Essenciais para Novato em Cripto: O que é Camada 0, Camada 1 e Camada 2?
[TL; DR]
Existem seis camadas na arquitetura lógica do blockchain: camada de dados, camada de rede, camada de consenso, camada de ativação, camada de contrato e camada de aplicação.
As camadas de dados e rede fazem parte da arquitetura básica da blockchain e também são a camada mais baixa de todo o sistema blockchain.
Com base na arquitetura fundamental, a camada de consenso, camada de ativação, camada de contrato e camada de aplicação trabalham juntas para constituir a camada de protocolo da blockchain.
A Camada 0, também conhecida como camada de transferência de dados, é a camada inferior do modelo OSI e envolve principalmente a integração entre blockchain e redes tradicionais.
A Camada 1, ou escalonamento na cadeia, refere-se a uma solução de escalonamento implementada no topo do protocolo base da blockchain.
A Camada 2 também é conhecida como escalonamento fora da cadeia, em que os protocolos subjacentes e as regras básicas da blockchain não serão alterados, e a velocidade de processamento das transações será aumentada por meio de canais de estado, cadeias laterais e outras soluções.
Escalabilidade e Camada 0/1/2 são termos frequentemente mencionados nas notícias sobre criptomoedas. Então, o que são Camada 0, Camada 1 e Camada 2 na blockchain? E quais são suas características e usos respectivos?
Vamos começar com seis camadas de tecnologia blockchain
Em janeiro de 2009, Satoshi Nakamoto minerou o primeiro bloco de Bitcoin num servidor localizado em Helsínquia. Por agora, Bitcoin cresceu para um sistema massivo com dezenas de milhares de nós ao redor do mundo e uma capitalização de mercado total de mais de $1 trilhão. Resolveu perfeitamente o problema de representar valor no mundo digital e também avançou a tecnologia Blockchain. Se a estrutura do Bitcoin O sistema é cuidadosamente analisado, pode ser dividido em cinco camadas com base na sua função: a camada de dados, a camada de rede, a camada de consenso, a camada de ativação e a camada de aplicação. Posteriormente, o Ethereum ganhou rapidamente atenção com contratos inteligentes e estabeleceu um novo paradigma para o sistema de blockchain, adicionando uma camada de contrato entre a camada de ativação e a camada de aplicação. Vamos dar uma olhada mais de perto.
As camadas de dados e rede são a arquitetura básica da blockchain e também as camadas mais baixas de todo o sistema blockchain.
A camada de dados atua como a estrutura de dados da blockchain (por exemplo, árvore Merkle) e é composta por dois elementos: ponteiros e uma lista encadeada. Ponteiros são variáveis que se referem à posição de outra variável, e uma lista encadeada é uma lista de blocos encadeados com dados e ponteiros para o bloco anterior. Além disso, a camada de dados envolve um algoritmo de hash e criptografia assimétrica usados para garantir a natureza à prova de adulteração da blockchain. A camada também pode ser considerada como um banco de dados distribuído e à prova de adulteração que precisa ser mantido por todos os nós do sistema, o que leva à camada de rede da blockchain.
A camada de rede refere-se a uma enorme rede P2P que envolve todos os nós da blockchain. Nesta rede distribuída P2P, uma vez que um nó tenha criado um novo bloco, ele transmite as informações para vários nós próximos através de um mecanismo de transmissão. Após os outros nós autenticarem o bloco, eles novamente transmitem os dados para os outros nós. Eventualmente, o bloco é oficialmente conectado à blockchain assim que a maioria dos nós no sistema autenticar o bloco.
Com base na arquitetura fundamental, a camada de consenso, a camada de ativação, a camada de contrato e a camada de aplicação trabalham juntas para constituir a camada de protocolo da blockchain.
Na blockchain, a camada de consenso inclui principalmente mecanismos de algoritmo de consenso, que são usados para unificar os nós que não estão relacionados entre si em toda a rede e manter a consistência dos dados na camada de dados. Até agora, os mecanismos de consenso comuns são o proof of work (POW) de Bitcoin, a prova de aposta (POS) do Ethereum e a prova de aposta delegada (DPoS) do EOS. Como uma das tecnologias centrais da blockchain, o mecanismo de consenso desempenha um papel significativo na segurança e eficiência operacional das redes. Além disso, é um dos mecanismos de governança crucial da comunidade blockchain.
A camada de ativação inclui o mecanismo de emissão e os mecanismos de distribuição do blockchain. Através do mecanismo de incentivo, os nós no sistema irão manter espontaneamente a segurança de toda a rede blockchain. Por exemplo, no mecanismo de consenso PoW, recém-emitido Bitcoin os tokens são distribuídos aos mineiros que incluem e validam transações. E parece chegar a um consenso de que mais trabalho significa mais pagamento. Nós com mais poder de computação têm mais probabilidade de embalar blocos com sucesso e obter direitos de contabilidade. Em alguns casos, nós que usam seu poder para o mal, como trapacear, seriam punidos pelo sistema. Bitcoin incorpora de forma criativa incentivos econômicos em seu algoritmo, resultando em mineradores competindo pelos direitos de contabilidade por meio do poder de computação. Esse mecanismo mantém o sistema de transações enquanto emite novos tokens, o que, por sua vez, se torna um incentivo para distribuição aos mineradores, criando assim um sistema estável e seguro. No processo, Bitcoin‘s função como dinheiro eletrónico também é cumprida.
A camada de contrato inclui principalmente vários s, algoritmos e contratos inteligentes. É a base da programação sofisticada de blockchain. Na blockchain, é uma implementação real do que é conhecido como ‘o código é a lei’, onde o algoritmo do contrato, uma vez ativado, seguirá inevitavelmente suas configurações originais sem intervenção ou facilitação de terceiros. Além disso, devido à completude de Turing dos contratos inteligentes, a camada de contrato também é programável, o que confere à rede blockchain inteira uma natureza semelhante a uma máquina virtual.
A camada de aplicação é a camada superior do sistema blockchain e contém os vários cenários de aplicação da blockchain. Para a Bitcoin blockchain, o sistema de dinheiro eletrônico com funções completas de emissão, transferência e contabilidade, constitui a camada de aplicação, enquanto para um blockchain programável como o Ethereum, várias funcionalidades avançadas e DApps trabalham juntas para compor a camada de aplicação.
Camada 0, Camada 1 e Camada 2
Os seis níveis do sistema blockchain são estruturalmente inseparáveis e realizam em conjunto as funções do blockchain. Voltando à escalabilidade mencionada no início deste artigo, a indústria geralmente se refere ao Modelo de Referência de Interconexão de Sistema Aberto (OSI) das comunicações e redefine os seis níveis em três camadas, sendo a camada 0 a camada mais baixa, seguida pela camada 1 e camada 2.
A Camada 0, também conhecida como camada de transferência de dados, é a camada inferior do modelo OSI e envolve principalmente a integração entre blockchain e redes tradicionais. As soluções de escalonamento da Camada 0 são aquelas que não alteram a estrutura da blockchain e mantêm suas regras originais do ecossistema para melhoria de desempenho. A solução da Camada 0 é altamente versátil, pois não afeta a blockchain em si e também é compatível com as soluções de escalonamento da Camada 1 e Camada 2. Elas trabalham juntas para multiplicar o desempenho da rede blockchain. Ainda existem inúmeros problemas que afetam o desempenho nos protocolos de rede subjacentes a serem otimizados. As tecnologias existentes de escalonamento da Camada 0 incluem BDN (rede de distribuição de blockchain), QUIC e UDP.
Polkadot é frequentemente referido como um blockchain da Camada 0, uma vez que sua mainnet atua como uma relay chain e serve apenas para fornecer segurança e interoperabilidade entre as principais parachains. E em cima do Polkadot, algumas redes podem se conectar aos blockchains da Camada 1, como o Ethereum, através de slots, como a Moonbeam chain, que suporta a linguagem de programação.
A Camada 1 corresponde à camada de dados, camada de rede, camada de consenso e camada de ativação na arquitetura lógica da blockchain. A maioria das criptomoedas tem uma cadeia pública independente e única, ou seja, a Camada 1, na qual todas as transações são resolvidas. A Camada 1, também conhecida como Escalonamento na Cadeia, refere-se a uma solução de escalonamento implementada sobre o protocolo base da blockchain. Geralmente, requer a modificação da capacidade de bloco, tempo de geração de bloco, mecanismo de consenso e outras propriedades inerentes da blockchain para aumentar a capacidade de negociação. Especificamente, Bitcoin A atualização de escalonamento está aumentando a capacidade de cada bloco para que mais transações possam ser acomodadas, enquanto o SegWit reduz o espaço médio ocupado por uma única transação, permitindo que mais transações sejam acomodadas por bloco. A atualização para DPoS também permite um melhor desempenho em detrimento de algum grau de descentralização e segurança. No entanto, a eficiência do escalonamento da Camada 1 é suscetível a fatores físicos e econômicos.
Para obter mais informações sobre os princípios e limitações do escalonamento da Camada 1, por favor leia mais Dogecoin: Por que Vitalik Buterin é contra isso? A escalabilidade aumentará sua popularidade?
A Camada 2 corresponde à camada de contrato e à camada de aplicação da blockchain. Também é conhecida como escalonamento fora da cadeia, no qual os protocolos subjacentes e as regras básicas da blockchain não serão alterados, e a velocidade de processamento das transações será aumentada por meio de canais de estado, cadeias laterais e outras soluções. A Camada 2 é uma solução para o desempenho que se expande fora da cadeia principal. É complementar à Camada 1, ou seja, a Camada 2 é uma infraestrutura construída sobre a blockchain subjacente para proporcionar melhor escalabilidade, disponibilidade e privacidade para a blockchain. Comparada à Camada 1, que busca segurança e descentralização, a Camada 2 busca a máxima eficiência e desempenho. Os tipos comuns de soluções de Camada 2 são cadeia lateral, Plasma, Canais de Estado, Rollup, entre outros.
Para obter informações sobre soluções comuns de Camada 2 no Ethereum, por favor leia Ethereum Camada 2: Uma atualização de escalabilidade
Conclusão
Desde o rápido desenvolvimento de Bitcoin e Ethereum, o problema de desempenho insuficiente paira sobre estas conhecidas cadeias públicas. Como quebrar o “triângulo impossível” e alcançar uma solução ótima entre escalabilidade, descentralização e segurança é considerado uma das causas mais significativas no campo da blockchain. É o “santo graal” da blockchain. Nos artigos subsequentes, apresentaremos as soluções de escalonamento nas principais blockchains e os mais recentes avanços tecnológicos em escalonamento, além de ajudá-lo a acompanhar as novidades do setor. Fiquem atentos!
