blockchain modular: uma análise profunda sobre como a arquitetura plugável resolve os gargalos de desempenho do Blockchain
A blockchain monolítica é conhecida pela sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações. Por outro lado, a blockchain modular, ao separar diferentes funções da blockchain em módulos independentes, pode oferecer suporte de desempenho e uma experiência de usuário fluida em funcionalidades específicas, resolvendo, em certa medida, o problema do "triângulo impossível".
O Ethereum, como a primeira plataforma de blockchain a suportar contratos inteligentes, forneceu um solo fértil para o design modular. Com o desenvolvimento da tecnologia blockchain, o ecossistema Bitcoin também começou a explorar a possibilidade de modularidade, através da adição de novos módulos para alcançar funcionalidades mais avançadas, como proteção de privacidade melhorada, processamento de transações mais eficiente ou funcionalidades de contratos inteligentes aprimoradas.
A tecnologia modular representa uma abordagem de produto mais "soulful" e plugável, e no futuro surgirão soluções de blockchain mais flexíveis e personalizáveis, onde vários serviços e funcionalidades poderão ser facilmente inseridos e retirados como peças de Lego. Essa flexibilidade permite que os desenvolvedores construam e implementem rapidamente soluções de blockchain com base nas necessidades de cenários de aplicação específicos.
blockchain modular da arquitetura central
Quando discutimos blockchain modular, é necessário primeiro entender o conceito de blockchain monolítico. Blockchains monolíticos, como Bitcoin e Ethereum, são conhecidas por sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações e a execução de contratos inteligentes. Neste processo, a blockchain monolítica desempenha um papel multifacetado, envolvendo-se em todas as etapas.
Tomando o Ethereum como exemplo, uma blockchain monolítica madura pode ser aproximadamente dividida em quatro arquiteturas:
Camada de Execução
Camada de liquidação
Camada de Disponibilidade de Dados / Camada DA
Camada de consenso
O blockchain modular é uma nova arquitetura de blockchain que decompõe o sistema de blockchain em vários componentes ou camadas especializados, cada um responsável por lidar com tarefas específicas, como consenso, disponibilidade de dados, execução e liquidação.
blockchain modular como um grupo de especialistas, focando na exploração profunda e na inovação tecnológica em suas respectivas áreas. Esse foco permite que o blockchain modular ofereça desempenho e experiência do usuário excepcionais em funcionalidades específicas, por exemplo, eles conseguem fornecer velocidades de processamento de transações mais rápidas a um custo mais baixo.
Em termos de arquitetura de nós, a cadeia monolítica depende de nós completos, que devem baixar e processar uma cópia completa dos dados da Blockchain. Isso não apenas impõe requisitos mais altos de armazenamento e recursos de computação, mas também limita a velocidade de expansão da rede. Em contraste, o blockchain modular adota um design de nós leves, que precisam apenas processar as informações do cabeçalho do Bloco, melhorando assim significativamente a velocidade das transações e a eficiência da rede.
Uma vantagem notável do blockchain modular é a sua flexibilidade e colaboratividade. Ele pode terceirizar funções não essenciais para outros especialistas, formando uma sinergia que resulta em um aumento significativo no desempenho geral. Essa filosofia de design é semelhante aos blocos de Lego, permitindo que os desenvolvedores combinem livremente diferentes módulos de acordo com as necessidades do projeto, criando soluções diversificadas.
Apesar de as cadeias monolíticas terem vantagens em controle global, segurança e estabilidade, elas também enfrentam desafios em escalabilidade, dificuldade de atualização e adaptação a novas necessidades. O blockchain modular destaca-se pela sua elevada flexibilidade e personalização, simplificando o processo de criação e otimização de novas blockchains.
No entanto, a blockchain modular também enfrenta desafios específicos. A sua arquitetura complexa aumenta a carga de trabalho dos desenvolvedores em termos de design, desenvolvimento e manutenção. Como uma tecnologia emergente, a blockchain modular ainda não passou por testes de segurança abrangentes e pela prova das flutuações do mercado, e a sua estabilidade e segurança a longo prazo ainda precisam de validação adicional.
blockchain modular como resolve o problema do "triângulo impossível"
Por que a tecnologia blockchain modular está recebendo ampla atenção e é considerada uma "tendência futura"? Isso está intimamente relacionado à famosa teoria do "triângulo impossível" no campo do blockchain.
O "triângulo impossível" do blockchain refere-se à dificuldade de uma rede de blockchain em alcançar um estado ótimo em segurança, descentralização e escalabilidade ao mesmo tempo.
A escalabilidade refere-se à capacidade da rede de processar um grande volume de transações, bem como à sua capacidade de operar de forma eficiente e a baixo custo à medida que o número de usuários e transações aumenta. Normalmente medida através de TPS e latência.
A segurança envolve o custo e a dificuldade de proteger a rede Blockchain contra ataques. Por exemplo, o mecanismo POW do Bitcoin exige que o atacante controle mais de 51% da capacidade computacional da rede, enquanto o mecanismo POS do Ethereum requer que mais de ⅓ dos nós conspiram.
A descentralização descreve o funcionamento da rede que não depende de um único nó central, mas está distribuído por muitos nós; quanto mais nós houver e mais ampla for a distribuição geográfica, maior será o grau de descentralização da rede.
O ponto central do "triângulo impossível" é que é difícil para um sistema de blockchain otimizar essas três características ao mesmo tempo. Por exemplo: entre várias blockchains públicas, o Bitcoin e o Ethereum destacam-se em descentralização e segurança devido à sua ampla distribuição de nós e ao número suficiente de nós.
No entanto, sacrificaram alguma escalabilidade, resultando em velocidades de transação mais lentas e taxas de transação mais altas: o tempo de bloco do Bitcoin é de aproximadamente 10 minutos, o TPS do Ethereum é de cerca de 13, e durante picos de volume de transações, as taxas de transação do Ethereum podem atingir centenas de dólares.
É neste contexto que a tecnologia blockchain modular surge, resolvendo os desafios de escalabilidade e custo de transação das blockchains tradicionais ao atribuir diferentes funções a módulos especializados. Por exemplo, a rede Lightning do Bitcoin e a tecnologia Rollup do Ethereum são manifestações do pensamento modular.
As vantagens do blockchain modular residem na sua arquitetura em camadas, permitindo que cada camada seja otimizada para necessidades específicas. A camada de dados pode se concentrar no armazenamento e validação de dados, enquanto a camada de execução pode lidar com a lógica dos contratos inteligentes. Essa separação não apenas melhora o desempenho e a eficiência, mas também promove a interoperabilidade entre diferentes Blockchains, fornecendo uma base para construir um ecossistema aberto e interconectado.
Em suma, a tecnologia blockchain modular oferece uma nova forma de resolver as limitações das blockchains tradicionais. Ela alcança maior escalabilidade e custos de transação mais baixos, mantendo a descentralização e a segurança, tendo um significado profundo para a ampla aplicação e o desenvolvimento a longo prazo da tecnologia Blockchain.
blockchain modular de principais tipos
A blockchain modular pode ser classificada em diferentes tipos de acordo com suas características de arquitetura. Entre esses tipos, a camada de disponibilidade de dados e a camada de consenso, devido à sua estreita interdependência, costumam ser projetadas como um todo unificado. Isso ocorre porque, quando os nós recebem dados de transação, geralmente também determinam a ordem das transações, que é o núcleo da segurança e da imutabilidade do blockchain.
Com base neste princípio de design, podemos entender os diferentes projetos de blockchain modular a partir de três aspectos: camada de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso, camada de liquidação.
Camada de Execução: tecnologia Layer 2
A tecnologia Layer 2, como uma extensão da camada de execução na arquitetura Blockchain, é uma manifestação do conceito de blockchain modular. Ela se dedica a melhorar a escalabilidade da cadeia principal, construindo redes, sistemas ou tecnologias off-chain sobre a blockchain subjacente.
Soluções de Layer 2 permitem um processamento de transações mais rápido e com maior relação custo-benefício, mantendo a segurança e a característica de descentralização da blockchain subjacente. De acordo com o painel de dados, pode-se ver que a proporção de gas consumido em validação e liquidação de Layer 2 na ecologia Ethereum é, em média, inferior a 10%, economizando significativamente os custos de transação dos usuários.
A tecnologia Rollup é atualmente a solução mais popular de Layer 2, e seu conceito central é "execução off-chain, verificação on-chain", realizando cálculos e outras tarefas off-chain, e depois enviando os dados de calldata de volta para a mainnet.
Execução off-chain:
No modelo Rollup, as transações são executadas fora da cadeia, enquanto a blockchain subjacente é responsável apenas por validar as provas de transação nos contratos inteligentes e armazenar os dados originais das transações. Este design alivia significativamente a carga computacional da cadeia principal, reduzindo a necessidade de armazenamento, permitindo assim um processamento de transações mais eficiente.
Para reduzir ainda mais os custos, o Rollup adotou a tecnologia de empacotamento de transações. Pode-se compará-lo ao agrupamento de mercadorias na logística, onde enviar cada item separadamente gera altos custos de frete. A tecnologia Rollup, ao agrupar várias transações, requer apenas um "transporte", reduzindo significativamente o custo de cada transação.
Verificação em cadeia:
A verificação na cadeia é a chave para a segurança das redes Layer 2. As redes Layer 2 devem fornecer provas criptográficas para resolver potenciais divergências na blockchain subjacente. Atualmente, os dois principais mecanismos de prova são a prova de erro e a prova de validade, que suportam, respetivamente, os Optimistic Rollups e os ZK Rollups.
Prova de erro dos Optimistic Rollups:
Os Optimistic Rollups adotam uma suposição otimista, ou seja, todas as transações são consideradas válidas, a menos que haja evidências claras que indiquem o contrário. Este modelo depende da prova de erro durante o período de contestação, onde qualquer participante da rede pode apresentar uma prova para contestar o estado do contrato inteligente, assegurando a justiça e a transparência da rede.
Atualmente, existem 16 Layer 2 que utilizam o mecanismo Optimistic Rollups, como: Arbitrum, OP, Base, Blast, etc.
Prova de validade de ZK Rollups:
Ao contrário dos Optimistic Rollups, os ZK Rollups adotam uma abordagem mais cautelosa, exigindo que todas as transações sejam comprovadas por validade antes de serem aceites. Este mecanismo de prova é semelhante a um processo de validação, garantindo que cada transação e cálculo na rede Layer 2 sejam precisos.
Em resumo, a prova de validade é a pedra angular dos ZK-Rollups, exigindo que cada lote de transações venha acompanhado da respectiva prova, garantindo assim que os contratos inteligentes na blockchain subjacente possam validar e aprovar as alterações de estado. Para os nós de validação, os ZK Rollups oferecem um mecanismo de liquidação sem erros, uma vez que cada transação deve passar por uma rigorosa verificação de validade.
Atualmente, existem 11 Layer 2 que utilizam o mecanismo ZK Rollups, como: Linea, Starknet, zkSync, entre outros.
Camada de disponibilidade de dados e camada de consenso: Celestia, EigenDA, Avail
Celestia
Celestia, como pioneira no campo da blockchain modular, é essencialmente uma camada de disponibilidade de dados, que fornece uma base sólida para o desenvolvimento de dApps e Rollups. Ao implantar nas camadas de disponibilidade de dados e consenso da Celestia, os desenvolvedores de aplicações podem se concentrar na otimização da lógica de execução, enquanto deixam a complexidade da disponibilidade de dados e do mecanismo de consenso para a Celestia.
O design da arquitetura da Celestia oferece soluções diversificadas para a expansão modular, e sua arquitetura consiste principalmente em três tipos:
Rollup soberano: Celestia fornece disponibilidade de dados
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MintMaster
· 1h atrás
btc está realmente bom
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WhaleMinion
· 2h atrás
Não estou a exagerar, o Bitcoin realmente começou a alcançar o Ethereum.
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Rugman_Walking
· 07-30 07:26
Modularizado vai explodir você acredita?
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consensus_failure
· 07-30 07:21
Escreveu algo absurdo… é apenas uma otimização, até termos extravagantes surgiram.
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SleepyValidator
· 07-30 07:16
Este negócio é confiável... o cão preguiçoso pode estar a duvidar.
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MetaverseVagabond
· 07-30 07:08
Se vamos falar sobre modularidade, que tal discutir como alcançar a liberdade financeira?
blockchain modular: desconstruir a arquitetura plugável para superar os limites de desempenho
blockchain modular: uma análise profunda sobre como a arquitetura plugável resolve os gargalos de desempenho do Blockchain
A blockchain monolítica é conhecida pela sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações. Por outro lado, a blockchain modular, ao separar diferentes funções da blockchain em módulos independentes, pode oferecer suporte de desempenho e uma experiência de usuário fluida em funcionalidades específicas, resolvendo, em certa medida, o problema do "triângulo impossível".
O Ethereum, como a primeira plataforma de blockchain a suportar contratos inteligentes, forneceu um solo fértil para o design modular. Com o desenvolvimento da tecnologia blockchain, o ecossistema Bitcoin também começou a explorar a possibilidade de modularidade, através da adição de novos módulos para alcançar funcionalidades mais avançadas, como proteção de privacidade melhorada, processamento de transações mais eficiente ou funcionalidades de contratos inteligentes aprimoradas.
A tecnologia modular representa uma abordagem de produto mais "soulful" e plugável, e no futuro surgirão soluções de blockchain mais flexíveis e personalizáveis, onde vários serviços e funcionalidades poderão ser facilmente inseridos e retirados como peças de Lego. Essa flexibilidade permite que os desenvolvedores construam e implementem rapidamente soluções de blockchain com base nas necessidades de cenários de aplicação específicos.
blockchain modular da arquitetura central
Quando discutimos blockchain modular, é necessário primeiro entender o conceito de blockchain monolítico. Blockchains monolíticos, como Bitcoin e Ethereum, são conhecidas por sua abrangência, assumindo de forma independente todos os aspectos da rede, desde o armazenamento de dados até a validação de transações e a execução de contratos inteligentes. Neste processo, a blockchain monolítica desempenha um papel multifacetado, envolvendo-se em todas as etapas.
Tomando o Ethereum como exemplo, uma blockchain monolítica madura pode ser aproximadamente dividida em quatro arquiteturas:
O blockchain modular é uma nova arquitetura de blockchain que decompõe o sistema de blockchain em vários componentes ou camadas especializados, cada um responsável por lidar com tarefas específicas, como consenso, disponibilidade de dados, execução e liquidação.
blockchain modular como um grupo de especialistas, focando na exploração profunda e na inovação tecnológica em suas respectivas áreas. Esse foco permite que o blockchain modular ofereça desempenho e experiência do usuário excepcionais em funcionalidades específicas, por exemplo, eles conseguem fornecer velocidades de processamento de transações mais rápidas a um custo mais baixo.
Em termos de arquitetura de nós, a cadeia monolítica depende de nós completos, que devem baixar e processar uma cópia completa dos dados da Blockchain. Isso não apenas impõe requisitos mais altos de armazenamento e recursos de computação, mas também limita a velocidade de expansão da rede. Em contraste, o blockchain modular adota um design de nós leves, que precisam apenas processar as informações do cabeçalho do Bloco, melhorando assim significativamente a velocidade das transações e a eficiência da rede.
Uma vantagem notável do blockchain modular é a sua flexibilidade e colaboratividade. Ele pode terceirizar funções não essenciais para outros especialistas, formando uma sinergia que resulta em um aumento significativo no desempenho geral. Essa filosofia de design é semelhante aos blocos de Lego, permitindo que os desenvolvedores combinem livremente diferentes módulos de acordo com as necessidades do projeto, criando soluções diversificadas.
Apesar de as cadeias monolíticas terem vantagens em controle global, segurança e estabilidade, elas também enfrentam desafios em escalabilidade, dificuldade de atualização e adaptação a novas necessidades. O blockchain modular destaca-se pela sua elevada flexibilidade e personalização, simplificando o processo de criação e otimização de novas blockchains.
No entanto, a blockchain modular também enfrenta desafios específicos. A sua arquitetura complexa aumenta a carga de trabalho dos desenvolvedores em termos de design, desenvolvimento e manutenção. Como uma tecnologia emergente, a blockchain modular ainda não passou por testes de segurança abrangentes e pela prova das flutuações do mercado, e a sua estabilidade e segurança a longo prazo ainda precisam de validação adicional.
blockchain modular como resolve o problema do "triângulo impossível"
Por que a tecnologia blockchain modular está recebendo ampla atenção e é considerada uma "tendência futura"? Isso está intimamente relacionado à famosa teoria do "triângulo impossível" no campo do blockchain.
O "triângulo impossível" do blockchain refere-se à dificuldade de uma rede de blockchain em alcançar um estado ótimo em segurança, descentralização e escalabilidade ao mesmo tempo.
O ponto central do "triângulo impossível" é que é difícil para um sistema de blockchain otimizar essas três características ao mesmo tempo. Por exemplo: entre várias blockchains públicas, o Bitcoin e o Ethereum destacam-se em descentralização e segurança devido à sua ampla distribuição de nós e ao número suficiente de nós.
No entanto, sacrificaram alguma escalabilidade, resultando em velocidades de transação mais lentas e taxas de transação mais altas: o tempo de bloco do Bitcoin é de aproximadamente 10 minutos, o TPS do Ethereum é de cerca de 13, e durante picos de volume de transações, as taxas de transação do Ethereum podem atingir centenas de dólares.
É neste contexto que a tecnologia blockchain modular surge, resolvendo os desafios de escalabilidade e custo de transação das blockchains tradicionais ao atribuir diferentes funções a módulos especializados. Por exemplo, a rede Lightning do Bitcoin e a tecnologia Rollup do Ethereum são manifestações do pensamento modular.
As vantagens do blockchain modular residem na sua arquitetura em camadas, permitindo que cada camada seja otimizada para necessidades específicas. A camada de dados pode se concentrar no armazenamento e validação de dados, enquanto a camada de execução pode lidar com a lógica dos contratos inteligentes. Essa separação não apenas melhora o desempenho e a eficiência, mas também promove a interoperabilidade entre diferentes Blockchains, fornecendo uma base para construir um ecossistema aberto e interconectado.
Em suma, a tecnologia blockchain modular oferece uma nova forma de resolver as limitações das blockchains tradicionais. Ela alcança maior escalabilidade e custos de transação mais baixos, mantendo a descentralização e a segurança, tendo um significado profundo para a ampla aplicação e o desenvolvimento a longo prazo da tecnologia Blockchain.
blockchain modular de principais tipos
A blockchain modular pode ser classificada em diferentes tipos de acordo com suas características de arquitetura. Entre esses tipos, a camada de disponibilidade de dados e a camada de consenso, devido à sua estreita interdependência, costumam ser projetadas como um todo unificado. Isso ocorre porque, quando os nós recebem dados de transação, geralmente também determinam a ordem das transações, que é o núcleo da segurança e da imutabilidade do blockchain.
Com base neste princípio de design, podemos entender os diferentes projetos de blockchain modular a partir de três aspectos: camada de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso, camada de liquidação.
Camada de Execução: tecnologia Layer 2
A tecnologia Layer 2, como uma extensão da camada de execução na arquitetura Blockchain, é uma manifestação do conceito de blockchain modular. Ela se dedica a melhorar a escalabilidade da cadeia principal, construindo redes, sistemas ou tecnologias off-chain sobre a blockchain subjacente.
Soluções de Layer 2 permitem um processamento de transações mais rápido e com maior relação custo-benefício, mantendo a segurança e a característica de descentralização da blockchain subjacente. De acordo com o painel de dados, pode-se ver que a proporção de gas consumido em validação e liquidação de Layer 2 na ecologia Ethereum é, em média, inferior a 10%, economizando significativamente os custos de transação dos usuários.
A tecnologia Rollup é atualmente a solução mais popular de Layer 2, e seu conceito central é "execução off-chain, verificação on-chain", realizando cálculos e outras tarefas off-chain, e depois enviando os dados de calldata de volta para a mainnet.
Execução off-chain:
No modelo Rollup, as transações são executadas fora da cadeia, enquanto a blockchain subjacente é responsável apenas por validar as provas de transação nos contratos inteligentes e armazenar os dados originais das transações. Este design alivia significativamente a carga computacional da cadeia principal, reduzindo a necessidade de armazenamento, permitindo assim um processamento de transações mais eficiente.
Para reduzir ainda mais os custos, o Rollup adotou a tecnologia de empacotamento de transações. Pode-se compará-lo ao agrupamento de mercadorias na logística, onde enviar cada item separadamente gera altos custos de frete. A tecnologia Rollup, ao agrupar várias transações, requer apenas um "transporte", reduzindo significativamente o custo de cada transação.
Verificação em cadeia:
A verificação na cadeia é a chave para a segurança das redes Layer 2. As redes Layer 2 devem fornecer provas criptográficas para resolver potenciais divergências na blockchain subjacente. Atualmente, os dois principais mecanismos de prova são a prova de erro e a prova de validade, que suportam, respetivamente, os Optimistic Rollups e os ZK Rollups.
Prova de erro dos Optimistic Rollups:
Os Optimistic Rollups adotam uma suposição otimista, ou seja, todas as transações são consideradas válidas, a menos que haja evidências claras que indiquem o contrário. Este modelo depende da prova de erro durante o período de contestação, onde qualquer participante da rede pode apresentar uma prova para contestar o estado do contrato inteligente, assegurando a justiça e a transparência da rede.
Atualmente, existem 16 Layer 2 que utilizam o mecanismo Optimistic Rollups, como: Arbitrum, OP, Base, Blast, etc.
Prova de validade de ZK Rollups:
Ao contrário dos Optimistic Rollups, os ZK Rollups adotam uma abordagem mais cautelosa, exigindo que todas as transações sejam comprovadas por validade antes de serem aceites. Este mecanismo de prova é semelhante a um processo de validação, garantindo que cada transação e cálculo na rede Layer 2 sejam precisos.
Em resumo, a prova de validade é a pedra angular dos ZK-Rollups, exigindo que cada lote de transações venha acompanhado da respectiva prova, garantindo assim que os contratos inteligentes na blockchain subjacente possam validar e aprovar as alterações de estado. Para os nós de validação, os ZK Rollups oferecem um mecanismo de liquidação sem erros, uma vez que cada transação deve passar por uma rigorosa verificação de validade.
Atualmente, existem 11 Layer 2 que utilizam o mecanismo ZK Rollups, como: Linea, Starknet, zkSync, entre outros.
Camada de disponibilidade de dados e camada de consenso: Celestia, EigenDA, Avail
Celestia
Celestia, como pioneira no campo da blockchain modular, é essencialmente uma camada de disponibilidade de dados, que fornece uma base sólida para o desenvolvimento de dApps e Rollups. Ao implantar nas camadas de disponibilidade de dados e consenso da Celestia, os desenvolvedores de aplicações podem se concentrar na otimização da lógica de execução, enquanto deixam a complexidade da disponibilidade de dados e do mecanismo de consenso para a Celestia.
O design da arquitetura da Celestia oferece soluções diversificadas para a expansão modular, e sua arquitetura consiste principalmente em três tipos: