necessário.

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**_Uma visão geral dos 54 projetos de criptomoeda atualmente no protocolo IBC_**

Soluções de Interoperabilidade Blockchain

Trocas de Tokens

As trocas de tokens melhoram a interoperabilidade ao trocar tokens em diferentes redes blockchain. Podem ser implementadas de várias maneiras, sendo as mais comuns as trocas atômicas e os criadores de mercado automatizados entre cadeias (AMMs).

Uma troca atômica (ou negociação atômica entre cadeias) é um mecanismo de troca peer-to-peer onde os ativos de uma blockchain são trocados por ativos em outra blockchain. O processo é totalmente descentralizado e regulado por contratos inteligentes. Todo o processo também é concluído dentro de um prazo específico. Se esse tempo se esgotar e as condições do contrato não forem atendidas, a transação é cancelada automaticamente.

Os AMMs inter-cadeia são construídos em cima de pontes inter-cadeia para permitir a conexão entre diferentes blockchains. Eles têm pools de liquidez separados em cada blockchain e usam essa liquidez para facilitar trocas de tokens. Um exemplo é o AMM associado ao THORChain, que permite trocas inter-cadeia entre oito blockchains.

Ponte de tokens programáveis

Estas são pontes de token que também implementam mensagens arbitrárias através de chamadas de contrato inteligente. Isso torna a ponte entre cadeias mais eficiente. Também permite que funções mais complexas como troca, empréstimo e participação sejam realizadas na mesma transação que a função de ponte.

Chamadas de contrato

Isto acontece quando a função de contrato inteligente na cadeia de origem chama a função de contrato inteligente na cadeia de destino. Esta comunicação forma a base para interações mais complexas entre redes blockchain. Trocas de tokens e pontes são construídas com base nessas interações.

Pagamentos nativos

Pagamentos nativos entre cadeias envolvem a originação de uma transação em uma rede blockchain e fazer pagamentos em outra rede blockchain na moeda nativa da blockchain de origem. Isso permite que dados e ativos sejam facilmente transferidos de uma blockchain para outra. Também facilita aplicações descentralizadas e reduz a necessidade de exchanges centralizadas.

Projetos de Interoperabilidade Blockchain

Polkadot

O mecanismo de parachain é nativo do ecossistema Polkadot. Cada parachain se conecta à cadeia principal ou de retransmissão através de um processo conhecido como 'Vinculação'. Diferentes parachains vinculados à mesma cadeia de retransmissão também podem se comunicar entre si, aumentando assim a interoperabilidade.

Atualmente existem cerca de 186 blockchains diferentes no ecossistema do Polkadot. A interconexão entre essas blockchains significa que os utilizadores podem aceder a elas através de uma única carteira e interface de utilizador. Isto poupa muito tempo e stress que de outra forma teriam sido gastos a deslocar-se entre as blockchains se não estivessem interligadas através da interface do Polkadot.

Cosmos

O ecossistema Cosmos projetou o protocolo de Comunicação Inter-Blockchain. Este é um módulo de interoperabilidade que permite a comunicação entre blockchains conectados. Foi projetado para ser a internet dos blockchains e está cumprindo o seu nome.

Os blockchains ligados através deste mecanismo não têm de interagir diretamente uns com os outros. Eles apenas enviam pacotes de informação através de canais descentralizados regulados por contratos inteligentes. Embora o IBC tenha sido lançado em março de 2021, está atualmente ativado em 54 redes com cerca de 114.000 diariamentetransaçõesEstas 54 redes blockchain podem comunicar-se facilmente entre si e trocar tokens conforme necessário.

Cardano

Cardano é uma plataforma blockchain de terceira geração que suporta a criação de sidechains para comunicar sem problemas com a blockchain mainnet. Além disso, o Cardano permite a transferência de dados entre blockchains através da implementação de pontes interligadas. Essas pontes conectam a rede Cardano com as redes Ethereum, Bitcoin e outras. Exemplos são o protocolo REN e as pontes SundaeSwap.

Ponte de Plasma

A Ponte Plasma é uma solução de escalonamento de camada 2 que usa cadeias filhas para aumentar a eficiência da rede Ethereum. Como parachains e sidechains, as cadeias filhas retiram parte da carga da cadeia principal enquanto mantêm a comunicação entre si e com a cadeia principal. Como funciona a ponte Plasma?

Quando um utilizador pretende transferir um ativo da cadeia secundária para outra rede blockchain, ele cria um NFT na cadeia secundária para representar a propriedade do ativo. Em seguida, bloqueia o NFT numa cúpula de contrato inteligente e cria um NFT correspondente na rede blockchain de destino.

Quando ele transfere este NFT recém-criado para o destinatário, o destinatário pode resgatá-lo pelo ativo de criptomoeda que o NFT representa.

Lisk

Embora a Lisk não seja explicitamente projetada como um projeto de interoperabilidade, ela oferece algumas soluções interessantes. Por exemplo, permite que os desenvolvedores criem sidechains que se conectem à cadeia principal da Lisk. Também suporta mensagens entre cadeias que permitem que diferentes blockchains comuniquem-se de forma transparente.

Por último, a fase final do roadmap da Lisk - conhecida como a Fase Diamante - é projetada para tornar a rede Lisk diretamente compatível com outros blockchains. Isso permitirá que os desenvolvedores criem aplicativos descentralizados na Lisk que serão utilizáveis nos blockchains Ethereum, Polkadot e Cosmos.

Benefícios da Interoperabilidade Blockchain

Maior Potencial para Adoção Generalizada

Se a maioria da população mundial adotar criptomoedas, é provável que não seja apenas em uma blockchain. Portanto, a interoperabilidade da blockchain garante que haverá comunicação contínua entre os blocos, não importa quantos sejam. Essa comunicação garantirá mais casos de uso para ativos criptográficos, catalisando um maior crescimento e distribuição da tecnologia blockchain.

Aumento da escalabilidade para projetos de criptomoedas

A escalabilidade da Blockchain é a capacidade de uma criptomoeda de expandir e lidar com mais volume de transações do que está habituada. A escalabilidade é uma das propriedades mais escolhidas de uma moeda, pois demonstra que está pronta para uma adoção aumentada. A interoperabilidade da Blockchain ajuda neste sentido, pois garante que um token não seja limitado pelas restrições da blockchain na qual está construído.

Pegue o caso do BTC envelopado, por exemplo. Por si só, o Bitcoin só consegue gerir cerca de cinco a sete transações por segundo (TPS). No entanto, quando envelopado como um token ERC-20, o seu TPS duplica, podendo potencialmente atingir 100.000 quando as atualizações do Ethereum estiverem concluídas.

Aumento da Descentralização

A criptomoeda é toda sobre a descentralização. E é isso que a interoperabilidade garante. Através dos vários protocolos e mecanismos que discutimos, há uma disposição para transações sem confiança livres de qualquer intermediário. Também garante que nenhuma cadeia tenha um monopólio sobre transações de criptomoeda. Como não há necessidade de supervisores centralizados, as pessoas podem migrar livremente ativos de uma cadeia para outra, distribuindo riqueza e tecnologia ao longo do caminho.

Isso também incentiva uma competição saudável entre blocos. Afinal, pessoas e projetos não podem ficar 'presos' em um blockchain. Se um blockchain não está atendendo às expectativas, os projetos nele podem migrar para outro. Um exemplo recente é a migração de DeGods e Y00ts de Solana para Ethereum e Polygon, respectivamente.

Desafios e Limitações

Incompatibilidade de Blockchains

Quando dois blockchains com diferentes mecanismos de funcionamento e tokenomics têm de trabalhar juntos de alguma forma, podem surgir problemas de compatibilidade. Isto é especialmente verdadeiro em relação ao sistema de confiança que os blockchains empregam. Por exemplo, muitos acreditam que o mecanismo de consenso de Prova de Trabalho é o mais seguro. Pessoas com essa crença podem estar menos inclinadas a ligar ativos PoW a um blockchain que usa o mecanismo de Prova de Participação.

Limitações de transação

Alguns blockchains conectados são tão rápidos quanto o membro mais lento, especialmente durante períodos de grande tráfego. Se as transações ficarem congestionadas em um dos blockchains, poderá desencadear um efeito dominó que se estenderá por todos os blockchains dessa conexão. Isso irá desacelerar significativamente as coisas.

Conclusão

A interoperabilidade da Blockchain é um tópico quente no mundo das criptomoedas. Provavelmente será um dos catalisadores mais significativos na propagação da ideia de criptomoeda entre a população em geral. Assim, há boas razões para acreditar que haverá mais inovações neste setor de criptografia.

Por exemplo, algumas blockchains que incorporam interoperabilidade nos seus mecanismos principais já estão a ser desenvolvidas. Um exemplo é a rede Quant. Este projeto foi lançado em 2018 e permite aos programadores de blockchain criar contratos inteligentes que podem existir em várias blockchains. Outros exemplos são Cronos, Flare e AllianceBlock. Estes projetos são construídos com interoperabilidade em mente e já têm aplicações no mundo real.

De salientar que ainda há desafios substanciais e obstáculos a superar. No entanto, desde que os desenvolvedores de blockchain não se acomodem, o futuro da interoperabilidade blockchain parece promissor.