Bitcoin sempre esteve no coração da criptomoeda. 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 pela redução periódica pela metade das recompensas de bloco, o que reduz os incentivos para os mineradores e pode levar a taxas de transação mais altas.

Então, como pode o Bitcoin evoluir para satisfazer as crescentes exigências do ecossistema DeFi em rápida expansão sem sacrificar os seus princípios fundamentais? Aqui é onde entram as camadas secundárias do Bitcoin.

Vamos mergulhar e explorar o mundo dos L2s do Bitcoin.

Por que L2s no Bitcoin?

Pode estar a perguntar-se 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 esta 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. Esta capacidade é insuficiente para uma moeda global. Como resultado, em momentos de alta demanda, os usuários enfrentam atrasos e taxas aumentadas, já que os mineradores dão prioridade a transações com taxas mais altas.
2. Programação limitada: A linguagem de script do Bitcoin é intencionalmente restrita, o que limita operações complexas ou contratos inteligentes.

Essas limitações têm sido reconhecidas desde os primeiros dias do Bitcoin. Pouco depois de seu lançamento em 2009, os desenvolvedores começaram a fazer esforços para criar aplicativos e camadas sobre a rede do Bitcoin. Um exemplo inicial é o Litecoin, criado como um fork do Bitcoin para melhorar a taxa de transações. Essas tentativas destacaram a necessidade de soluções de escalabilidade no próprio Bitcoin.

Imagem via CoinTrade

Adicionando a esses desafios está o mecanismo de halving do Bitcoin. A cada quatro anos, a recompensa em bloco para os mineradores é reduzida pela metade, o que poderia levar a:

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

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

1. Aumento da capacidade de transações: L2s podem processar centenas de transações por segundo fora da cadeia.
2. Taxas mais baixas: Ao agrupar as transações em lote e liquidá-las em grupos na cadeia principal, os L2s reduzem significativamente os custos por transação.
3. Apresentar a programabilidade: os L2s permitem a 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 ocorrendo posteriormente.

Mas por que construir em Bitcoin quando outras correntes 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 na transferência de valor. Essa diferença influencia como as soluções L2 são implementadas em cada cadeia.

Bitcoin L2s funcionam de forma diferente dos Ethereum L2s. A diferença fundamental entre Bitcoin L2s e Ethereum L2s reside no seu foco principal e casos de uso:

• Os L2 do Bitcoin melhoram principalmente a escalabilidade e eficiência de transferências de valor simples e micropagamentos. Além da escalabilidade, os projetos L2 do Bitcoin 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.
• As L2s do Ethereum são projetados para dimensionar computações complexas e interações envolvendo contratos inteligentes e aplicativos. O objetivo aqui é lidar com um alto volume de transações fora da cadeia, garantindo a segurança por meio da cadeia principal do Ethereum.

Os benefícios de construir em Bitcoin incluem:

• Capturar Valor Subutilizado do Bitcoin: Uma parte significativa do fornecimento de Bitcoin fica ociosa em carteiras. Os L2s programáveis podem ativar esse capital adormecido, impulsionando a adoção e a liquidez para todo o ecossistema do Bitcoin.
• Aproveitando a Liquidez e Marca do Bitcoin: O Bitcoin tem a maior liquidez de qualquer ativo criptográfico, com uma capitalização de mercado superior a $1 trilhão. Isso permite que as aplicações acessem 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 fazem dele uma das blockchains mais seguras. As soluções de L2 podem aproveitar esse modelo de segurança robusto.

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

Por baixo do capô dos L2s do Bitcoin

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

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

As rollups são projetados para agrupar e dimensionar transações de forma eficiente. Os L2s, ao incluir rollups, oferecem uma gama mais ampla de funcionalidades. Estas podem incluir funcionalidades de contratos inteligentes, tokens nativos e às vezes mecanismos de verificação separados. Em resumo, um L2 pode ser considerado como um rollup com funcionalidades adicionais.

Tendo isso em mente, vamos entender como funcionam os diferentes tipos de L2s do Bitcoin:

Canais de estado

Os canais de estado permitem que as partes realizem várias transações fora da cadeia. O canal é aberto criando um endereço de multi-assinatura na cadeia principal, que ambas as partes financiam. Eles podem então realizar transações fora da cadeia, com apenas as transações de abertura e fecho registadas na cadeia principal, tornando o processo rápido e económico.

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 numerosas transações pequenas não congestionem a rede.

Cada vez que um novo participante deseja se juntar, um novo canal de estado é aberto. Essa configuração garante que qualquer atualização nos estados das transações exija o consentimento de todas as partes envolvidas, impedindo que qualquer parte única atualize maliciosamente o estado.

Aqui está como funcionam os canais de estado:

• Alice e Bob criam um endereço multi-assinatura na cadeia Bitcoin.
• Deposite Bitcoin neste endereço.
• Esta transação de configuração é registrada no blockchain.
• Eles realizam transações atualizando uma planilha de saldo compartilhada privadamente.
• 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 terminado, eles concordam com o saldo final.
• Eles criam e assinam uma transação de encerramento refletindo esse saldo final.
• Este estado final é transmitido para a cadeia.
• A cadeia do Bitcoin verifica e registra a transação final.

Apenas as transações de abertura e encerramento são registradas na cadeia principal, tornando o processo eficiente. Canais de estado permitem várias transações rápidas e baratas fora da cadeia, com apenas os estados inicial e final registrados na blockchain, reduzindo a carga e melhorando a eficiência.

Um ótimo exemplo de canais estatais no Bitcoin é Lightning Network, permite aos utilizadores criar canais de pagamento bidirecionais, o que reduz significativamente a congestão.

Sidechains

As sidechains são blockchains separados que funcionam em paralelo com a rede principal do Bitcoin. Eles permitem operações mais complexas e maior flexibilidade, uma vez que os ativos podem mover-se 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 seu Bitcoin em um endereço especial na cadeia principal do Bitcoin.
• Esta ação credita-a com 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.
• As transações na sidechain são processadas de acordo com suas próprias regras e mecanismo de consenso, independentemente da cadeia principal.
• Quando Alice quer 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 blockchain principal verifica a prova da sidechain.
• Uma vez verificado, o Bitcoin original de Alice é desbloqueado e devolvido a ela na cadeia principal.

As sidechains permitem operações complexas e maior flexibilidade, funcionando em paralelo com a rede principal do Bitcoin. Elas reduzem a carga na blockchain principal, ao mesmo tempo que permitem funcionalidades avançadas e escalabilidade.

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

Rollups

Os Rollups agrupam várias transações fora da cadeia e depois submetem uma única transação de resumo à cadeia principal. Este processo reduz significativamente a carga na cadeia principal, mantendo a segurança.

Imagem viaGlobal X ETFs

• Um rollup coleta várias transações off-chain. 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 rollup cria um resumo das transações agrupadas, mostrando os saldos finais de Bob, Carol, Dave e Emma.
• O rollup envia este resumo para a cadeia principal do Bitcoin.
• Uma vez verificado, a blockchain atualiza os saldos com base neste resumo.

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

Exemplos notáveis incluem BOB (Build on Bitcoin), um L2 compatível com EVM atualmente em testnet pública; Citrea, um rollup soberano otimista recentemente anunciado que planeia usar BitVM (algo que iremos abordar na próxima parte) para liquidação; Alpen, uma camada modular rollup eBitcoinOSporSovryn, que visa criar um "superchain de rollups” com compatibilidade entre cross-rollup.

A maioria destas iniciativas está a adotar inicialmente uma abordagem otimista de rollup, permitindo um desenvolvimento e implementação mais rápidos, ao mesmo tempo que beneficiam do modelo de segurança existente do Bitcoin. No entanto, muitos projetos, incluindo BOB, manifestaram a intenção de, eventualmente, fazer a transição para zk-rollups à medida que a tecnologia melhora.

A mudança para 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 novos, mantendo suas principais características.

Comparação de soluções de escalabilidade do Bitcoin

Considerações Finais

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

Um grande problema é que as soluções L2 do Bitcoin muitas vezes exigem pressupostos adicionais de confiança, tornando-as menos seguras do que as L2s do Ethereum. A verificação nativa, que permitiria ao Bitcoin validar diretamente as transações L2, poderia simplificar o modelo de segurança, tornando as L2s do Bitcoin mais seguras e eficientes.

Fazer a ponte entre o BTC e seus L2s também é um desafio devido à necessidade de mecanismos seguros e confiáveis. Os projetos atuais de pontes incluem soluções minimizadas de confiança, 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 ZK avançadas, mas enfrentam desafios na gestão de liquidez e no aumento das cargas de transações on-chain.

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

O futuro do Bitcoin L2s é incerto. Eles têm o potencial de desbloquear um valor significativo, mas também podem lutar pela adoção. No entanto, nós em LI.FIestamos empenhados em apoiar o crescimento e a inovação do ecossistema Bitcoin. Já apoiamos Bitcoin L2s como RootstockeThorchain para trocas de Bitcoin nativas e estão integrando mais aplicativos e cadeias para trazer as melhores experiências para nossos parceiros e usuários.

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