A proliferação de blockchains

O primeiro blockchain público, Bitcoin, foi introduzido em 2009. Nos 14 anos desde que houve uma explosão cambriana de blockchains públicos, com o número agora totalizando 201, de acordo com DeFiLlama. Embora o Ethereum tenha dominado principalmente a atividade on-chain, respondendo por aproximadamente 96% do valor total bloqueado (TVL) em 2021; nos últimos 2 anos, esse número caiu para 59% à medida que blockchains alternativos da camada 1, como Binance Smart Chain (BSC) e Solana, foram lançados e rollups da camada 2, como Optimism, Arbitrum, zkSync Era, Starknet e Polygon zkEVM, surgiram entre muitos outros como soluções de escala para Ethereum.

De acordo com DeFiLlama, no momento da escrita, existem mais de 115 cadeias baseadas em EVM e 12 rollup/L2s Ethereum e a tendência de atividade em múltiplas cadeias deve continuar por vários motivos:

1. Principais L2s como Polygon, Optimism & Arbitrum se posicionaram como soluções de escalonamento para Ethereum desde o início, levantaram uma grande quantidade de capital e se estabeleceram como lugares fáceis para implantar aplicativos de forma barata (no último ano vimos um crescimento de +2.779% para equipes de desenvolvedores construindo no Arbitrum, +1.499% no Optimism e +116% no Polygon - embora com uma pequena base de aproximadamente 200-400 desenvolvedores)
2. L1s alternativos continuam a ser lançados para otimizar necessidades específicas. Algumas cadeias otimizam para maior rendimento, velocidade e tempos de liquidação (por exemplo, Solana, BSC) e outros para casos de uso específicos como Gaming (ImmutableX), DeFi (Sei) e finanças tradicionais (por exemplo sub-redes fechadas do Avalanche)
3. Aplicativos com escala suficiente e usuários estão lançando seus próprios rollups ou cadeias de aplicativos para capturar mais valor e gerenciar taxas de rede (dydx); e
4. Diversas estruturas, SDKs, kits de ferramentas e provedores de “rollup como serviço” chegaram ao mercado para facilitar a qualquer projeto a criação de seus próprios rollups com o mínimo de elevação técnica (por exemplo, Caldera, Eclipse, Dymension, Sovereign, Stackr, AltLayer, Rollkit)

Vivemos em um mundo multicadeias e multicamadas.

A importância crescente da interoperabilidade

Esta proliferação de L1s, L2 e appchains destacou a importância da interoperabilidade – ou seja, a capacidade e a forma como as blockchains comunicam entre si; para transferir ativos, liquidez, mensagens e dados entre eles.

A interoperabilidade Blockchain pode ser dividida em três partes, conforme sugerido pela Connext:

1. Transporte: onde os dados da mensagem são passados de uma cadeia para outra
2. Verificação: onde a exatidão dos dados é comprovada (o que normalmente envolve a comprovação do consenso/estado da cadeia de origem); e
3. Execução: onde a cadeia de destino faz algo com os dados

Fonte: The Messaging Bridge Stack adaptado de Connext

O benefício de poder mover ativos e liquidez entre cadeias é simples – permite aos usuários explorar e realizar transações em novos blockchains e ecossistemas. Eles serão capazes de aproveitar os benefícios de novos blockchains (por exemplo, negociação ou transação na camada 2 que têm taxas mais baixas) e descobrir oportunidades novas e lucrativas (por exemplo, acessando protocolos DeFi com rendimentos mais elevados em outras cadeias).

O benefício do transporte de mensagens reside no desbloqueio de um conjunto completo de casos de uso entre cadeias sem a necessidade de mover seus ativos originais. Mensagens enviadas da Cadeia A (a origem) acionam a execução do código na Cadeia B (o destino). Por exemplo, um dapp na Cadeia A poderia passar uma mensagem sobre os ativos ou histórico de transações de um usuário para a Cadeia B, o que então permitiria que ele se envolvesse em atividades na Cadeia B sem ter que mover quaisquer ativos, por exemplo

1. Tomando emprestado na Cadeia B e usando seus ativos na Cadeia A como garantia
2. Participar de benefícios comunitários em um acúmulo de custo mais baixo (como cunhar uma nova coleção NFT, reivindicar ingressos para eventos e mercadorias) sem ter que mover seu NFT na Cadeia A
3. Aproveitando o ID descentralizado e o histórico na rede que eles configuraram em uma rede para se envolver em DeFi e acessar melhores taxas em outra

Desafios na interoperabilidade

Apesar dos muitos benefícios que a interoperabilidade proporciona, ela enfrenta muitos desafios técnicos:

1. Em primeiro lugar, as blockchains geralmente não comunicam bem entre si: utilizam diferentes mecanismos de consenso, esquemas de criptografia e arquiteturas. Se seus tokens estiverem na Cadeia A, usá-los para comprar tokens na Cadeia B não é um processo simples.
2. Em segundo lugar, na camada de Verificação – a fiabilidade de um protocolo de interoperabilidade é tão boa quanto o mecanismo de verificação escolhido para verificar se as mensagens transmitidas eram, de facto, legítimas e válidas.
3. Em terceiro lugar, ter vários locais para os desenvolvedores criarem resulta na perda da capacidade de composição dos aplicativos, que é um alicerce fundamental na web3. Isso significa que os desenvolvedores não conseguem combinar facilmente componentes de outra cadeia para projetar novos aplicativos e desbloquear maiores possibilidades para os usuários.
4. Por último, o grande número de cadeias significa que a liquidez fica fragmentada, tornando o capital dos participantes menos eficiente. Por exemplo, se você forneceu liquidez a um pool na Cadeia A para acessar rendimentos, será difícil pegar o token LP dessa transação e usá-lo como garantia em outro protocolo para gerar mais rendimento. A liquidez é a força vital do DeFi e da atividade de protocolo – quanto mais cadeias houver, mais difícil será para todas elas florescerem.

Existem hoje algumas soluções de interoperabilidade para resolver alguns destes problemas, então qual é a situação atual?

O estado atual da interoperabilidade

Hoje, as pontes entre cadeias são o principal facilitador das transações entre cadeias. Atualmente, existem mais de 110 pontes com vários níveis de funcionalidade e compensações em termos de segurança, velocidade e quantos blockchains podem suportar.

Conforme descrito pela LI.FI em sua peça abrangente Bridging 101, existem vários tipos de pontes diferentes:

1. Pontes Wrap & Mint - que protegem tokens em uma Cadeia A em um multisig e cunham tokens correspondentes na Cadeia B. Em teoria, os tokens empacotados devem ter o mesmo valor que os tokens originais, mas seu valor é tão bom quanto a ponte é segura - ou seja, se a ponte for hackeada, não haverá nada para os tokens empacotados serem trocados de volta quando um usuário tentar fazer a ponte da Cadeia B para A (Portal, Multichain)
2. Redes de liquidez - onde as partes fornecem liquidez simbólica em ambos os lados de uma cadeia para facilitar trocas entre cadeias (por exemplo, Hop, Connext Amarok, Across)
3. Pontes de mensagens arbitrárias - que permitem a transferência de quaisquer dados (tokens, chamadas de contrato, o estado de uma cadeia), por exemplo CamadaZero, Axelar, Buraco de Minhoca
4. Pontes de casos de uso específicos (por exemplo, Pontes Stablecoin e NFT) que queimam stablecoins / NFTs na Cadeia A antes de liberá-los para a Cadeia B

Essas pontes são protegidas por meio de diferentes mecanismos de confiança sustentados por diferentes partes e incentivos confiáveis - e essas escolhas são importantes (como apontado por Jim do Catalyst Labs e pela equipe Li.Fi):

1. A Team Human conta com um conjunto de entidades para atestar a validade da transação;
2. A Team Economics depende de um conjunto de validadores com garantias apostadas sob o risco de reduzir penalidades para desincentivar o mau comportamento. Isso só funciona se o benefício econômico do mau comportamento for menor do que a penalidade severa
3. A Teoria dos Jogos em Equipe divide várias tarefas no processo cross-chain (por exemplo, verificar a validade da transação; retransmissão) entre diferentes partes
4. O Team Math realiza verificações leves de clientes na cadeia, aproveitando a tecnologia de conhecimento zero e provas sucintas para verificar o estado em uma cadeia antes de liberar ativos em outra. Isso minimiza a interação humana e é tecnicamente complexo de configurar

Em última análise, os mecanismos de confiança variam de humanos para humanos, com incentivos económicos e verificação baseada em matemática. Estas abordagens não são mutuamente exclusivas - em alguns casos vimos algumas serem combinadas para melhorar a segurança - por exemplo Ponte baseada na teoria dos jogos da LayerZero incorporando Polyhedra (que depende de provas zk para verificação) como um oráculo para sua rede.

Qual foi o desempenho das pontes até agora? Até agora, as pontes facilitaram a transferência de uma grande quantidade de capital – em Janeiro de 2022, o TVL em pontes atingiu um pico de 60 mil milhões de dólares. Com tanto capital em jogo, as pontes tornaram-se alvos principais de explorações e hacks. Só em 2022, foram perdidos 2,5 mil milhões de dólares devido a uma combinação de compromissos de chaves multi-sig e vulnerabilidades de contratos inteligentes. Um rácio anual de perda de capital de 4% não é sustentável para que um sistema financeiro prospere e atraia mais utilizadores.

Os ataques continuaram em 2023 com endereços Multichain sendo drenados por US$ 126 milhões (representando 50% da ponte Fantom e 80% das participações da ponte Moonriver) acompanhados da revelação de que durante todo esse tempo seu CEO detinha o controle de todas as chaves de seu 'multisig '. Nas semanas após esse hack, o TVL no Fantom (que tinha muitos ativos interligados através do Multichain) caiu 67%.

No final do dia, algumas das maiores explorações de pontes e consequências subsequentes se resumiram a vulnerabilidades multisig (Ronin US$ 624 milhões, Multichain US$ 126,3 milhões, Harmony US$ 100 milhões) destacando a importância de quais mecanismos de ponte de confiança são empregados.

Ter um conjunto de validadores pequeno (Harmony) ou agrupado (Ronin) ou singular (Multichain) é um dos principais motivos para algumas dessas explorações - mas os ataques podem vir de um número assustador de vetores. Em abril de 2022, o FBI, a Agência de Segurança Cibernética e de Infraestrutura (CISA) e o Departamento do Tesouro dos EUA emitiram um Aviso Consultivo de Segurança Cibernética conjunto destacando algumas das táticas usadas pelo Grupo Lazarus, patrocinado pelo Estado norte-coreano. Eles variaram de engenharia social, e-mail, phishing de conta Telegram e CEX, entre outros (exemplos de capturas de tela neste tópico de Tayvano).

Para onde vamos daqui?

É claro que os mecanismos de verificação que, em última análise, dependem de seres humanos são alvos fáceis – mas a necessidade de uma interoperabilidade segura e eficiente permanece. Então, para onde vamos a seguir?

Agora estamos vendo o surgimento de abordagens de verificação com confiança minimizada - e é com isso que estamos entusiasmados:

1. Na Parte II abordaremos as Provas de Consenso, que são usadas para atestar o consenso mais recente de uma cadeia de origem (ou seja, seu estado/'verdade' nos últimos blocos) para facilitar a ponte; e
2. Na Parte III cobrimos as Provas de Armazenamento, que atestam transações e dados históricos em blocos mais antigos para facilitar uma ampla gama de casos de uso entre cadeias.

Ambas as abordagens centram-se na verificação com confiança minimizada para contornar a confiança e a falibilidade humanas e estão hasteando a bandeira para o futuro da interoperabilidade. Faremos um mergulho profundo neles e nas equipes que estão construindo no espaço, fique ligado!

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