O que é a camada 0?

A camada 0 (Layer Zero Blockchain) é uma infraestrutura fundamental construída abaixo da camada 1, servindo como uma camada ainda mais fundamental. Seu objetivo é aumentar a escalabilidade, a interoperabilidade e a especialização de diferentes blockchains.

Atualmente, vários aplicativos de várias cadeias estão experimentando diferentes arquiteturas para atingir esse objetivo da Camada 0. Este artigo explorará três exemplos reais da Camada 0, juntamente com dois projetos criados na Camada 0 e que se beneficiam das vantagens do ecossistema da Camada 0.

Recapitulação da Camada 1 - Camada 3

Camada 1: A camada 1 é a blockchain de base para interação e distribuição de dados. Os exemplos incluem Bitcoin, Ethereum, BNB Chain, etc.

Camada 2: a camada 2 é um protocolo construído sobre a camada 1, com o objetivo de melhorar o desempenho e a taxa de transferência do blockchain. As transações na Camada 1 podem ser processadas por uma Camada 2 adicional, com os resultados finalizados enviados de volta à Camada 1 subjacente para manutenção permanente de registros. As soluções de dimensionamento da camada 2 visam reduzir a carga sobre a blockchain da camada de base, aumentar a velocidade de processamento e resolver problemas de dimensionamento. Ao interagir com a Camada 1, os blockchains podem alcançar a escalabilidade sem comprometer a segurança. O senhor pode encontrar mais informações sobre a Camada 2 em um artigo anterior do Gate Learn.

Camada 3: a camada 3 é construída sobre a camada 2, oferecendo ainda mais escalabilidade e personalização. É comumente usado por projetos que exigem interação frequente na cadeia, permitindo que os desenvolvedores implementem cadeias de jogos na Camada 3 com base em suas necessidades. Isso atende a projetos específicos de jogos DApp que exigem interação de alta frequência na cadeia ou experiências aprimoradas de carteira do usuário. O senhor pode encontrar mais informações sobre a Camada 3 em um artigo anterior do Gate Learn.

Aplicativos da camada 0: tomando o Polkadot como exemplo

Vamos usar o Polkadot para examinar como funciona a infraestrutura da Camada 0 e suas vantagens.

A camada 0 do Polkadot funciona da seguinte forma:

Uma cadeia de retransmissão é a cadeia principal que garante a segurança dos parachains. Esses parachains, que funcionam como cadeias laterais da Camada 1, são dedicados a aplicações específicas. Além disso, há um protocolo de camada de rede para a transmissão de mensagens de consenso cruzado (XCM). Isso melhora a comunicação entre os sistemas de consenso, proporcionando assim uma interoperabilidade mais forte.

Fonte: Blog Polkadot

Vantagens do projeto Parachain (cadeia paralela) do Polkadot

De acordo com o documento oficial do Polkadot, as principais vantagens do design do parachain são:

• Escalabilidade: A cadeia de retransmissão se concentra em mensagens e segurança, permitindo que os parachains sejam soluções dimensionáveis sem lidar com a execução de contratos inteligentes. Essa estrutura também oferece maior flexibilidade e escalabilidade para os parachains, pois eles podem ser personalizados e otimizados para aplicações específicas ou casos de uso sem serem limitados por contratos inteligentes.
• Especialização: Enquanto outras blockchains L1 precisam equilibrar sua segurança e usar DApps para expansão, a Polkadot e suas blockchains dedicadas (parachains) podem trabalhar juntas.
• Interoperabilidade: Como todos os parachains são construídos em uma estrutura chamada Substrate e conectados à arquitetura do Polkadot, eles podem se comunicar nativamente, trocar ativos e formar interações e conexões ricas entre cadeias. O formato de mensagem XCM do Polkadot acima permite que os parachains interajam entre si sem passar pela cadeia de retransmissão, como o compartilhamento de ativos.

Projetos da camada 1 no ecossistema Polkadot

Os projetos de parachain da Camada 1 mais representativos no ecossistema Polkadot são aqueles que venceram a primeira rodada de leilões de slots. Eles estão sendo desenvolvidos há mais tempo e têm um consenso mais forte na comunidade. Aqui estão três projetos da Camada 1 em ordem de tamanho atual de TVL.

Astar
A Astar Network (antiga Plasm) é a plataforma de contrato inteligente mais popular do Japão. Como uma camada 0, a cadeia de retransmissão do Polkadot não oferece suporte ao desenvolvimento e à implementação de contratos inteligentes. O Astar preenche essa lacuna perfeitamente, oferecendo suporte às soluções de contrato inteligente Wasm (WebAssembly) e EVM. Isso faz do Astar o primeiro parachain do ecossistema Polkadot que oferece suporte ao ecossistema Ethereum, incluindo soluções de dimensionamento de camada 2, como a OVM (Optimistic Virtual Machine).

Para atrair desenvolvedores para seu ecossistema, a Astar Network implementou um programa de staking de dApp. Na rede Astar, uma parte dos tokens inflacionários criados a cada novo bloco é alocada para o staking de dApp. As recompensas desse processo de staking são então distribuídas aos desenvolvedores e stakers do dApp.

O Astar é construído sobre o Polkadot da seguinte forma: ele usa a cadeia de retransmissão do Polkadot para lidar com a interoperabilidade entre cadeias, o armazenamento de dados e a verificação de transações, enquanto a camada EVM é responsável pela execução de contratos inteligentes e é compatível com o Ethereum, permitindo que os desenvolvedores criem e implementem dApps.

Moonbeam
O Moonbeam é uma ponte Ethereum usada principalmente para integrar contratos inteligentes escritos em Solidity no Ethereum com pequenas modificações na cadeia Moonbeam. Isso permite a interoperabilidade entre cadeias com a cadeia de retransmissão e todo o ecossistema Polkadot. Em 2020, o conhecido serviço DeFi, SushiSwap, lançou uma filial no Moonbeam. Em 2022, o Polkadot USDT nativo foi lançado no Moonbeam.

A rede de teste do sistema Polkadot é a Kusama. O fluxo de trabalho típico para os desenvolvedores é usar primeiro o Moonriver na rede de teste Kusama (as funções do Moonriver são semelhantes às do Moonbeam). É um projeto precursor no Kusama) para testar e verificar contratos inteligentes e, em seguida, enviar o código para o Moonbeam no Polkadot. O Moonbeam pode executar instâncias de EVM na cadeia Polkadot e oferece suporte ao padrão ERC-20 e ao protocolo DOT.

Acala
A Acala é uma plataforma de serviços financeiros criada na rede Polkadot, que oferece três serviços principais: AcalaSwap (um Criador de Mercado Automatizado para troca de moedas, em que os Provedores de Liquidez podem abrir pools para injetar liquidez e receber taxas de transação), Honzon (um protocolo de stablecoin) e Homa (um protocolo de staking líquido). O Acala é considerado o hub DeFi do Polkadot e é compatível com o Ethereum, permitindo que os desenvolvedores migrem facilmente seus projetos DeFi do Ethereum para a rede Acala. Ele tem um sistema de token duplo, incluindo o stablecoin descentralizado nativo (aUSD) e o ACA (o token de governança da rede Acala). Os três serviços principais mencionados acima podem atender às necessidades de garantia de parachain, criação de liquidez entre cadeias, garantia de ativos de várias cadeias e emissão do stablecoin aUSD algorítmico.

Progresso e limitações da entrega do Polkadot

Com a versão final do Polkadot 1.0 programada para ser lançada em julho de 2023, isso significa que as funcionalidades da cadeia de retransmissão do Polkadot foram entregues. A longo prazo, o Polkadot pretende ser um ecossistema mais geral, gerando, utilizando e vendendo espaço em blocos (ou seja, o Coretime do Polkadot).

Abaixo estão alguns dados atuais do ecossistema de Polkadot: 1. Há mais de 580 projetos de ecossistema, incluindo mais de 90 parachains, mais de 300 Dapps e mais de 190 blockchains baseados no Substrate. 2. Os projetos mais importantes da atual temporada estão relacionados ao lançamento e à implementação das stablecoins centralizadas Tether (USDT) e Circle (USDC), com até 250 milhões de USDC no Asset Hub da Polkadot. 3. Todo o ecossistema tem quase 2.000 desenvolvedores ativos mensalmente e 83.000 usuários ativos mensalmente.

Além disso, com relação à interoperabilidade e aos aplicativos de ponte entre cadeias, o Bridge Hub e a cadeia de identidade, o Asset Hub e a cadeia de coletivos são infraestruturas dignas de nota no ecossistema Polkadot. Em dezembro de 2023, a ponte sem confiança Snowbridge foi implantada no ambiente de produção do Asset Hub e do Bridge Hub após uma auditoria de segurança, e espera-se que seja ativada no início de 2024. O método de criptografia subjacente da ponte de cadeia cruzada sem confiança é um protocolo de criptografia para fins especiais desenvolvido internamente pela equipe de pesquisa da Web3 Foundation. Eles são integrados ao XCM e permitem qualquer interação de contrato, que pode ser usada para soluções futuras com a Ethereum e a rede Moonbeam. O recurso sem confiança oferece melhor escalabilidade e eficiência, mas a limitação é uma segurança de rede subjacente mais fraca.

Projeto de camada 0 com objetivos semelhantes: Cosmos

Assim como o Polkadot, o Cosmos é um dos primeiros projetos que se propõem a criar um ecossistema de cadeia cruzada com uma visão semelhante da Camada 0. De acordo com o whitepaper do Cosmos, o ecossistema do Cosmos pode realizar a interoperabilidade entre blockchains, com ativos que podem ser emitidos e controlados por diferentes validadores, mas que podem ser movidos e trocados sem problemas entre blockchains sem depender de terceiros confiáveis.

Vantagens do ecossistema Cosmos

Tendermint Core: Há muitas regiões (zonas) no Cosmos, todas elas suportadas pelo Tendermint Core, um mecanismo de consenso seguro e de alto desempenho que pode suprimir comportamentos mal-intencionados. O algoritmo de consenso BFT do Tendermint Core é adequado para a expansão de blockchains de Proof of Stake (PoS) públicos. Os blockchains com outros modelos de consenso, incluindo o Ethereum e o Proof of Work do Bitcoin, podem se conectar à rede Cosmos usando zonas adaptadoras. Devido a diferenças filosóficas com o fundador Jae Kwon, a Tendermint foi posteriormente renomeada para Ignite. Isso resultou em uma divisão em duas entidades, com Kwon atuando como CEO da outra entidade, a NewTendermint.

Cosmos Hub: A primeira zona do Cosmos é chamada de Cosmos Hub. O Cosmos Hub é uma rede de blockchain PoS (Proof of Stake, prova de aposta) de múltiplos ativos, regida por um mecanismo simples que permite sua adaptação e atualização. Além disso, o Cosmos Hub pode se expandir conectando outras zonas. O Cosmos Hub é responsável por todas as transferências de tokens entre as zonas e mantém o controle do fornecimento total de tokens. Cada Hub isola os riscos de cada zona. Qualquer pessoa pode conectar novas zonas ao Cosmos Hub. Portanto, as zonas permitem compatibilidade futura com novas soluções de tecnologia blockchain.

Protocolo IBC Cross-Chain: Os hubs e as zonas da rede Cosmos se comunicam por meio do protocolo IBC. O protocolo IBC é um protocolo virtual usado para transmitir dados de blockchain, semelhante aos protocolos UDP ou TCP na rede Web2.

Além do mecanismo de consenso, o Tendermint Core, a zona inicial do Cosmos, ou seja, o Cosmos Hub, e o protocolo de cadeia cruzada IBC, a estrutura de desenvolvimento do Cosmos SDK também desempenha um papel. Essas infraestruturas juntas formam o ecossistema Cosmos.

Projetos da camada 1 no ecossistema Cosmos

Atualmente, os dados da Coingecko indicam 10 projetos entre os 100 maiores valores de mercado no ecossistema Cosmos, com mais de 260 projetos construídos no ecossistema. A tecnologia Cosmos deu origem a vários projetos robustos. Isso pode ser atribuído aos diferentes caminhos de desenvolvimento tecnológico escolhidos pela Polkadot e pela Cosmos. O Polkadot garante a segurança projetando cadeias de retransmissão e parachains, enquanto o Cosmos Hub não lida com a troca de mensagens e a segurança na cadeia. Conforme observado em um artigo anterior da Gate Learn, o ecossistema Cosmos se assemelha a uma estrutura de rede radiativa. Cada cadeia de aplicativos gerencia sua segurança, oferecendo aos projetos DeFi dentro do ecossistema Cosmos maior flexibilidade e autonomia.

Injective
O Injective é um blockchain de interoperabilidade modular e pronto para uso que pode criar livros de pedidos totalmente descentralizados, mercados de previsão ou outros dApps de serviços financeiros na cadeia. Criada usando o Cosmos SDK, a Injective pode implementar transações instantâneas com a estrutura de consenso de prova de participação da Tendermint.

Para fins de interoperabilidade, a Injective oferece suporte a transações contínuas entre cadeias entre Ethereum, Moonbeam, CosmosHub e outras cadeias compatíveis com o IBC, bem como Solana, Avalanche e outras cadeias integradas ao Wormhole. Como a Injective suporta transações entre cadeias com a Ethereum e todas as cadeias que suportam o IBC, isso significa que os tokens criados na Injective podem aparecer em várias redes por padrão.

Com relação à compatibilidade com o ecossistema entre cadeias, a Injective oferece suporte à CosmWasm, um novo tipo de plataforma de contrato inteligente criada para o ecossistema Cosmos. Isso significa que os desenvolvedores podem lançar facilmente seu dApp orientado por contrato inteligente na Injective. Os contratos inteligentes executados em outras cadeias que suportam a CosmWasm também podem migrar sem problemas para a Injective.

Cronos
O Cronos é um blockchain de camada 1 compatível com o Ethereum, criado usando o Cosmos SDK. Inicialmente, a Crypto.com utilizou a cadeia pública de código aberto da Cronos.org para oferecer serviços financeiros. Posteriormente, a equipe do projeto desenvolveu o Cronos, um blockchain de execução paralela, para ampliar o uso do DeFi, do NFT e do GameFi em setores específicos. A criação dessa nova cadeia também tornou a implantação de dApps e contratos inteligentes mais acessível e ajudou a reduzir as emissões de carbono.

O Cronos é compatível com o EVM e o Solidity, e todas as ferramentas de EVM estão prontamente disponíveis. Além disso, há o Cronos Play, um conjunto de ferramentas para desenvolvedores projetado para desenvolvedores de jogos da Web, Unity, Unreal e C++. Essas ferramentas podem ser utilizadas para o desenvolvimento conveniente de projetos GameFi.

O recurso mais exclusivo do Cronos é o suporte direto da Crypto.com: O Cronos Ecosystem Grants Program, um plano para apoiar os primeiros projetos da Cronos, orientando o desenvolvimento inicial do produto e fornecendo suporte técnico. Além disso, há o Cronos Accelerator, um plano para possíveis desenvolvedores de dApp.

Celestia
O Celestia é um projeto de destaque na corrida pela disponibilidade de dados. É uma rede modular que se concentra no pedido de transações e na verificação da disponibilidade de dados publicados.

O Celestia usa a tecnologia DAS (Data Availability Sampling, amostragem de disponibilidade de dados), que coleta amostras aleatórias em diferentes segmentos de blocos várias vezes. Cada amostragem bem-sucedida aumentará a confiança na disponibilidade dos dados e na validade do bloco. Além disso, esse método é escalonável. À medida que mais nós leves se juntam à rede para coletar amostras de dados, o tamanho do bloco aumenta, permitindo maior rendimento. Sua inovação técnica atraiu 55 milhões em financiamento em 2022. A Ethereum declarou que deseja se concentrar na disponibilidade e segurança dos dados no futuro. Em comparação com a camada DA da Ethereum, a Celestia reduz significativamente os custos de dados, o que é considerado uma ameaça à Ethereum.

Limitações e direção futura do Cosmos

Assim como a Polkadot, cujos ativos mais importantes do projeto são stablecoins (USDC no valor de US$ 250 milhões), o sucesso da Cosmos em 2022 se deveu em grande parte à implantação da stablecoin UST da Terra no blockchain da Cosmos. Naquela época, a UST era a quarta maior stablecoin por valor de mercado. No entanto, a espiral de morte da dissociação do Terra em maio de 2022 representou um teste severo para o Cosmos, levando a uma queda significativa no preço dos tokens ATOM.

Posteriormente, o Cosmos começou a se concentrar na modularidade. Atualmente, a rede bifurcada do Cosmos Hub, AtomOne, está programada para lançar sua rede principal em 27 de fevereiro de 2024. Esse evento foi desencadeado pela insatisfação do fundador Jae Kwon com a pequena margem pela qual a proposta de taxa de inflação do token ATOM foi aprovada, levando-o a propor uma bifurcação.

Isso revela pelo menos três grandes problemas com o Cosmos:

• Centralização: Além de os fundadores poderem se opor às propostas da comunidade por meio de forks, o coeficiente Satoshi (que indica o grau de centralização) dos operadores de nós (como o operador de validador individual Chainflow) e pools de participações como o LIDO, mostrou que o Cosmos tem uma pontuação de 7, Ethereum 2, Solana 20 e Polkadot 92 (no momento da redação), refletindo que o ecossistema do Cosmos é relativamente centralizado.
• Alta taxa de inflação e custo de segurança da rede: inicialmente, a pesquisa da Blockworks Research mostrou que o token $ATOM da Cosmos tinha uma alta taxa de inflação. Isso implica insustentabilidade na tokenomics e afeta o custo que o Cosmos paga pela segurança da rede, levando a equipe a propor propostas relacionadas.
• Governança fragmentada do ecossistema e liquidez do token: O primeiro é exemplificado pela renomeação e divisão do Tendermint, o que pode confundir o ecossistema. Esse último afeta a experiência do usuário e, consequentemente, a adoção do Cosmos.

Qual é a direção do desenvolvimento futuro do ecossistema Cosmos? De acordo com o AMA compartilhado por Billy Rennekamp, responsável pelo Cosmos Hub, os próximos recursos do Cosmos Hub incluem a atualização do Vega, novos módulos AuthZ e FeeGrant, além de estabilidade e segurança de rede atualizadas. Além disso, será apresentada a função de roteamento de pacotes do IBS. O Gravity DEX e o Emeris marcam o desenvolvimento do ecossistema Cosmos, mas também provocaram algumas discussões sobre a credibilidade e o equilíbrio do ecossistema. A implementação da segurança entre cadeias e das funções ATOM aumentará ainda mais o valor e a segurança do Cosmos Hub. Enquanto isso, os projetos NFT e IRISnet em andamento no Cosmos também trarão mais aplicativos e valor ao ecossistema. Essas atualizações e recursos melhorarão a experiência do usuário e deverão impulsionar o desenvolvimento e a adoção do ecossistema Cosmos.

Conclusão e perspectivas

O termo Camada 0 tornou-se conhecido desde o início, em grande parte devido ao evangelismo de Gavin Wood e seu uso no blog Polkadot parachain. No entanto, no resumo de fim de ano de Polkadot para 2023, Polkadot e Layer 0 não são mais discutidos juntos. Isso pode ocorrer porque tanto a Polkadot quanto a Cosmos encontraram problemas semelhantes no desenvolvimento de seus ecossistemas:

Além da disposição da Ethereum de integrar o Polkadot em seu protocolo, outras redes de Camada 1 parecem menos propensas a seguir o exemplo. Da mesma forma, a segurança da rede Cosmos é garantida por seu token nativo, o ATOM. Em última análise, todos querem adquirir mais tokens da Camada 1 para obter mais interações na cadeia. A segurança da rede depende da distribuição dos sequenciadores. A redefinição dessas funções (como a XAI aborda o problema do incentivo à autenticação por meio de nós Sentry) e o desenvolvimento de uma infraestrutura modular e componível em ecossistemas de cadeia cruzada são desafios reais que a trilha da Camada 0 enfrentará em 2024. Se a Polkadot e a Cosmos não conseguirem fornecer soluções satisfatórias para esses desafios, o caminho para resolver esses problemas pode não ser chamado de Camada 0, mas de outra coisa.

O futuro dos protocolos universais de cadeias cruzadas
Outros projetos também estão competindo na corrida das cadeias cruzadas. Por exemplo, o Wormhole é um protocolo entre cadeias que facilita a troca universal de mensagens entre blockchains. Não se trata de um blockchain propriamente dito, nem de uma ponte de tokens. Em vez disso, ele fornece ferramentas para a construção de trocas entre cadeias, implementação de governança NFT e criação de jogos entre cadeias.

Outro protocolo similar de cadeia cruzada é o LayerZero, que usa Ultra Light Nodes (ULN), e seu design é um pouco semelhante ao do Wormhole. O CEO da LayerZero acredita que a operação de sistemas como o Wormhole é colocar componentes de controle no "sistema", e somente administradores confiáveis podem atualizá-los (exigindo multisig 13/19). O LayerZero também usa chaves externas para gerenciar os parâmetros dos dApps e confia que os gerentes de chaves não agirão de forma maliciosa. A diferença é que o dApp da Wormhole não tem controle e não pode impedir que o "sistema" force atualizações e altere o protocolo de transmissão de mensagens subjacente. O LayerZero permite que cada dApp escolha um conjunto de parâmetros de segurança imutáveis. Isso significa que o LayerZero, como uma infraestrutura de chave, é imutável, de código aberto e sempre de propriedade do usuário.

Além do protocolo de nó leve desenvolvido pela Polkadot e do protocolo de cadeia cruzada IBC da Cosmos, essa corrida provavelmente verá mais protocolos universais de cadeia cruzada como o Wormhole e o LayerZero no futuro, oferecendo soluções mais eficientes, flexíveis e seguras.