Ecossistemas de blockchain layer 1: visão geral

Introdução

Desde seu lançamento em 2015, a Ethereum teve um crescimento tremendo devido à sua vantagem de pioneirismo. A Ethereum foca principalmente em fornecer uma forma de viabilizar smart contracts sem a interferência de terceiros. Isso elimina a necessidade de centralização e representa um avanço significativo em direção à descentralização.

Embora a Ethereum tenha projetado seus sistemas para serem flexíveis, ela ainda sofre com problemas como congestionamento intenso e transações mais lentas e caras devido ao crescimento parabólico dos efeitos de rede.

Esse problema está relacionado ao Trilema da Escalabilidade, termo cunhado por Vitalik Buterin (fundador da Ethereum). O Trilema da Escalabilidade se refere às trocas que projetos cripto frequentemente enfrentam ao otimizar a arquitetura subjacente de suas próprias blockchains.

Isso levou ao crescimento de layer ones alternativas, ou L1s, que oferecem outra forma de resolver as limitações técnicas presentes nas blockchains atuais.

Avalanche

Avalanche é uma plataforma blockchain projetada para escalabilidade, uma plataforma open-source que funciona como alternativa à Ethereum. Seu sistema de consenso a torna uma alternativa mais rápida e eficiente. No fim, isso ajuda a obter melhores velocidades de transação, custos de transação mais baixos e maior eficiência ecológica.

Assim como a Ethereum usa ETH como sua moeda para transações, a Avalanche usa o token AVAX, que também é a moeda usada para as transações na sua própria blockchain.

A Ava Labs lançou a Avalanche em setembro de 2020. O pesquisador da Cornell, Emin Gün Sirer, lidera a Ava Labs e busca oferecer recursos específicos voltados a facilitar a migração de desenvolvedores da Ethereum para o sistema Avalanche.

Ferramentas e bibliotecas da Avalanche

A Avalanche oferece uma variedade de ferramentas para desenvolvedores usarem em sua blockchain:

• Abigen: Compila contratos solidity para golang, permitindo implantar e chamar contratos programaticamente. Algumas ferramentas usadas para interagir, monitorar e se comunicar com os nós da rede junto com o Abigen incluem AvalancheJS, a API pública da Avalanche, Grafana Dashboards e Postman Collections.
• Avalanche Wallet SDK: Uma biblioteca typescript usada para criar e gerenciar carteiras não-custodiais.
• Avalanche Local Simulator: Uma ferramenta que ajuda desenvolvedores a criar instâncias locais da blockchain Avalanche.
• Avalanche Network Runner: Um cliente shell que implanta redes locais ou se comunica com nós. Também permite lançar rapidamente ambientes de testnet.
• Index API: Permite que desenvolvedores indexem a rede Avalanche.

Diferenças técnicas de desenvolvimento

A Avalanche é rápida e o custo é baixo

A Avalanche oferece suporte ao desenvolvimento de apps Ethereum, que confirmam vários milhares de transações.

A velocidade de transação é muito maior do que a de outras plataformas blockchain no mercado. Isso se deve a uma combinação de componentes da rede, a Virtual Machine, as chamadas RPC da Ethereum, e muito mais. Essa velocidade proporciona uma experiência muito melhor para os usuários em geral.

Implantação de blockchains personalizadas

Os nós dentro da Avalanche precisam chegar a um consenso dentro de um determinado período de tempo.

Fácil acesso à rede

O acesso à rede é facilitado, já que a Avalanche consegue lidar com milhões de validadores engajados constantemente ao longo do processo de validação. A blockchain não exige nenhum hardware altamente configurado para que alguém participe como validador.

Difícil de realizar ataques

Para que um ataque ocorra dentro da Avalanche, seria necessário deter pelo menos 80% do token. Isso reforça significativamente a segurança da própria rede.

Proof of stake da Avalanche

A Avalanche usa um sistema de Proof-of-Stake (PoS) em vez de Proof-of-Work (PoW), que é o usado pela Ethereum. A Ethereum tem maior consumo de energia e falta de escalabilidade devido ao seu sistema PoW (por enquanto).

Como a Avalanche usa um modelo PoS, isso permite que detentores de tokens bloqueiem investimentos em troca da chance de ganhar recompensas. As transações na Avalanche são verificadas por Stakers que apoiam a rede.

Os Stakers ajudam a rede a prevenir fraudes punindo aqueles que não cumprem as regras. Validadores que não executam seu trabalho corretamente podem ter seu stake cortado (slashed), o que significa que uma parte do cripto que mantêm em stake pode ser perdida. No geral, o PoS da Avalanche é muito mais rápido e barato, o que oferece um bom motivo para escolher sua blockchain em vez de outros modelos.

Rede primária

A Avalanche é única por usar três blockchains para alcançar robustez e funcionalidade superiores. A Primary Network, uma subnet especial, valida e protege essas três blockchains, cada uma cumprindo uma função diferente. Essas blockchains são:

• X-Chain (Exchange Chain): Usada para emitir ativos digitais. Permite a criação e a troca de ativos dentro da blockchain.
• C-Chain (Contract Chain): Também conhecida como Conversion Chain, é usada como a blockchain de smart contracts da Avalanche. Isso permite que desenvolvedores da Ethereum convertam aplicações e ativos compatíveis para a Avalanche (o EVM da Avalanche). Os protocolos envolvidos tornam o processo mais rápido, barato e sem atritos.
• P-Chain (Platform Chain): Essa blockchain é responsável por coordenar validadores e monitorar subnets. É aqui que os validadores fazem stake de tokens AVAX para proteger a rede.

Desafios para a Avalanche

O principal desafio da Avalanche é enfrentar forte concorrência, como a da Ethereum e a de outros projetos concorrentes que vão surgir no futuro. Além disso, é necessário que os validadores façam stake de 2.000 tokens AVAX para se tornarem validadores. Por fim, a Avalanche não pune validadores considerados negligentes ou que tenham agido de má-fé fazendo-os perder seu AVAX. Isso significa que nunca haverá uma penalidade com redução das criptomoedas $AVAX em stake para validar a rede.

Métricas

• Market Cap: ~$20b
• TVL: $11.2b
• Principais apps (últimos 30 dias): Trader Joe, Pangolian Exchange, Sushi, NFTrade, Bogged.Finance, Kalao, Aave, Platypus, Kill Rich, Cradabra, etc.
• Taxas em 1 dia: $834,536.42
• Média de taxas em 7 dias: $758,107.12
• Número de validadores: 1.249

Solana

Introdução

A Solana é uma das blockchains mais em alta no mercado atualmente. A Solana é única por ter um sistema de consenso diferente das outras blockchains, chamado Proof of History (PoH). Assim como a Ethereum, a Solana continua atraindo desenvolvedores e permitindo que eles criem projetos de alto potencial no espaço. A Solana oferece uma arquitetura "stateless" e se tornou altamente escalável devido ao seu consumo reduzido de memória.

Anatoly Yakovenko fundou a Solana em 2017, após publicar um white paper sobre Proof of History. Em 2018, Greg prototipou a primeira implementação do whitepaper, que é open source. O projeto foi originalmente chamado Loom, mas foi rebatizado como Solana em 28 de março. O projeto estreou como uma ICO em 2020. A Solana, agora administrada pela Solana Foundation como Solana Labs, continua sendo a principal contribuidora.

Ferramentas e bibliotecas da Solana

A Solana atualmente disponibiliza sua própria Command Line Interface e o Web3.js SDK, que permite que desenvolvedores se comuniquem com a blockchain e com programas da própria Solana (assim como uma API). A Solana tem muitas outras ferramentas open-source, como o Solana faucet, um Metaplex Metadata Finder e um Merkle Distributor. Mais ferramentas são fornecidas pela forte comunidade da Solana aqui: ​​https://soldev.app/library/tools. Você pode saber mais sobre a comunidade aqui: https://solana.com/developers

Diferenças técnicas de desenvolvimento

Enquanto a Ethereum e outras blockchains usam sistemas de consenso Proof of Work ou Proof of Stake, a Solana depende de um sistema de consenso Proof of History. Esse uso do PoH torna a blockchain muito mais rápida, escalável e eficiente em termos de energia.

Por que Proof of History?

No PoH, eventos e transações são hasheados com a função de hash SHA256. Isso facilita o rastreamento de hashes pelos validadores em ordem cronológica e o processamento das transações conforme chegam. Os validadores podem processar transações sem esperar que um bloco seja preenchido. Por causa disso, a Solana tem capacidade de processar mais transações por segundo.

Como o processo de hashing cria uma sequência clara e verificável de transações, o validador pode adicionar as transações a um bloco sem a necessidade de um timestamp convencional. No geral, é uma forma de os validadores acompanharem hashes em ordem cronológica com a "delay function" da Solana, codificando tempo como dado.

Turbine

A Solana usa um protocolo chamado Turbine, que divide informações em partes menores, tornando-as mais fáceis de processar. Dessa forma, a Solana consegue resolver problemas de largura de banda e aumentar sua capacidade de processar transações.

O Turbine é semelhante aos planos da Ethereum para o Sharding.

Gulf Stream

Gulf Stream é outro protocolo que a Solana usa para empurrar o caching e o encaminhamento de transações em direção à borda da rede. Clientes e validadores encaminham transações ao líder esperado e permitem que validadores executem transações com antecedência.

Além disso, o Gulf Stream permite tempos de confirmação menores, trocas de líder mais rápidas e menor pressão de memória sobre os validadores. Essa solução não é possível se as redes tiverem um líder não determinístico ou não tiverem a capacidade de conhecer condições iniciais para prever um resultado.

Sealevel

Na Ethereum, o EVM é considerado single-threaded, o que significa que apenas um smart contract pode modificar o estado da blockchain por vez. A Solana, no entanto, é capaz de operar de forma paralela-threaded, o que significa que smart contracts podem ser executados sem se sobrepor uns aos outros.

A Solana usa o Sealevel, um mecanismo de processamento de transações hiper-paralelizado usado para escalar em SSDs (unidades de estado sólido) e GPUs (unidades de processamento gráfico). Isso permite que a Solana escale horizontalmente em vez de verticalmente.

Pipelining

Pipelining é uma técnica que a Solana usa para sequenciar entradas de dados em componentes de hardware. Isso resulta na possibilidade de verificar e duplicar dados entre nós em alta velocidade. No geral, é feito para ser uma melhoria eficaz no design da CPU (unidade central de processamento).

Cloudbreak

Basicamente, essa é uma arquitetura escalada horizontalmente para a Solana. Como o escalonamento de computação não é suficiente para a Solana, a memória, necessária para armazenar informações de contas, se torna um problema maior. O Cloudbreak permite que a Solana escale sem o uso de sharding. A Solana criou o Cloudbreak para utilizar simultaneamente todo o hardware para indexar dados, ler o banco de dados e escrever entradas de transações.

Archivers

Por fim, a Solana consegue armazenar dados através do uso de Archivers. Os Archivers permitem que a rede transfira dados dos validadores para os próprios Archivers. É isso que permite que os nós dupliquem informações com requisitos de hardware muito baixos. Os Archivers viabilizam o uso de dados de blockchain seguros e eficientes em um ledger distribuído e público.

Os Archivers são eficientes no que fazem porque armazenam apenas pequenas partes do próprio estado. No entanto, as redes pedirão aos Archivers que provem que estão armazenando os dados que deveriam armazenar. Essa técnica é chamada de Proof of Replication (PoRep).

Desafios para a Solana

Assim como outras blockchains, um desafio para a Solana é garantir uma posição forte no mundo das criptomoedas. Outro desafio é a centralização do staking. Existem riscos potenciais de segurança se, por exemplo, uma Standard Custody fizer stake de uma parcela significativa em Solana. Algo dando errado com a Standard Custody poderia derrubar a blockchain da Solana.

Além disso, uma alta concentração de Solana em um único lugar é ruim para a blockchain, já que ter Solana confere poder de voto. Por fim, dados de liquidez e preço são importantes, já que grande parte da liquidez está no Project Serum, que criou uma ferramenta na Solana chamada Serum DEX. Danos ao Serum DEX poderiam causar danos à Solana.

Recentemente, a Solana sofreu uma interrupção de rede devido a bots que realizavam transações duplicadas de forma excessiva. Esse é um problema crescente, já que a estabilidade da rede não é garantida dentro da Solana.

Métricas

Market Cap: ~$30.5b

TVL: $7.2b Principais apps (últimos 30 dias): Raydium, MeanFi, Orca, Magic Eden, Solanart, Solend, Saber, Solsea, Wormhole, Mercurial, etc.

Taxas em 1 dia: $108,723.89

Média de taxas em 7 dias: $79,375.03

Número de validadores: 1.531

Terra

Introdução

Terra é um protocolo blockchain que permite o uso abundante de stablecoins algorítmicas. Stablecoins têm seu preço atrelado ao de alguma moeda fiduciária, como o dólar americano ou o euro. Por causa disso, usuários na blockchain Terra podem guardar, trocar ou gastar stablecoins Terra. Terra oferece mais estabilidade do que outras blockchains como Bitcoin, Ethereum e outras altcoins.

Ao longo da blockchain Terra, a palavra Terra também se refere a uma das duas criptomoedas dentro do Protocol. O outro token importante dentro da blockchain Terra é chamado Luna. Vamos explicar mais sobre isso adiante.

A Terra Labs criou a blockchain Terra com a ajuda da Terra Alliance (15 grandes empresas de e-commerce que reuniram grande volume de transações e usuários na Ásia). Cofundada por Daniel Shin e Do Kwon, eles consideravam a estabilidade de preço e a adoção fatores importantes para dar os próximos passos rumo à adoção massiva de criptomoedas e infraestrutura de blockchain.

Ferramentas e bibliotecas da Terra

A Terra oferece as mesmas ferramentas que a Ethereum, exceto que são criadas e fornecidas pelo próprio protocolo. Assim como a Ethereum usa Web3.js e Web3py como SDK python de frontend, a Terra usa Terra.js ou o Terra SDK. Além disso, a Terra tem uma extensão de navegador (Station CX) e sua própria testnet local para experimentação na blockchain Terra. Por fim, em vez de usar Solidity, a Terra usa Rust.

A Terra oferece sua própria command line interface chamada Terrad para ajudar na interação com a blockchain Terra. A Terra também tem um módulo core chamado Terra Core. O Terra Core permite que usuários referenciem a implementação do protocolo Terra, escrito em Golang.

A blockchain pode fornecer contas multi-sig. Uma conta multi-sig é uma chave especial que pode exigir mais de uma assinatura para assinar transações, o que é útil quando várias partes precisam dar consentimento para transações. Por fim, a Terra oferece um faucet chamado Terra Testnet Faucet, que permite que usuários recebam tokens para a testnet mais recente da Terra.

Diferenças técnicas de desenvolvimento

A Terra funciona de forma diferente em comparação com a Ethereum e a maioria das outras blockchains, porque seu papel principal é criar stablecoins algorítmicas. A Terra busca viabilizar uma economia descentralizada e aumentar a participação em novos primitivos financeiros para ajudar a inovar o conceito de dinheiro.

Tokenomics

O que torna a Terra única é o fato de ser protegida por um consenso distribuído sobre um ativo em stake chamado Luna. Isso sustenta as stablecoins atreladas algoritmicamente às moedas fiduciárias.

O protocolo é composto por dois tokens principais:

• Terra: São as moedas atreladas ou acompanhando o preço de moedas fiduciárias. Por exemplo, a UST seria atrelada ao USD, a moeda dos Estados Unidos. É prática comum nomear stablecoins de acordo com suas contrapartes fiduciárias. Os usuários podem receber novos tokens Terra queimando tokens Luna. Todas as denominações Terra existem no mesmo pool.
• Luna: Usado principalmente para governança, staking e mineração, o Luna é o token nativo do protocolo Terra, usado para absorver a volatilidade de preço da Terra. Fazer stake de Luna recompensa validadores por registrar e verificar transações na blockchain Terra. Essas recompensas vêm na forma de taxas. Há uma correlação aqui: quanto mais a Terra é utilizada, maior o valor da Luna.

Proof of stake

Assim como a Avalanche, a Terra usa um protocolo de consenso Proof of Stake, ao contrário do protocolo de consenso Proof of Work da Ethereum. A Terra opera usando o mecanismo de consenso atualmente utilizado pelo Tendermint, protegendo sua rede por meio de validadores.

Taxas de transação

A taxa de transação na rede Terra é bastante baixa, comparada à do ecossistema Ethereum. Isso se deve ao algoritmo de estabilidade de preço, que garante taxas de transação mais baixas e transações transfronteiriças sem atritos. A Terra busca eliminar o uso de terceiros para completar transações sem incorrer em taxas altas.

Além disso, cada pagamento recebe uma taxa de apenas 0,6% em seis segundos ou menos. É uma alternativa muito melhor comparada aos pagamentos tradicionais por cartão de crédito, que cobram 2,8% ou mais.

Interoperabilidade

A blockchain Terra é conhecida por ser construída sobre o Cosmos IBC (Inter-Blockchain Communication protocol). Isso viabiliza a interoperabilidade entre blockchains; a capacidade de uma rede como a Terra de ver e acessar informações em muitos sistemas de blockchain, o que significa que as redes podem se comunicar entre si. Por exemplo, a Terra é capaz de rodar na Solana, na Ethereum e em outras blockchains, à medida que mais desenvolvedores começam a usar o protocolo.

Desafios para a Terra

O market cap da Terra é muito menor do que o da Ethereum, então a Terra ainda enfrenta concorrência para conquistar um espaço de inovação na economia financeira. Além disso, se a Terra de alguma forma não conseguir manter a paridade com as moedas fiduciárias, isso poderia gerar grande risco, perdas e danos ao protocolo.

A Terra sujeita validadores e delegadores a slashing caso não desempenhem bem sua função ou tenham conduta inadequada. Um exemplo de não cumprir a função de validador ou delegador inclui assinar duas vezes uma transação (double signing), ficar sem resposta (downtime) ou perder votos no processo do Oracle.

Métricas

Market Cap: ~$33b

TVL: $23.13b Apps: Mirror, Achor, Terraswap, Pylon, Terra Station, Chai, Mavalo, Spectrum, LoTerra, Preserver, etc.

Número total de validadores: 305

Número de validadores ativos: 130

Conclusão

Muitos desses ecossistemas da Ethereum oferecem um motivo convincente para desenvolvedores construírem sobre uma rede mais escalável e interoperável. Mas os desafios dessas blockchains Layer 1 vão se revelar conforme elas enfrentam forte concorrência para atrair mais usuários e resolver o trilema da escalabilidade. O tempo dirá se a Ethereum será a principal solução para mitigar os problemas de escalabilidade ou se L1s alternativas viáveis começarão a dominar o espaço no futuro.