Qual a diferença entre o optimistic e zk-rollups?

Um problema predominante na Ethereum é que, devido ao limite no tamanho de cada bloco, as transações são processadas lentamente. Em períodos de alta atividade da rede, quando aumenta a demanda por espaço no bloco, tal problema torna-se efetivamente um entrave à utilização por usuários comuns, pois os validadores cobram taxas exorbitantes por cada transação a ser validada.

Infelizmente, esse é um problema que sempre acontece.

Quando tem lançamento de projetos ansiosamente esperados, como no caso dos NFTs Bored Ape, as taxas podem custar mais de US$ 3.000, tornando totalmente inviável para a maioria das pessoas usar a rede.

Não é surpresa, então, que a comunidade de desenvolvedores Ethereum sempre tenha trabalhado arduamente nessa questão.

Muitos projetos promissores estão construindo protocolos de camada 2 (uma blockchain secundária a principal) para aliviar significativamente a carga da blockchain Ethereum. Esses protocolos ajudam a processar as transações separadamente na camada 2 e depois enviam os dados da transação de volta para a Ethereum principal. Isso permite um aumento no rendimento transacional da rede, ao mesmo tempo que reduz drasticamente as taxas.

Embora a maioria dos protocolos da camada 2 funcione de maneira semelhante, cada projeto visa atender a casos de uso específicos. Na prática, existem cinco métodos principais de escalar a Ethereum através da camada 2: sidechains, plasma, canais de estado, rollups e validium.

• Sidechains: São blockchains separadas conectadas paralelamente a Ethereum. Seu principal objetivo é validar e armazenar dados e transações. Ele tem a desvantagem de ser menos seguro do que outras soluções de camada 2 porque não depende da segurança da Ethereum e, em vez disso, possui seus próprios modelos de consenso.

• Plasma: Semelhante às sidechains. É uma blockchain separada conectada paralelamente na blockchain Ethereum que para obter maior escalabilidade, transfere a validação e o armazenamento de dados do blockchain principal para a camada 2. Dessa forma, possui seu próprio modelo de consenso. No entanto, as plasmas se beneficiam - pelo menos até certo ponto - da segurança da blockchain Ethereum.  Isso é diferente das sidechains, que são as únicas responsáveis por sua segurança.

• Canais de estado: Os canais de estado permitem que os usuários transacionem diretamente uns com os outros fora da blockchain Ethereum. Basicamente, os usuários se comunicam de forma direta e apenas interagem com a blockchain principal para abrir o canal, fechar o canal ou resolver possíveis disputas entre os participantes. Uma vez que a transação é confirmada, o estado final do canal é adicionado ao blockchain principal. Elas são muito seguras, mas tem casos de uso específicos.

• Rollups: Os rollups realizam a execução da transação fora da blockchain principal da Ethereum e enviam os dados da transação de volta para a rede principal da Ethereum, onde o consenso é efetuado. Como os dados da transação são incluídos nos blocos da camada 1, isso permite que os rollups sejam protegidos pela segurança nativa da Ethereum. Existem dois tipos de rollups com modelos de segurança diferentes: optimistic e zk rollup.

• Validium: Tem a ideia de manter todos os dados da camada 2 fora da blockchain principal, desbloqueando ganhos de escalabilidade muito maiores do que outras soluções podem oferecer. No entanto, esse recurso impede a usabilidade para todos os casos de uso.

Quando se trata do valor total bloqueado nesses métodos, os protocolos que usam rollups são de longe os mais populares.

Rollups são contratos inteligentes que servem como compactadores de dados para permitir um armazenamento mais eficiente de transações em uma blockchain.

O termo "rollup" refere-se ao processo de agrupar dados de centenas de transações e compacta-las em um único lote.

É responsabilidade do rollup verificar todas as transações efetuadas antes de publicá-las como um novo bloco na rede principal Ethereum.

Ao fazer essa compactação dos dados, os rollups conseguem reduzir a carga na rede Ethereum, aumentando significativamente o número de transações processadas por bloco. Por exemplo, enquanto a blockchain Ethereum pode processar em média 15 transações por segundo (TPS), os rollups podem atingir até 1.000 TPS. O que é muito positivo para o Ethereum, porque quando a rede não está congestionada, o preço das taxas cai drasticamente.

Existem dois tipos de rollups diferentes, que se diferem pela prova utilizada que permite ao Ethereum verificar a exatidão das transações mesmo sem executá-las: optimistic rollup e zk rollup.

Como o próprio nome sugere, os ‘Optimistic’ são otimistas no sentido de que, quando postam dados na camada 1, assumem que esses dados estão corretos.

Se os dados postados forem válidos, nada mais precisa ser feito. Agora se uma transação for inválida, o sistema deve ser capaz de identificá-la, recuperar o estado correto e penalizar a parte que submete tal transação.

Para conseguir isso, rollups optimistic implementam um sistema à prova de fraude que impõe a correção do estado por meio de fortes incentivos para quem detectar as fraudes e penalidades severas para os maus atores. Todo esse processo é gerenciado por um contrato inteligente na camada 1.

Principais Projetos Optimistic Rollups

• Arbitrum: O maior projeto optimistic rollups. Ele foi projetado para aumentar a velocidade das transações na Ethereum e diminuir os custos das taxas. Atualmente, a maioria dos aplicativos descentralizados já estão disponíveis no Arbitrum e podem ser acessados através da MetaMask.

• Optimism: O segundo maior projeto que utiliza o optimistic rollups, que oferece as mesmas funções do Arbitrum.

• Boba Network: Um optimistic rollups com alguns recursos exclusivos, como um sistema baseado em swap para saída rápida de L2 para L1 (o período de saída padrão de rollups é de 7 dias) e um sistema adicional de mensagens cruzadas, como um retransmissor de mensagens.

Em contraste com os optimistics, os zk-rollups usam prova de validade.

Nesse modelo, uma técnica criptográfica sofisticada é usada para compactar as transações, chamada zk-snark. Cada lote postado na camada 1 inclui esta prova criptográfica, o que significa que os zk's são altamente seguros.

A maneira como essas provas funcionam é extremamente complicada, mas os lotes podem ser verificados com extrema rapidez pela camada 1, tornando-os muito mais eficientes do que os optimistic rollups.

Principais Projetos ZK Rollups

• ImmutableX: Uma solução de escalabilidade projetada especificamente para uso em plataformas de jogos e NFTs. A plataforma já foi adotada por jogos populares da web3 como Illuvium, GodsUnchained, Kongregate e outros.

• Loopring: Solução de escalabilidade que usa zk para permitir principalmente a construção de exchanges descentralizadas.

• zkSync: Uma das redes zk mais populares por ter atraído a atenção e o apoio de grandes investidores, arrecadando mais de US$ 450 milhões de empresas como a16z, Dragonfly, Lightspeed e outras. Vários dApps já estão ativos no zkSync, como Curve, ZigZag e Taker Protocol.

• Aztec Network: Aproveita a privacidade do zk-rollup para permitir que os usuários acessem confidencialmente serviços DeFi. A empresa levantou recentemente US$ 100 milhões em financiamento, com o principal investidor a16z.

• Hermez Network: Um projeto zk adquirido pela Polygon para trabalhar em sua própria máquina virtual habilitada para conhecimento zero (zk-EVM).

Qual a diferença entre o optimistic e zk-rollups?

Um problema predominante na Ethereum é que, devido ao limite no tamanho de cada bloco, as transações são processadas lentamente. Em períodos de alta atividade da rede, quando aumenta a demanda por espaço no bloco, tal problema torna-se efetivamente um entrave à utilização por usuários comuns, pois os validadores cobram taxas exorbitantes por cada transação a ser validada.

Infelizmente, esse é um problema que sempre acontece.

Quando tem lançamento de projetos ansiosamente esperados, como no caso dos NFTs Bored Ape, as taxas podem custar mais de US$ 3.000, tornando totalmente inviável para a maioria das pessoas usar a rede.

Não é surpresa, então, que a comunidade de desenvolvedores Ethereum sempre tenha trabalhado arduamente nessa questão.

Muitos projetos promissores estão construindo protocolos de camada 2 (uma blockchain secundária a principal) para aliviar significativamente a carga da blockchain Ethereum. Esses protocolos ajudam a processar as transações separadamente na camada 2 e depois enviam os dados da transação de volta para a Ethereum principal. Isso permite um aumento no rendimento transacional da rede, ao mesmo tempo que reduz drasticamente as taxas.

Embora a maioria dos protocolos da camada 2 funcione de maneira semelhante, cada projeto visa atender a casos de uso específicos. Na prática, existem cinco métodos principais de escalar a Ethereum através da camada 2: sidechains, plasma, canais de estado, rollups e validium.

• Sidechains: São blockchains separadas conectadas paralelamente a Ethereum. Seu principal objetivo é validar e armazenar dados e transações. Ele tem a desvantagem de ser menos seguro do que outras soluções de camada 2 porque não depende da segurança da Ethereum e, em vez disso, possui seus próprios modelos de consenso.

• Plasma: Semelhante às sidechains. É uma blockchain separada conectada paralelamente na blockchain Ethereum que para obter maior escalabilidade, transfere a validação e o armazenamento de dados do blockchain principal para a camada 2. Dessa forma, possui seu próprio modelo de consenso. No entanto, as plasmas se beneficiam - pelo menos até certo ponto - da segurança da blockchain Ethereum.  Isso é diferente das sidechains, que são as únicas responsáveis por sua segurança.

• Canais de estado: Os canais de estado permitem que os usuários transacionem diretamente uns com os outros fora da blockchain Ethereum. Basicamente, os usuários se comunicam de forma direta e apenas interagem com a blockchain principal para abrir o canal, fechar o canal ou resolver possíveis disputas entre os participantes. Uma vez que a transação é confirmada, o estado final do canal é adicionado ao blockchain principal. Elas são muito seguras, mas tem casos de uso específicos.

• Rollups: Os rollups realizam a execução da transação fora da blockchain principal da Ethereum e enviam os dados da transação de volta para a rede principal da Ethereum, onde o consenso é efetuado. Como os dados da transação são incluídos nos blocos da camada 1, isso permite que os rollups sejam protegidos pela segurança nativa da Ethereum. Existem dois tipos de rollups com modelos de segurança diferentes: optimistic e zk rollup.

• Validium: Tem a ideia de manter todos os dados da camada 2 fora da blockchain principal, desbloqueando ganhos de escalabilidade muito maiores do que outras soluções podem oferecer. No entanto, esse recurso impede a usabilidade para todos os casos de uso.

Quando se trata do valor total bloqueado nesses métodos, os protocolos que usam rollups são de longe os mais populares.

Rollups são contratos inteligentes que servem como compactadores de dados para permitir um armazenamento mais eficiente de transações em uma blockchain.

O termo "rollup" refere-se ao processo de agrupar dados de centenas de transações e compacta-las em um único lote.

É responsabilidade do rollup verificar todas as transações efetuadas antes de publicá-las como um novo bloco na rede principal Ethereum.

Ao fazer essa compactação dos dados, os rollups conseguem reduzir a carga na rede Ethereum, aumentando significativamente o número de transações processadas por bloco. Por exemplo, enquanto a blockchain Ethereum pode processar em média 15 transações por segundo (TPS), os rollups podem atingir até 1.000 TPS. O que é muito positivo para o Ethereum, porque quando a rede não está congestionada, o preço das taxas cai drasticamente.

Existem dois tipos de rollups diferentes, que se diferem pela prova utilizada que permite ao Ethereum verificar a exatidão das transações mesmo sem executá-las: optimistic rollup e zk rollup.

Como o próprio nome sugere, os ‘Optimistic’ são otimistas no sentido de que, quando postam dados na camada 1, assumem que esses dados estão corretos.

Se os dados postados forem válidos, nada mais precisa ser feito. Agora se uma transação for inválida, o sistema deve ser capaz de identificá-la, recuperar o estado correto e penalizar a parte que submete tal transação.

Para conseguir isso, rollups optimistic implementam um sistema à prova de fraude que impõe a correção do estado por meio de fortes incentivos para quem detectar as fraudes e penalidades severas para os maus atores. Todo esse processo é gerenciado por um contrato inteligente na camada 1.

Principais Projetos Optimistic Rollups

• Arbitrum: O maior projeto optimistic rollups. Ele foi projetado para aumentar a velocidade das transações na Ethereum e diminuir os custos das taxas. Atualmente, a maioria dos aplicativos descentralizados já estão disponíveis no Arbitrum e podem ser acessados através da MetaMask.

• Optimism: O segundo maior projeto que utiliza o optimistic rollups, que oferece as mesmas funções do Arbitrum.

• Boba Network: Um optimistic rollups com alguns recursos exclusivos, como um sistema baseado em swap para saída rápida de L2 para L1 (o período de saída padrão de rollups é de 7 dias) e um sistema adicional de mensagens cruzadas, como um retransmissor de mensagens.

Em contraste com os optimistics, os zk-rollups usam prova de validade.

Nesse modelo, uma técnica criptográfica sofisticada é usada para compactar as transações, chamada zk-snark. Cada lote postado na camada 1 inclui esta prova criptográfica, o que significa que os zk's são altamente seguros.

A maneira como essas provas funcionam é extremamente complicada, mas os lotes podem ser verificados com extrema rapidez pela camada 1, tornando-os muito mais eficientes do que os optimistic rollups.

Principais Projetos ZK Rollups

• ImmutableX: Uma solução de escalabilidade projetada especificamente para uso em plataformas de jogos e NFTs. A plataforma já foi adotada por jogos populares da web3 como Illuvium, GodsUnchained, Kongregate e outros.

• Loopring: Solução de escalabilidade que usa zk para permitir principalmente a construção de exchanges descentralizadas.

• zkSync: Uma das redes zk mais populares por ter atraído a atenção e o apoio de grandes investidores, arrecadando mais de US$ 450 milhões de empresas como a16z, Dragonfly, Lightspeed e outras. Vários dApps já estão ativos no zkSync, como Curve, ZigZag e Taker Protocol.

• Aztec Network: Aproveita a privacidade do zk-rollup para permitir que os usuários acessem confidencialmente serviços DeFi. A empresa levantou recentemente US$ 100 milhões em financiamento, com o principal investidor a16z.

• Hermez Network: Um projeto zk adquirido pela Polygon para trabalhar em sua própria máquina virtual habilitada para conhecimento zero (zk-EVM).