Bitcoin sempre esteve no centro das criptomoedas. No entanto, por design, processa um número limitado de transações por segundo, o que leva a tempos de transação mais lentos e taxas mais altas, especialmente durante períodos de alta demanda.

Esse problema de escalabilidade é agravado pelo halving periódico das recompensas de bloco, o que reduz os incentivos para os mineradores e pode levar a taxas de transação mais altas.

Então, como o Bitcoin pode evoluir para atender às crescentes demandas do ecossistema DeFi em rápida expansão sem sacrificar seus princípios básicos? É aí que entram os Bitcoin L2s.

Vamos mergulhar e explorar o mundo das Bitcoin L2s.

Por que L2s no Bitcoin?

Você pode estar se perguntando por que precisamos de L2s para o Bitcoin quando já existem tantas cadeias e ecossistemas mais rápidos que parecem lidar bem com a atividade DeFi.

Para responder a essa pergunta, precisamos entender as limitações atuais do Bitcoin, seu contexto histórico e o valor único que ele traz para o espaço cripto.

Principais limitações do Bitcoin:

1. Escalabilidade: O Bitcoin pode processar apenas cerca de 7 a 10 transações por segundo (TPS) devido ao seu tempo de bloco de 10 minutos e tamanho de bloco de 1 MB. Essa taxa de transferência é insuficiente para uma moeda global. Como resultado, durante períodos de alta demanda, os usuários experimentam atrasos e aumento de taxas, já que os mineradores priorizam transações com taxas mais altas.
2. Programabilidade limitada: a linguagem de script do Bitcoin é intencionalmente restrita, o que limita operações complexas ou contratos inteligentes.

Essas limitações foram reconhecidas desde os primeiros dias do Bitcoin. Pouco depois de seu lançamento em 2009, os desenvolvedores começaram a fazer esforços para construir aplicativos e camadas em cima da rede Bitcoin. Um exemplo inicial é o Litecoin, criado como um fork do Bitcoin para melhorar a capacidade de transação. Essas tentativas destacaram a necessidade de soluções de escalabilidade no próprio Bitcoin.

Imagem via CoinTrade

Além desses desafios, há o mecanismo de halving do Bitcoin. A cada quatro anos, a recompensa por bloco para os mineradores é reduzida pela metade, o que pode levar a:

• Menos segurança: Menos mineradores podem se dar ao luxo de continuar minerando, diminuindo a segurança geral da rede.
• Centralização potencial: apenas mineradores em grande escala, com custos mais baixos, podem sobreviver, levando a um conjunto de mineradores mais centralizado.
• Aumento nas taxas de transação: Se o preço do Bitcoin não subir o suficiente para compensar as recompensas mais baixas, os mineradores podem priorizar transações com taxas de prioridade mais altas, aumentando os custos de transação para todos.

É aqui que entram os L2s, oferecendo vários benefícios para combater as limitações do Bitcoin:

1. Maior taxa de transferência de transações: os L2s podem processar centenas de transações por segundo fora da cadeia.
2. Taxas mais baixas: Ao agrupar transações e liquidá-las em grupos na cadeia principal, as L2s reduzem significativamente os custos por transação.
3. Apresentar a programabilidade: L2s permitem funcionalidade de contratos inteligentes sem alterar a camada base do Bitcoin.
4. Confirmações mais rápidas: as transações L2 podem ser quase instantâneas, com a liquidação final na cadeia principal acontecendo mais tarde.

Mas por que construir no Bitcoin quando outras cadeias oferecem alta velocidade e programabilidade nativamente?

Bitcoin e Ethereum são ambos desafiados pela alta demanda de uma base de usuários em crescimento. Enquanto Ethereum suporta a maioria dos aplicativos DeFi e NFT, Bitcoin foca principalmente em transferência de valor. Essa diferença influencia como as soluções L2 são implementadas em cada rede.

Bitcoin L2s funcionam de forma diferente dos Ethereum L2s. A diferença fundamental entre Bitcoin L2s e Ethereum L2s reside em seu foco principal e casos de uso:

• As L2s do Bitcoin melhoram principalmente a escalabilidade e eficiência de transferências de valor simples e micropagamentos. Além da escalabilidade, os projetos do Bitcoin L2 também visam introduzir a programabilidade na rede Bitcoin. Embora o Bitcoin não suporte nativamente uma máquina virtual, as soluções L2 estão desenvolvendo camadas de execução que executam máquinas virtuais. Isso adiciona capacidades indiretas de contratos inteligentes ao Bitcoin, permitindo que ele suporte mais aplicativos.
• Os L2s do Ethereum são projetados para escalonar computações e interações complexas envolvendo contratos inteligentes e aplicativos. O objetivo aqui é lidar com um alto volume de transações fora da cadeia enquanto se garante a segurança por meio da cadeia principal do Ethereum.

Os benefícios de construir sobre o Bitcoin incluem:

• Capturando valor subutilizado do Bitcoin: uma parte significativa do fornecimento de Bitcoin fica ociosa nas carteiras. As L2s programáveis podem ativar esse capital inativo, impulsionando a adoção e a liquidez para todo o ecossistema Bitcoin.
• Aproveitando a liquidez e a marca do Bitcoin: O Bitcoin possui a maior liquidez de qualquer ativo criptográfico, com uma capitalização de mercado superior a US$ 1 trilhão. Isso permite que aplicativos aproveitem um vasto pool de capital e uma base de usuários bem estabelecida.
• Herdando a Segurança do Bitcoin: A alta taxa de hash do Bitcoin e a rede descentralizada o tornam uma das blockchains mais seguras. As soluções de L2 podem aproveitar esse modelo de segurança robusto.

Embora os L2s possam ajudar a expandir o ecossistema do Bitcoin para além de apenas uma reserva de valor, eles atualmente comprometem sua segurança principal e descentralização devido à falta de verificação nativa, introduzindo novas suposições de segurança. Apesar desses desafios, os L2s oferecem uma maneira de o Bitcoin se tornar um ecossistema mais dinâmico e programável, enquanto se esforça para manter suas propriedades essenciais de segurança e resistência à censura.

Sob o capô das L2s do Bitcoin

Antes de aprofundar, vamos esclarecer a diferença entre rollups e L2s: Rollups são projetados para agrupar e escalar transações, enquanto L2s consistem em uma gama mais ampla de soluções destinadas a melhorar a escalabilidade e eficiência.

TLDR: Todo L2 é um Rollup, mas nem todo Rollup é um L2.

Rollups são projetados para agrupar e dimensionar transações de forma eficiente. L2s, enquanto incluem rollups, oferecem uma variedade maior de recursos. Esses podem incluir funcionalidade de contratos inteligentes, tokens nativos e, às vezes, mecanismos de verificação separados. Em resumo, um L2 pode ser considerado um rollup com recursos adicionais.

Pensando nisso, vamos entender como funcionam diferentes tipos de Bitcoin L2s:

Canais de estado

Os canais estatais permitem que as partes realizem várias transações fora da cadeia. O canal é aberto através da criação de um endereço de várias assinaturas na cadeia principal, que ambas as partes financiam. Eles podem então transacionar off-chain, com apenas as transações de abertura e fechamento registradas na cadeia principal, tornando o processo rápido e econômico.

Quando as partes decidem encerrar a transação, elas fecham o canal consolidando todas as transações off-chain em uma transação final que é registrada na mainnet do Bitcoin. Isso garante que inúmeras transações pequenas não congestionem a rede.

Cada vez que um novo participante deseja participar, um novo canal estadual é aberto. Essa configuração garante que quaisquer atualizações nos estados de transação exijam o consentimento de todas as partes envolvidas, impedindo que qualquer parte atualize maliciosamente o estado.

Veja como funcionam os canais de estado:

• Alice e Bob criam um endereço de multi-assinatura na cadeia Bitcoin.
• Deposite ambos os Bitcoins neste endereço.
• Essa transação de configuração é registrada no blockchain.
• Eles realizam transações atualizando uma planilha de saldo compartilhada de forma privada.
• Cada transação é assinada por ambos, mas não é transmitida para a cadeia.
• O novo saldo após cada transação é assinado por ambas as partes como prova.
• Essas atualizações no livro-razão permanecem fora da cadeia.
• Quando terminarem, eles concordarão com o saldo final.
• Eles criam e assinam uma transação de fechamento refletindo esse saldo final.
• Este estado final é transmitido para a cadeia.
• A cadeia do Bitcoin verifica e registra a transação final.

Somente as transações de abertura e fechamento são registradas na cadeia principal, tornando o processo eficiente. Canais de estado permitem múltiplas transações rápidas e baratas fora da cadeia, com apenas os estados inicial e final registrados no blockchain, reduzindo a carga e melhorando a eficiência.

Um ótimo exemplo de canais de estado no Bitcoin éRede Lightning, permite aos usuários criar canais de pagamento bidirecionais, o que reduz significativamente a congestão.

Sidechains

Sidechains são blockchains separados que funcionam em paralelo à rede principal do Bitcoin. Eles permitem operações mais complexas e maior flexibilidade, pois os ativos podem se mover entre a cadeia principal e as sidechains. As sidechains podem operar sob regras e mecanismos de consenso diferentes, melhorando a funcionalidade do Bitcoin sem sobrecarregar a cadeia principal.

Vamos entender isso com um exemplo:

• Alice bloqueia seus Bitcoins em um endereço especial na principal cadeia do Bitcoin.
• Esta ação credita a ela uma quantidade equivalente de tokens na sidechain.
• A transação de bloqueio é registrada na cadeia principal.
• Alice agora pode usar esses tokens de sidechain para realizar transações ou executar contratos inteligentes.
• Transações na sidechain são processadas de acordo com suas próprias regras e mecanismo de consenso, independentemente da cadeia principal.
• Quando Alice deseja mover seus ativos de volta para a cadeia principal, ela inicia uma transferência na sidechain.
• A sidechain envia uma prova da transferência para a cadeia principal do Bitcoin.
• A main blockchain verifica a prova da sidechain.
• Uma vez verificado, o Bitcoin original de Alice é desbloqueado e devolvido a ela na cadeia principal.

Sidechains permitem operações complexas e maior flexibilidade, funcionando em paralelo com a rede principal do Bitcoin. Eles reduzem a carga na blockchain principal, permitindo funcionalidades avançadas e escalabilidade.

Bitcoin já tem sidechains como o Rede Liquid, o que permite transações mais rápidas, negociação privada e Rootstock , uma L2 que converte Bitcoin em smart bitcoins (RBTC) para implantar smart contracts, expandindo os casos de uso do Bitcoin além de transações simples.

Rollups

Os rollups agrupam várias transações fora da cadeia e depois enviam uma única transação resumida para a cadeia principal. Esse processo reduz significativamente a carga na cadeia principal, mantendo a segurança.

Imagem via Global X ETFs

• Um rollup coleta múltiplas transações fora da cadeia. Por exemplo, Bob envia 1 Bitcoin para Carol, e Dave envia 2 Bitcoin para Emma.
• O rollup processa essas transações e atualiza os saldos dos usuários off-chain.
• O pacote cumulativo cria um resumo das transações em lote, mostrando os saldos finais de Bob, Carol, Dave e Emma.
• A rollup envia esse resumo para a cadeia principal do Bitcoin.
• Uma vez verificado, o blockchain atualiza os saldos com base neste resumo.

Isso permite que várias transações sejam processadas de forma eficiente fora da cadeia, com apenas um resumo único precisando ser verificado e registrado na blockchain principal. Até o momento, vários projetos têm como objetivo implementar isso no Bitcoin, mas o maior obstáculo é a falta de programabilidade do Bitcoin.

Exemplos notáveis incluem BOB (Construído em Bitcoin), uma camada 2 compatível com EVM atualmente em testnet pública;Citrea, uma rollup soberana otimista recentemente anunciada planejando usar o BitVM (algo que abordaremos na próxima peça) para liquidação; Alpen, uma camada modular rollup, eBitcoinOSporSovryn, que tem como objetivo criar um "superchain de rollups" com compatibilidade de cross-rollup."

A maioria dessas iniciativas adota inicialmente uma abordagem otimista rollup, permitindo um desenvolvimento e implantação mais rápidos, enquanto se beneficiam do modelo de segurança existente do Bitcoin. No entanto, muitos projetos, incluindo BOB, expressaram a intenção de eventualmente fazer a transição para zk-rollups à medida que a tecnologia melhora.

A mudança em direção aos zk-rollups tem como objetivo melhorar ainda mais a escalabilidade, privacidade e segurança a longo prazo, potencialmente transformando o ecossistema do Bitcoin para rivalizar com a funcionalidade de blockchains mais recentes, mantendo suas principais vantagens.

Comparação das soluções de escalabilidade do Bitcoin

Considerações Finais

As L2s do Bitcoin visam melhorar a atividade da rede e utilizar Bitcoin inativo, aumentando a escalabilidade e a velocidade das transações. Apesar de seu potencial, essas soluções enfrentam desafios de adoção devido à concorrência das cadeias programáveis existentes da Camada 1 e preocupações de segurança inerentes.

Um grande problema é que as soluções L2 do Bitcoin muitas vezes exigem suposições adicionais de confiança, tornando-as menos seguras do que as soluções L2 do Ethereum. A verificação nativa, que permitiria ao Bitcoin validar diretamente as transações L2, poderia simplificar o modelo de segurança, tornando as soluções L2 do Bitcoin mais seguras e eficientes.

Unir o BTC aos seus L2s também é desafiador devido à necessidade de mecanismos seguros e confiáveis. Os projetos atuais de pontes incluem soluções de confiança minimizada, como tBTC, contando com várias partes, e pontes de custódia, como WBTC, gerenciadas por custodiantes centralizados. Novas propostas como a BitVM visam pontes sem confiança usando provas avançadas de ZK, mas enfrentam desafios no gerenciamento de liquidez e aumento das cargas de transações on-chain.

A promessa das L2s do Bitcoin se estende além do próprio Bitcoin, com canais de estado potencialmente aplicáveis a outros ecossistemas como EVM e Solana para melhorar aplicações de baixa latência, como jogos e negociações perpétuas

O futuro dos L2s do Bitcoin é incerto. Eles têm o potencial de desbloquear um valor significativo, mas também podem enfrentar dificuldades para adoção. No entanto, nós na LI.FIestamos comprometidos em apoiar o crescimento e a inovação do ecossistema Bitcoin. Já oferecemos suporte a Bitcoin L2s como RootstockeThorchainpara trocas nativas de Bitcoin e estamos integrando mais aplicativos e redes para proporcionar as melhores experiências aos nossos parceiros e usuários.

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