As camadas de blockchain do tipo Layer 1 e Layer 2 surgem como reflexo da crescente adoção das criptomoedas e o aumento exponencial de transações.
Esse cenário exigia soluções que melhorassem a escalabilidade e a eficiência nas transações, mantendo a segurança e descentralização.
Essas duas camadas representam diferentes níveis de abstração na arquitetura de uma blockchain e desempenham papéis cruciais e complementares no desempenho de uma rede.
Este artigo irá explorar as diferenças, vantagens e desafios relacionados aos conceitos de Layer 1 e Layer 2, abordando o modo como as redes blockchain funcionam e como elas estão sendo aprimoradas para atender à demanda crescente do mercado.
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O que são Layer 1 e Layer 2?
Imagine a blockchain como uma via expressa de veículos. A Layer 1 é a própria via, estabelecendo as regras básicas de tráfego, como os limites de velocidade e as leis de trânsito que devem ser seguidas.
Já a Layer 2 são as vias secundárias e acessos que se conectam à via principal, e permitem um tráfego mais fluido e eficiente.
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Definição de Layer 1
Layer 1 refere-se à blockchain principal de um protocolo, como Ethereum, o Bitcoin ou ainda a Solana, por exemplo. É a camada base onde todas as transações e contratos inteligentes ocorrem, sendo responsável pela validação, governança e segurança da rede.
Esta camada é autossuficiente, possuindo regras e mecanismos de consenso que regem o funcionamento da blockchain, como Proof of Work (PoW), utilizado na rede do Bitcoin, ou Proof of Stake (PoS), utilizado no Ethereum.
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Definição de Layer 2
Layer 2 é uma solução de segunda camada construída sobre a Layer 1 para resolver problemas de escalabilidade. O objetivo das Layer 2 é melhorar a eficiência das blockchains base.
Em vez de substituir a Layer 1, elas trabalham em conjunto, processando uma grande parte das transações fora da blockchain principal e depois repassando os dados essenciais de volta para a Layer 1 para validação.
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Estrutura e funcionamento de uma blockchain Layer 1
As blockchains Layer 1 controlam a criação de novos blocos, a emissão de tokens nativos e o desenvolvimento de contratos inteligentes. Elas também são responsáveis por outros pontos chave, como:
- Protocolos de consenso: O protocolo de consenso define como os nós da rede chegam a um acordo sobre o estado atual da blockchain. Diferentes protocolos de consenso possuem diferentes características em termos de segurança, descentralização e eficiência.
- Segurança: A Layer 1 é responsável por garantir a segurança da rede, protegendo contra ataques e fraudes.
- Descentralização: A descentralização é um dos pilares das blockchains. A Layer 1 define o grau de descentralização da rede e como os nós participam da validação das transações.
- Limitações: A Layer 1 possui limitações em termos de velocidade e custo das transações, devido à necessidade de validar cada transação em todos os nós da rede.
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Exemplos de blockchains Layer 1
Algumas das principais blockchains Layer 1 incluem:
- Bitcoin: A pioneira das criptomoedas, Bitcoin é conhecida por sua segurança e descentralização, mas enfrenta desafios de escalabilidade para transações em massa. É a primeira e maior criptomoeda em capitalização de mercado.
- Ethereum: A segunda maior criptomoeda, Ethereum é uma plataforma para a criação de aplicativos descentralizados (dApps) e contratos inteligentes, oferecendo maior flexibilidade que o Bitcoin, mas também apresenta problemas de escalabilidade.
- Solana: Uma blockchain de alto desempenho, projetada para oferecer transações rápidas e baratas, com um modelo de consenso híbrido que combina Proof of History e Proof of Stake.
- Cardano: Conhecida por sua abordagem científica e multicamadas, Cardano busca ser uma plataforma sustentável para aplicativos descentralizados, com foco em segurança e escalabilidade.
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Desafios de escalabilidade das Layer 1
Embora sejam robustas, as Layer 1 enfrentam problemas relacionados à escalabilidade, que é a capacidade de processar um número crescente de transações por segundo (TPS).
À medida que as blockchains Layer 1 ganham popularidade, elas sofrem com o aumento do congestionamento da rede, levando a taxas elevadas de gás e lentidão na confirmação das transações. Problemas comuns em redes com alta demanda.
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Por que escalar é tão difícil?
Escalar uma blockchain sem comprometer os seus pilares, como segurança e a descentralização é um grande desafio.
As blockchains tentam manter o equilíbrio entre três elementos: descentralização, segurança e escalabilidade. Melhorar um desses aspectos geralmente sacrifica os outros, uma situação conhecida como o “trilema da blockchain”.
A descentralização garante que nenhuma entidade única controle a rede, a segurança protege os dados e as transações, e a escalabilidade permite que a rede processe um grande volume de transações rapidamente.
O trilema surge porque aumentar a escalabilidade, por exemplo, pode exigir a centralização de algumas funções, comprometendo a descentralização.
Da mesma forma, aumentar a segurança pode tornar a rede mais lenta, reduzindo a escalabilidade. Essa tensão entre os três pilares é um dos maiores desafios enfrentados pelos desenvolvedores de blockchains.
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Estrutura e funcionamento de uma blockchain Layer 2
Com o crescimento da popularidade de projetos descentralizados, como as dApps e as DeFi, a pressão sobre blockchains como Ethereum ficou muito grande, com taxas de transação disparando. As soluções Layer 2 surgem como uma resposta a essas limitações.
As soluções de Layer 2 são protocolos ou redes que funcionam em cima da blockchain principal a fim de melhorar sua escalabilidade, oferecendo também menores taxas e maior velocidade.
Elas foram desenvolvidas para processar transações fora da Layer 1, realizando a maior parte do trabalho fora da cadeia base, mas ainda mantendo a segurança e imutabilidade da blockchain principal. Dentre as soluções que essas redes propõem, temos os:
- Rollups: Agrupam várias transações em um único lote, reduzindo o número de transações a serem processadas na Layer 1. Existem 2 tipos principais. Os Optimistic Rollups, que assumem que as transações são válidas e oferecem uma janela de tempo para que qualquer parte possa contestar, e os ZK-Rollups, que usam provas de conhecimento zero para validar transações de forma imediata e segura.
- Sidechains: São blockchains paralelas à cadeia principal, que podem ter suas próprias regras e tokens.
- State Channels: Os State Channels permitem que os usuários realizem um número ilimitado de transações entre si sem precisar transmiti-las à blockchain principal até o final, economizando tempo e taxas. Esse modelo é ideal para micropagamentos e outras transações recorrentes.
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Exemplos de soluções Layer 2 populares
- Lightning Network: No caso do Bitcoin, a Lightning Network é a solução Layer 2 mais conhecida, e permite transações rápidas e de baixo custo fora da blockchain principal, viabilizando o uso diário do Bitcoin como moeda.
- Arbitrum (ARB): Uma solução Layer 2 para Ethereum que utiliza Optimistic Rollups para processar transações fora da cadeia principal, oferecendo maior escalabilidade e menor custo.
- Optimism (OP): Outra solução Layer 2 para Ethereum que, assim como Arbitrum, utiliza Optimistic Rollups, mas com uma abordagem ligeiramente diferente na forma como as transações são processadas.
- Polygon (POL): Uma plataforma que oferece várias soluções Layer 2 para Ethereum, incluindo sidechains e rollups, permitindo a criação de diversas aplicações descentralizadas com maior escalabilidade e interoperabilidade.
Vantagens e desvantagens de Layer 1 e Layer 2
As blockchains Layer 1 oferecem um ambiente seguro, descentralizado e robusto, sendo ideais para armazenar dados sensíveis e contratos inteligentes de grande porte.
A principal vantagem das soluções Layer 2 é a escalabilidade, pois reduzem as taxas e aumentam a velocidade das transações, facilitando o uso diário das criptomoedas e a criação de novas aplicações.
Pensando nos aspectos negativos das camadas, as Layer 1 tendem a ser lentas e caras, enquanto as Layer 2 podem comprometer a descentralização e, em alguns casos, a segurança, dependendo de como são implementadas.
Veja mais detalhes no quadro a seguir:
| Característica | Layer 1 | Layer 2 |
| Segurança | Alta | Pode ser menor dependendo da implementação |
| Descentralização | Alta | Pode ser menor dependendo da implementação |
| Escalabilidade | Baixa | Alta |
| Custo das transações | Alto | Baixo |
| Velocidade das transações | Baixa | Alta |
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Como escolher entre Layer 1 e Layer 2?
A decisão entre utilizar uma blockchain Layer 1 ou Layer 2 depende diretamente das necessidades específicas de cada projeto.
As Layer 1, como Bitcoin e Ethereum, oferecem um alto nível de segurança e descentralização, sendo ideais para transações críticas, contratos inteligentes complexos e projetos que buscam uma infraestrutura blockchain de longo prazo.
A validação de cada transação ocorre diretamente na rede principal, garantindo um alto grau de segurança e imutabilidade.
Por outro lado, as Layer 2, como Lightning Network, Arbitrum e Optimism, são construídas sobre as Layer 1 e oferecem uma camada adicional de escalabilidade e eficiência.
Elas são ideais para transações rápidas e econômicas, micropagamentos e dApps que necessitam de um grande volume de transações. Uma alternativa para viabilizar o uso das criptomoedas no dia a dia.
Ao processar a maioria das transações fora da cadeia principal, as Layer 2 reduzem significativamente as taxas e os tempos de confirmação, proporcionando uma experiência de usuário mais suave.
É importante ressaltar que a escolha não é excludente. Em muitos casos, a combinação de ambas as camadas pode ser a solução ideal, proporcionando o melhor de ambos os mundos.
As Layer 2 complementam as Layer 1, oferecendo uma solução escalável para aplicações específicas, sem comprometer a segurança e a descentralização da rede principal.
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A relação entre Layer 1 e Layer 2 e os contratos inteligentes
Os contratos inteligentes são programas autoexecutáveis que residem na blockchain e são capazes de executar automaticamente determinadas ações quando determinadas condições são atendidas.
A Layer 1 fornece a plataforma para a execução dos contratos inteligentes, enquanto a Layer 2 pode ser utilizada para aumentar a escalabilidade e reduzir os custos das transações relacionadas aos contratos inteligentes.
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A evolução das soluções Layer 2 e o futuro das blockchains
O futuro das blockchains está ligado à evolução tanto das soluções Layer 1 quanto das Layer 2, de modo que novas tecnologias e protocolos estão sendo desenvolvidos para atender às demandas do mercado.
Ambas as soluções desempenham papéis complementares no universo das criptomoedas. Enquanto as Layer 1 oferecem segurança e descentralização robustas, as Layer 2 trazem escalabilidade e eficiência para transações em massa.
A interoperabilidade entre as diferentes camadas, por exemplo, será outro fator crucial para o sucesso do ecossistema blockchain, permitindo que diferentes redes se comuniquem e colaborem.
Juntas, essas camadas estão moldando o futuro do mercado cripto, e são fundamentais para permitir a adoção em massa das criptomoedas, tornando a blockchain uma parte cada vez mais importante da economia global.
