camada 1 vs camada 2

As redes Layer 1 constituem as blockchains fundamentais, como Bitcoin e Ethereum, responsáveis pelo processamento e validação de todas as transações, garantindo simultaneamente a segurança da rede. Com o crescimento do número de utilizadores de criptomoedas, estas redes começaram a enfrentar desafios de escalabilidade, o que resultou em taxas de transação mais elevadas e em tempos de processamento mais lentos. Como resposta, surgiram as redes Layer 2 — soluções de escalabilidade desenvolvidas sobre as blockchains base —, que aumentam significativamente o volume de transações e reduzem as taxas ao transferirem parte do processamento para fora da cadeia principal (off-chain). Esta relação colaborativa permite que os ecossistemas blockchain escalem sem comprometer a descentralização nem a segurança.

Contexto: Origem das Redes Layer 1 e Layer 2

O conceito de redes Layer 1 surgiu dos primeiros modelos de blockchain, representando blockchains completas e autónomas, capazes de validar transações, gerir mecanismos de consenso e armazenar dados. O Bitcoin, enquanto primeira blockchain, apresentava limitações ao nível do tamanho e tempo dos blocos, o que conduziu a problemas de congestionamento. O chamado “trilema da blockchain” — a dificuldade de alcançar simultaneamente escalabilidade, segurança e descentralização — impulsionou a investigação em soluções de escalabilidade.

Com a popularidade crescente das criptomoedas entre 2017-2018, os problemas de congestionamento agravaram-se, levando os programadores a procurar novas abordagens para a escalabilidade. As redes Layer 2 surgiram neste contexto, concebidas para criar camadas adicionais de processamento de transações sobre as cadeias principais, sem alterar o protocolo base. A Lightning Network do Bitcoin foi uma das primeiras soluções Layer 2, enquanto a Ethereum desenvolveu várias alternativas, incluindo Optimistic Rollups e ZK-Rollups.

Mecanismo de Funcionamento: Operação das Redes Layer 1 e Layer 2

As redes Layer 1 processam todas as transações diretamente na cadeia (on-chain) através de mecanismos de consenso como "Proof of Work" ou "Proof of Stake". Cada nó valida e armazena o registo integral, assegurando segurança e descentralização, mas limitando a velocidade de processamento. Por exemplo, o Bitcoin processa em média 7 transações por segundo e a Ethereum cerca de 15.

As redes Layer 2 recorrem a diferentes tecnologias para transferir o processamento de grandes volumes de transações para fora da cadeia principal:

1. State channels: Os participantes realizam múltiplas transações off-chain e apenas submetem o saldo final à cadeia principal, como na Lightning Network.
2. Rollups: Agrupam e comprimem várias transações antes de as submeter à cadeia principal, incluindo Optimistic Rollups (que assumem a validade das transações e definem períodos de contestação) e ZK-Rollups (que utilizam provas de conhecimento zero para validar transações).
3. Sidechains: Blockchains independentes que funcionam em paralelo à cadeia principal, com mecanismos de ligação bidirecional para transferências de ativos.
4. Plasma: Cria uma hierarquia de cadeias secundárias, cada uma das quais submete periodicamente provas de transação à cadeia principal.

Estas soluções Layer 2 permitem aumentar a capacidade de processamento para milhares ou dezenas de milhares de transações por segundo, herdando as garantias de segurança da cadeia principal.

Riscos e Desafios das Redes Layer 1 e Layer 2

Principais desafios das redes Layer 1:

1. Limitações de escalabilidade: O congestionamento das transações agrava-se com o aumento do número de utilizadores.
2. Consumo energético: Particularmente relevante em blockchains com "Proof of Work".
3. Dificuldade de atualização: Mudanças no protocolo exigem consenso alargado, dificultando a inovação.
4. Custos de transação: As taxas aumentam em períodos de congestionamento, prejudicando a experiência do utilizador.

Riscos associados às redes Layer 2:

1. Modelos de segurança complexos: Diferentes soluções Layer 2 oferecem níveis de segurança distintos.
2. Fragmentação de liquidez: Os fundos dispersam-se por várias soluções Layer 2.
3. Desafios de usabilidade: Os utilizadores precisam de compreender as operações de interoperabilidade entre protocolos.
4. Riscos de centralização: Algumas soluções Layer 2 dependem de validadores autorizados.
5. Atrasos nos levantamentos: Certas redes Layer 2 (como os Optimistic Rollups) impõem períodos de espera de cerca de 7 dias para levantamentos.

Apesar de as redes Layer 2 superarem muitas limitações das Layer 1, introduzem também novas complexidades e fatores de risco, exigindo dos utilizadores um conhecimento profundo das vantagens e desvantagens de cada solução.

As redes Layer 1 e Layer 2 desempenham funções complementares no ecossistema blockchain. A Layer 1 assegura a segurança e descentralização de base, enquanto a Layer 2 proporciona escalabilidade e eficiência. Com a evolução tecnológica, a colaboração entre ambas tornar-se-á mais fluida — por exemplo, ao combinar o sharding da Ethereum com soluções Layer 2, será possível atingir dezenas ou centenas de milhares de transações por segundo. Esta arquitetura em camadas permite que a tecnologia blockchain responda aos requisitos de aplicações empresariais, mantendo os princípios essenciais de descentralização e criando a base para uma adoção mais ampla da blockchain.