Este artigo foi compilado e organizado pela BlockWeeks
Nos quatorze anos de história da criptomoeda, desenvolvedores e observadores propuseram todos os tipos de teorias, doutrinas e tecnologias na tentativa de decifrar o "trilema da escalabilidade" do blockchain — ou seja, nenhuma cadeia pública pode alcançar simultaneamente máxima descentralização, segurança e escalabilidade. Embora diferentes projetos tenham proposto e implementado uma variedade de soluções com seus próprios trade-offs, a demanda do mercado por uma solução mais simples e abrangente ainda existe, e até hoje nenhuma solução foi comprovada como verdadeiramente bem-sucedida.
Nos últimos anos, um novo argumento chamado "modularidade de blockchain" começou a surgir. Com o lançamento da blockchain Celestia, a indústria cripto verá esta teoria colocada em prática em larga escala pela primeira vez este ano. Celestia é uma blockchain de Camada 1 especificamente otimizada para suportar rollups de Camada 2, enquanto os próprios rollups lidam com a computação de blockchain de uso geral. Como a própria Celestia não suporta nativamente computação de uso geral, mas em vez disso terceiriza a responsabilidade pela execução de contratos inteligentes para outras redes de Camada 2, a ideia teórica é que a Celestia pode se tornar a espinha dorsal de uma rede altamente escalável e interoperável de rollups e, mais importante, realizar essa visão modular sem sacrificar a descentralização e a segurança.
A Proposta da Modularidade: Desagregar em Vez de Empilhar
A alegação central da teoria da modularidade é que as funções centrais de um blockchain moderno — execução, liquidação, disponibilidade de dados e consenso — devem elas mesmas ser divididas e colocadas em diferentes camadas ou redes, para que cada camada possa ser individualmente otimizada e levada ao extremo sem sacrificar a fidelidade de qualquer camada. Este relatório irá sistematicamente organizar a teoria da modularidade de blockchain e fornecer uma visão abrangente dos vários componentes da pilha tecnológica da blockchain modular.
O Trilema do Blockchain: Três Trilhas Difíceis de Maximizar Simultaneamente
Descentralização
Descentralização refere-se ao grau em que a participação e o reforço das regras da rede são distribuídos e públicos. Tradicionalmente, é medida pelo número de operadores de nós independentes na blockchain. Operadores de nós são indivíduos ou entidades que executam software para verificar blocos finalizados e transações na rede, o que é diferente de mineradores ou validadores — estes últimos executam software para produzir e anexar novos blocos à cadeia. Em muitos casos, mineradores e validadores, além de executarem o software usado para a produção de blocos, também devem executar nós completos ao mesmo tempo para obter a visão mais recente do estado da rede. Indicadores secundários para medir o grau de descentralização de uma cadeia também incluem diversidade de clientes e distribuição de fornecimento de tokens.
Segurança
Segurança refere-se à resiliência de um blockchain contra ataques coordenados. As maneiras pelas quais atores maliciosos podem minar a segurança de uma cadeia incluem parar ou perturbar a produção de blocos, reescrever o histórico de transações e censurar a execução de certos tipos de atividade na rede. A capacidade de uma cadeia de resistir a esses ataques depende da quantidade total de valor que as partes interessadas investiram ou bloquearam na rede. Tomando o Bitcoin como exemplo, a quantidade total de poder computacional consumido por segundo pelas partes interessadas torna o custo de um atacante perturbar a rede proibitivamente alto. Os mineradores são responsáveis por avançar a blockchain do Bitcoin, e a maioria dos tipos de ataques exige acumular mais de 51% do poder de hash dos mineradores em qualquer período. No Ethereum, a quantidade total de ETH em staking fornece à rede proteção contra ataques de reorganização — ou seja, ataques que tentam reescrever o histórico on-chain. Os validadores atualmente têm um limite de depósito de 32 ETH (esse limite pode ser ajustado em um futuro próximo), e são responsáveis por avançar a blockchain do Ethereum; atacar a rede requer manipular pelo menos dois terços do ETH em staking. Manipular um terço do ETH em staking impediria o Ethereum de alcançar a finalidade da cadeia, mas não impediria a produção de blocos nem minaria a vivacidade da cadeia.
Escalabilidade
A escalabilidade é a terceira e última propriedade do trilema, e talvez aquela em que os especialistas técnicos mais se concentraram em melhorar na última década. Quando o Bitcoin foi lançado em 2009, o tamanho máximo de bloco era de 1MB. O limite fixo e pequeno do bloco limitava a quantidade de dados que podiam ser empacotados em cada intervalo de tempo, essencialmente limitando a taxa de transferência de transações da rede. Embora a atualização Segregated Witness (SegWit) de 2017 tenha efetivamente elevado o limite de tamanho do bloco para 4MB, a propriedade de "limitar o tamanho máximo do bloco" ainda estabelecia um teto para a taxa de transferência da rede.
Em 2023, o Bitcoin processa cerca de 7 transações por segundo (TPS), uma lacuna enorme em comparação com canais de pagamento centralizados — por exemplo, o TPS da Visa é tão alto quanto 24.000. Para melhorar a escalabilidade sem sacrificar as propriedades de descentralização, a comunidade Bitcoin tem se concentrado em tecnologias de Camada 2. Correspondentemente, a comunidade Ethereum escolheu um roteiro "centrado em rollups".
A Divisão de Trabalho em Quatro Camadas na Pilha de Tecnologia Modular
Sob a estrutura modular, a camada de execução é responsável por processar transações e executar contratos inteligentes; a camada de liquidação é responsável por fornecer resolução de disputas, ponte e garantias de finalidade para rollups; a camada de disponibilidade de dados é responsável por armazenar e provar que os dados da transação estão publicamente disponíveis; e a camada de consenso é responsável por chegar a um acordo sobre a ordenação de dados. O posicionamento da Celestia é precisamente separar o consenso e a disponibilidade de dados da execução e liquidação, permitindo que as camadas de execução e liquidação se concentrem em se otimizar.
Celestia: O Primeiro Grande Teste da Teoria da Modularidade
O protocolo Celestia em si é extremamente enxuto, e como blockchain sua funcionalidade também é bastante limitada. Portanto, o sucesso de longo prazo da Celestia depende em grande parte da adoção pelas aplicações e protocolos que a utilizam como camada de disponibilidade de dados (camada DA). Comparado com o próprio lançamento da Celestia, as camadas de execução lançadas junto com ela (como Eclipse e Argus) e as camadas de liquidação (como Neutron e Dymension) são a chave para atrair usuários finais e capital. A Celestia não possui nativamente capacidade de implantação de contratos inteligentes ou execução de transações, nem suporta nativamente ponte entre rollups ou resolução de disputas. Portanto, a adoção da Celestia depende da adoção das camadas de execução e liquidação construídas sobre ela. Como blockchain, a principal vantagem da Celestia é que, comparada com chains existentes como Ethereum, ela é otimizada para executar a função de disponibilidade de dados com menor custo e maior velocidade.
A rede Celestia estabeleceu um programa de incentivos no qual os participantes podem assumir diferentes tarefas, como validadores, nós de ponte, nós de armazenamento e nós leves, em troca de pontos, que podem ser resgatáveis por tokens da mainnet no futuro. Em setembro, a Fundação Celestia anunciou os detalhes de alocação do token nativo TIA, e a equipe planeja lançar o protocolo na mainnet ainda naquele ano. Atualmente, muitos projetos já estão construindo sobre a Celestia.
O contexto mais amplo é que a divisão modular do trabalho deu origem a diversas soluções de disponibilidade de dados. As camadas de execução podem optar por publicar dados de transações em lote em uma camada DA independente ou em chains monolíticas como Ethereum, ou podem publicá-los em uma rede permissionada de nós de computador. Os operadores de nós são responsáveis por armazenar cópias dos dados publicados e fornecer esses dados aos nós da camada de execução mediante solicitação. Comparado com as soluções anteriores de DA, esse tipo de "comitê de disponibilidade de dados" (DAC) é mais fácil de implementar porque requer apenas a coordenação de um número limitado de nós.
Questões e Riscos Não Resolvidos
Inovações em torno da amostragem de disponibilidade de dados (DAS) melhoraram a capacidade da blockchain de escalar para DA, ao mesmo tempo em que abriram novo espaço de design para camadas de execução altamente escaláveis e centradas em aplicações. Mas nessa dinâmica, várias suposições ainda precisam ser testadas: a arquitetura de taxas reestruturada para proteger cada camada contra fraudes e ataques, o nível de escalabilidade que as camadas de execução podem alcançar e modelos de governança descentralizados — o último sendo um problema tão antigo quanto o trilema da blockchain.
A modularidade é um caminho emocionante para a escalabilidade da blockchain, e tenta abordar as questões de descentralização e segurança que as equipes de projeto já estão apostando e construindo. No entanto, a chave para realizar essa visão modular está nos desenvolvedores de blockchain continuarem inovando em cada camada da pilha de tecnologia, não apenas na camada DA, mas também na camada de execução e na camada de liquidação. A equipe Celestia lançará sua camada DA este ano, mas o que realmente provará que a teoria da modularidade está correta é a inovação e os projetos construídos sobre a camada DA da Celestia. Nesse aspecto, o que mais vale a pena observar e avaliar nos próximos anos é precisamente a adoção das camadas de execução e liquidação conectadas à Celestia.
Tópicos de pesquisa em andamento também incluem o impacto do MEV e do re-staking na pilha de tecnologia modular. Além disso, o aumento da latência de finalidade de transação e a diminuição da composabilidade entre dApps construídos em rollups específicos de aplicação são "consequências de terceira ordem" produzidas pela desagregação das funções da blockchain, e os rollups de liquidação em particular estão tentando mitigar esses problemas. Como os projetos modulares como um todo ainda estão em seus estágios iniciais, o cenário competitivo entre rollups e camadas de DA emergentes é difícil de prever; mas análises iniciais mostram uma alta probabilidade de que a atividade de dApps se concentre em uma única camada de liquidação e camada de DA. A evolução da teoria da modularidade já fez com que muitas blockchains de propósito geral, incluindo Ethereum, passassem por uma mudança de paradigma ao abordar o trilema e buscar escalabilidade de longo prazo.
Conclusão
Muito trabalho ainda precisa ser feito antes que os benefícios trazidos pela modularidade sejam totalmente realizados e rigorosamente avaliados. Mas o crescente consenso entre os desenvolvedores de blockchain no campo das criptomoedas em torno da teoria da modularidade confirma o poderoso potencial dessas ideias para remodelar a tecnologia blockchain nos próximos anos.
