O que são as blockchains de camada 1 e camada 2?

O trabalho conjunto das soluções de camada 1 e camada 2 das blockchains melhora seus desempenhos e promove uma maior adoção dessa tecnologia.

Por que duas camadas?

As diferentes blockchains possuem camadas distintas, embora às vezes falemos delas como blockchains independentes. Na verdade, são soluções que coexistem em diferentes níveis dentro de uma mesma blockchain para melhorar seu desenvolvimento.

A escalabilidade é um dos pontos fracos de todas as blockchains. Proporcionar ao usuário uma boa experiência, de forma que o processamento de sua transação seja rápido, não demore muito para ser concluído e que as taxas de transação não sejam muito elevadas, são alguns dos principais objetivos de qualquer blockchain. Por esse motivo, as blockchains de camada 1 (layer 1) acabam sendo insuficientes, pois não conseguem reduzir esse tempo de processamento, e é aí que a existência de soluções de camada 2 (layer 2) se torna necessária.

Soluções de camada 1 (layer 1)

As blockchains de camada 1 são aquelas que não precisam de soluções externas para processar transações e possuem um criptoativo nativo, que é geralmente usado para pagamento de taxas e para aquisição de bens e serviços dentro de seu ecossistema. Sem dúvida, entre as mais conhecidas podemos mencionar Bitcoin, Ethereum, Cardano e Algorand.
Como comentado anteriormente, o principal problema dessas blockchains é a escalabilidade, embora não seja o único. Diversas técnicas têm sido incansavelmente exploradas para alcançar essa característica, resultando em soluções como:

• Implementação de diferentes protocolos de consenso como o PoS, que ajudaram a reduzir o consumo de energia. Um exemplo é o Ethereum, que em setembro de 2022 migrou do PoW para o PoS, reduzindo em 99,95% seu consumo de energia.
• Aumento da capacidade de fechamento dos blocos para que o processamento das transações seja mais rápido.
• Uso de técnicas como o sharding, que fragmenta os dados para processá-los de maneira mais ágil, reduzindo assim os tempos de espera.

Soluções de camada 2 (layer 2)

As soluções de camada 2 são implementadas porque nem sempre é fácil alcançar a escalabilidade através das soluções da camada 1. Um exemplo dessas boas, mas insuficientes, soluções é o PoS, que levou muitos anos para ser desenvolvido e implementado no Ethereum.

Entre as soluções de camada 2 mais conhecidas está o Polygon, que fornece uma infraestrutura para o desenvolvimento de aplicativos descentralizados (DApps) no Ethereum de maneira rápida e com taxas menores do que se fossem desenvolvidas diretamente no Ethereum. Outro exemplo é a Lightning Network, que traz os mesmos benefícios para a blockchain do Bitcoin.

Essas soluções não se concentram apenas na melhoria da escalabilidade das blockchains, mas também são úteis para aumentar a privacidade, melhorar os contratos inteligentes e criar ferramentas que aprimoram as funcionalidades das blockchains subjacentes.

Entre as alternativas de camada 2 mais comuns em blockchains como Ethereum estão:

• Blockchains Aninhadas (nested blockchains): são blockchains aninhadas, onde a camada 1 define os parâmetros de execução e a camada 2 os executa. Basicamente, o processamento das transações ocorre na camada 2, e os resultados são enviados de volta para a camada 1. Um exemplo desse tipo de blockchain é a OMG Plasma.
• Canais de Estado (state channels): permitem a comunicação bidirecional entre a blockchain e elementos externos a ela. Através de contratos inteligentes, as transações são processadas fora da cadeia principal, o que reduz significativamente a congestão. Um exemplo dessa solução é a Lightning Network.
• Rollups: são soluções que processam as transações fora da camada 1, agrupando-as em um único bloco que é enviado posteriormente para a camada 1. Isso permite o processamento de mais transações em paralelo. Dois exemplos de rollups são Optimism e Arbitrum.
• Sidechains: são blockchains que funcionam em paralelo às blockchains de camada 1, de forma independente e com seu próprio protocolo de consenso. Esse tipo de solução é frequentemente usado para grandes volumes de transações. xDai Chain, POA Network e Polygon são exemplos desse tipo de solução.

Conclusões

Na busca contínua para melhorar a tecnologia blockchain e alcançar uma maior adoção em nosso cotidiano, a escalabilidade é um dos principais objetivos. No entanto, como discutido anteriormente, obter escalabilidade que permita um funcionamento eficiente das blockchains, com taxas baixas por transação e velocidades de processamento aceitáveis, não é uma tarefa simples.

A utilização de duas camadas para alcançar esse objetivo é uma abordagem eficaz, pois permite uma descongestão significativa da blockchain em questão. Se você é um desenvolvedor e está pensando em construir um DApp, é aconselhável que aprofunde seus conhecimentos sobre essas soluções.

Atualmente, também estão sendo desenvolvidas soluções de camada 3, destinadas especialmente a alcançar a interoperabilidade entre blockchains, o que é fundamental para continuar avançando em direção à adoção desejada.