O ano de 2023 foi marcado por duas grandes atualizações no Ethereum. A primeira foi a Shanghai, concluída em 13 de abril, que habilitou o resgate dos ETH em staking na Beacon Chain, consolidando de vez a transição do mecanismo de consenso de PoW para PoS — um marco crucial na evolução da rede. Agora, o Ethereum se prepara para a atualização Cancun, que tem como objetivo principal expandir drasticamente a capacidade de armazenamento de dados. Isso deve reduzir custos e turbinar a eficiência das soluções de Layer 2 (L2). A expectativa é que, com a infraestrutura atual, a velocidade das L2 aumente entre 10 e 100 vezes, enquanto os custos operacionais despencam. De acordo com a última reunião dos desenvolvedores principais, a Cancun deve ser implementada ainda este ano.
Mas como exatamente a Cancun vai impulsionar a escalabilidade do Ethereum e que novas oportunidades ela trará para as L2? A R3PO acredita que, com essa atualização, as soluções de Layer 2 vão se integrar de forma muito mais eficaz ao ecossistema, oferecendo aos usuários transações muito mais rápidas e baratas. Tanto os Optimistic Rollups quanto os ZK Rollups sairão ganhando, impulsionando juntos o desenvolvimento da rede.
I. Um futuro certo: a camada 2
Em seu artigo mais recente, "As Três Transições", o cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, descreve os três grandes saltos tecnológicos que a rede precisa dar: (1) a transição para a escalabilidade via Layer 2, com todos migrando para Rollups; (2) a transição para a segurança das carteiras, com todos usando carteiras baseadas em contratos inteligentes; e (3) a transição para a privacidade, garantindo que as transferências de fundos protegidas sejam viáveis.
O texto destaca a importância crítica das soluções de Layer 2 e dos Rollups. Vitalik argumenta que, sem avanços nessa frente, o Ethereum sucumbirá aos seus próprios custos de transação, que são proibitivos. Para se ter uma ideia, enquanto uma rede como a VISA processa dezenas de milhares de transações por segundo, o Ethereum hoje lida com apenas 15. Além disso, com um custo médio de US$ 3,75 por transação, o uso da rede principal fica inacessível para a maioria dos usuários comuns.
O Ethereum processa um volume gigantesco de transações diariamente. Conforme seu ecossistema cresce, a limitação de espaço nos blocos gera um congestionamento cada vez maior, com os participantes disputando recursos escassos. O resultado são taxas altas e lentidão na camada principal (Layer 1), problemas que exigem soluções urgentes para reduzir custos e aumentar a performance.
Escalonar e acelerar o Ethereum sempre foi uma prioridade para seus desenvolvedores. Segundo o roteiro de atualizações traçado por Vitalik, depois que a Shanghai resolveu os desafios do mecanismo de consenso, o foco agora é justamente a escalabilidade — com a meta de levar a capacidade de processamento do Ethereum para mais de 100 mil transações por segundo.
Atualmente, existem duas abordagens principais para escalar o Ethereum: a Layer 2 e o Sharding (fragmentação). As soluções de Layer 2 são uma abordagem *off-chain* que expande a capacidade da blockchain base (Layer 1), transferindo a execução das transações para fora da cadeia principal. Ou seja, as transações são processadas e calculadas em uma camada separada, e apenas a validação final de seu resultado é registrada no Ethereum, através de um número mínimo de transações. Hoje, os Rollups são a solução de Layer 2 dominante. Seu princípio é simples: agrupar centenas de transações que seriam processadas individualmente na L1 em um único lote, e então enviar apenas um resumo desse lote para a rede Ethereum. Dessa forma, só os dados essenciais do resumo precisam ser armazenados na cadeia, dispensando cálculos e armazenamento completos *on-chain*. Isso permite escalar sem abrir mão da segurança.
II. Optimistic Rollup vs. ZK Rollup
Os Rollups se dividem principalmente em duas categorias: Optimistic Rollup e ZK Rollup.
O Optimistic Rollup funciona com um mecanismo de "prova de fraude". Por padrão, o sistema confia nos dados das transações e as coloca diretamente em um período de espera, sem fazer uma verificação prévia de validade. Durante esse período, se algum nó contestar uma transação e apresentar provas de comportamento malicioso, ela será invalidada. Caso contrário, ao final do prazo, a transação é confirmada e incluída no bloco. Ao eliminar a necessidade de validações massivas em tempo real, esse esquema economiza recursos computacionais e garante a precisão. Projetos conhecidos que usam essa abordagem são o Arbitrum e o Optimism.
Já o ZK Rollup utiliza um mecanismo de "prova de conhecimento zero" (zero-knowledge proof). Ele gera uma prova matemática que atesta a validade de todas as transações de um lote, enviando para o Ethereum apenas o estado final resultante. Diferente do Optimistic Rollup, o ZK Rollup não precisa enviar todos os detalhes comprimidos das transações — basta a prova e os dados da mudança de estado. Principais projetos nessa linha são o zkSync, o Starkware e o Scroll.
Vantagens e desvantagens do Optimistic Rollup
Vantagens:
Compatibilidade: Oferece suporte relativamente fácil a contratos genéricos e é compatível com a Máquina Virtual do Ethereum (EVM), o que facilita muito o trabalho dos desenvolvedores para criar e migrar aplicações.
Desvantagens:
Atraso na prova de fraude: Se houver uma transação maliciosa ou uma disputa, o tempo para retirar fundos de um Optimistic Rollup pode ser longo — geralmente cerca de uma semana —, o que prende os ativos por um período considerável.
Congestionamento da rede: Em caso de disputas, toda a rede do Optimistic Rollup pode ficar paralisada temporariamente, impedindo novas transações até que a contestação seja resolvida.
Vantagens e desvantagens do ZK Rollup
Vantagens:
Privacidade: Usa tecnologia de provas de conhecimento zero para validar transações sem revelar seus detalhes, garantindo um nível superior de privacidade para os usuários.
Segurança: O processo de verificação se baseia em provas matemáticas rigorosas, oferecendo uma garantia robusta. A prova de conhecimento zero assegura a validade e a consistência das transações sem expor seus dados.
Desvantagens:
Custo computacional: Gerar e verificar provas de conhecimento zero consome muitos recursos. Por isso, os custos computacionais do ZK Rollup são relativamente altos, o que pode resultar em tempos de processamento maiores.
Funcionalidade limitada de contratos inteligentes: Como foi projetado principalmente para otimizar o processamento de transações, seu suporte a funcionalidades complexas de contratos inteligentes ainda é limitado. Alguns contratos mais sofisticados podem não ser implementáveis diretamente.
Devido à menor complexidade de desenvolvimento e ao lançamento mais antecipado, a família OP (Optimistic) já detém mais de 90% do TVL total do mercado de Layer 2, enquanto a família ZK ainda tem uma participação relativamente pequena. Para competir de verdade pelo crescimento de usuários, os projetos ZK precisam acelerar muito seu ritmo de desenvolvimento e construção de ecossistema. Com a maturação progressiva do ecossistema de L2 e a chegada da atualização Cancun — que promete reduzir drasticamente as taxas dos Rollups —, o crescimento da base de usuários e a força dos ecossistemas podem se tornar os fatores decisivos na disputa entre as famílias ZK e OP.
III. O futuro da Layer 2: O caminho aberto pela Cancun
Vimos as vantagens e desvantagens dos dois principais tipos de soluções de Layer 2. Com a chegada iminente da atualização Cancun, essas soluções estão prestes a ganhar um novo fôlego. A Cancun é um marco fundamental para o desenvolvimento do Ethereum, pois vai melhorar significativamente sua escalabilidade e desempenho. Graças a ela, as L2 se integrarão de forma mais profunda ao ecossistema, oferecendo transações muito mais rápidas e baratas. Tanto os Optimistic quanto os ZK Rollups serão beneficiados. Depois de implementada, espera-se que a velocidade das L2 no Ethereum aumente entre 10 e 100 vezes, enquanto os custos das transações caem. Há, portanto, bons motivos para acreditar que veremos uma adoção massiva das soluções de Layer 2, abrindo um leque de novas possibilidades para aplicações descentralizadas com alta capacidade e custos operacionais baixos.
1. O que é a Atualização Cancun?
A atualização Cancun, também conhecida como Dencun, traz cinco EIPs (Propostas de Melhoria do Ethereum) focadas em aumentar a capacidade de armazenamento de dados e reduzir custos. O cerne da atualização é o EIP-4844, acompanhado por outras quatro melhorias: EIP-1153, EIP-4788, EIP-5656 e EIP-6780. Embora ainda não haja uma data exata para a implementação, a expectativa é que ela ocorra até o final de 2023.
EIP-4844 (Proto-Danksharding): Este é o componente principal da Cancun. Trata-se de uma solução de escalabilidade voltada para Rollups, representando o primeiro passo na jornada de expansão do Ethereum. Antes dessa atualização, os dados dos Rollups eram armazenados permanentemente na blockchain principal, o que gerava custos altíssimos – cerca de 90% das taxas pagas pelos usuários em transações de Rollup vinham desse armazenamento. O EIP-4844 resolve isso ao introduzir um novo tipo de transação, a "Blob Transaction". Nela, os dados são temporariamente movidos para "Blobs", com um período de retenção de cerca de um mês, após o qual são excluídos. O armazenamento de longo prazo fica a cargo de provedores de serviço externos, conforme a necessidade. Com a integração dos Blobs via Proto-Danksharding, será possível adicionar mais deles aos blocos, expandindo drasticamente a taxa de transferência (em mais de 100 vezes) e reduzindo os custos das transações.
Outros EIPs importantes:
EIP-1153: Reduz os custos de armazenamento de dados na chain, otimizando a eficiência do espaço nos blocos.
EIP-4788: Melhora o design de pontes entre blockchains e pools de staking.
EIP-5656: Introduz pequenas mudanças no código da Máquina Virtual do Ethereum (EVM).
EIP-6780: Remove códigos que poderiam encerrar contratos inteligentes de forma indesejada.
2. Quais oportunidades ficar de olho?
(1) O grande momento das Layer 2
O congestionamento histórico da rede Ethereum acabou impulsionando sua maior narrativa: as Layer 2. Atualmente, o TVL (Valor Total Bloqueado) total do ecossistema L2 mais que dobrou desde o início do ano, atingindo cerca de US$ 8 bilhões.
Como o primeiro passo na escalabilidade do Ethereum, a atualização Cancun promete tornar as L2 de 10 a 100 vezes mais rápidas e baratas! A eficiência e os baixos custos do EIP-4844 beneficiarão todo o ecossistema: o ecossistema OP se tornará mais diversificado; o ecossistema ZK ganhará viabilidade com a melhor disponibilidade de dados; e L2s independentes, antes inviabilizadas por custos altos, devem crescer aceleradamente. Com a redução das taxas, o ecossistema L2 ficará mais rico e atrairá cada vez mais usuários.
Entre os projetos já lançados, Arbitrum, Optimism (OP), os recém-chegados ZKsync e o veterano dYdX já comandam metade do mercado L2. Os líderes devem manter sua dominância, e os principais protocolos em setores populares têm potencial para crescer ainda mais após a Cancun.
Além dos já consolidados, vale acompanhar projetos prestes a lançar suas mainnets, como Scroll, Linea (da ConsenSys/MetaMask) e Taiko.
Além disso, transações mais rápidas e baratas nas L2 vão inevitavelmente impulsionar o surgimento de novos projetos. Produtos financeiros on-chain como futuros e opções, que sofriam com a baixa TPS do Ethereum, terão uma melhora substancial – casos como GMX e GNS ganharão espaço para expandir ainda mais.
(2) Camada de Disponibilidade de Dados (DA): Como os dados Blob são armazenados apenas temporariamente, surge a questão da recuperação de dados históricos. Isso cria demanda por soluções de armazenamento descentralizado e por camadas de disponibilidade de dados (DA) dedicadas para as L2. A atualização Cancun também deve beneficiar redes de armazenamento em L1 focadas na camada DA do Ethereum, como EthStorage, Arweave e Filecoin.
3. Para onde caminham as Layer 2?
No futuro próximo, com a escalabilidade trazida pela Cancun, as L2 terão maior capacidade de processamento e custos menores. Isso permitirá que aplicações processem um volume maior de transações com confirmações mais rápidas. Seja para pagamentos, finanças, jogos ou NFTs, o alto desempenho das L2 proporcionará experiências mais fluidas aos usuários.
No entanto, o avanço tecnológico por si só não basta para atrair usuários. Para uma verdadeira prosperidade, aplicações inovadoras são essenciais. Dados do L2beat mostram que existem 29 L2s lançadas ou em desenvolvimento. Atualmente, Arbitrum One, Optimism, zkSync Era e dYdX concentram 92,75% do mercado, enquanto as demais dividem os 6,25% restantes.
É como construir várias rodovias de alta velocidade e ver poucos carros circulando por falta de demanda – um problema comum para muitas L2s. Sem aplicações de qualidade, o valor das L2s não se concretiza. Foi o surgimento de aplicações DeFi como o GMX que ajudou o Arbitrum a construir um ecossistema próspero. Só desenvolvendo aplicações mais convenientes, inovadoras e úteis – que realmente atendam às necessidades dos usuários – é que conseguiremos atrair sua atenção. Isso exige que desenvolvedores e empreendedores façam experimentos ousados nas L2s, aproveitando suas vantagens para criar casos de uso únicos e atraentes. Apenas assim as L2s se integrarão de fato ao dia a dia dos usuários. Portanto, além da tecnologia, a migração de usuários e a divulgação de aplicações serão fatores decisivos para o sucesso das Layer 2.
Referências
1. https://vitalik.eth.limo/general/2023/06/09/three_transitions.html
2. https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698
https://www.datawallet.com/crypto/zk-rollups-vs-optimistic-rollups
3. https://www.coindesk.com/tech/2023/06/08/ethereum-developers-cement-final-lineup-of-changes-in-dencun-upgrade/
4. https://l2beat.com/scaling/tvl#upcoming
5. https://ethereum.org/zh/layer-2/
6. https://medium.com/bitcoin-news-today-gambling-news/ethereums-cancun-deneb-upgrade-everything-you-need-to-know-3e67439a036