O que são blockchains Layer 1?

A descentralização define as moedas virtuais como o Bitcoin (BTC), mas a ausência de uma autoridade central não significa desordem no mundo cripto. Pelo contrário, ao analisar a arquitetura técnica das redes cripto, é comum surpreender-se com a sofisticação e organização desta tecnologia. As criptomoedas não funcionariam sem protocolos fiáveis e autónomos que assegurem transferências P2P seguras. Para muitos projetos, uma blockchain Layer 1 (L1) constitui a base do design do software, sendo o ponto ideal para explorar esta tecnologia inovadora e complexa.

O que é uma blockchain Layer 1?

Blockchains Layer 1 representam a camada fundamental da arquitetura das criptomoedas. Compreender o conceito de layer 1 implica reconhecer estes protocolos de software descentralizados que estabelecem e impõem as regras dos projetos cripto. O código de um protocolo L1 define os padrões que os computadores — nodes — devem seguir para transmitir, validar e publicar novas transações de forma segura no registo público de pagamentos. Estas especificações contêm todas as instruções essenciais que determinam o funcionamento de uma criptomoeda.

Como as blockchains L1 estão na “base” da arquitetura de uma criptomoeda, são frequentemente descritas como fundação ou camada de base. Ao explorar o conceito de layer 1, os programadores usam muitas vezes “mainnet” e L1 como sinónimos, dado que o protocolo L1 engloba todos os detalhes críticos para a operação de uma criptomoeda. Esta natureza basilar faz das blockchains L1 o elemento central para compreender o funcionamento das criptomoedas.

Como funcionam as blockchains Layer 1 no universo cripto?

Cada criptomoeda adota normas e protocolos de codificação próprios, mas todas as blockchains L1 necessitam de um mecanismo de consenso para criar confiança entre operadores de nodes descentralizados. Estes mecanismos usam algoritmos sofisticados para definir e aplicar as regras do processamento de pagamentos em cripto.

Por exemplo, a blockchain do Bitcoin utiliza o modelo de consenso proof-of-work (PoW), em que computadores competem para resolver equações complexas a cada 10 minutos para registar novas transferências de BTC no registo de pagamentos. Em alternativa, blockchains L1 como Ethereum (ETH) e Solana (SOL) recorrem ao mecanismo proof-of-stake (PoS): os nodes bloqueiam criptomoeda na blockchain para ganhar a possibilidade de validar transações. Para incentivar os operadores de nodes nestes protocolos, tanto as redes PoW como PoS recompensam-nos com a criptomoeda nativa por cada bloco publicado.

Além do algoritmo de consenso, as blockchains L1 integram mecanismos de segurança adicionais no código para garantir a integridade dos processos e prevenir comportamentos maliciosos. Muitas blockchains PoS aplicam políticas de “slashing”, confiscando a criptomoeda em staking dos nodes que violem as regras ou não cumpram as suas funções. No Bitcoin, por exemplo, os operadores de nodes têm de aguardar múltiplas confirmações independentes para validar transferências de BTC antes de as registar no livro-razão final.

As blockchains L1 gerem ainda as taxas de transação (taxas de gas) e o calendário de emissão da criptomoeda nativa. A blockchain L1 do Bitcoin reduz automaticamente a quantidade de BTC posta em circulação cerca de cada quatro anos num evento denominado “halving”. Já a L1 do Ethereum dispõe de um mecanismo dinâmico de emissão e “burning” de ETH, adicionando ou retirando ETH da circulação conforme a atividade da rede. Após a atualização EIP-1559, o Ethereum queima parte das taxas pagas pelos utilizadores para gerir a inflação do ETH.

Exemplos de blockchains Layer 1

O Bitcoin estabeleceu o modelo de referência para blockchains L1 bem-sucedidas, e centenas de criptomoedas seguiram o exemplo do BTC com cadeias próprias. Atualmente, as principais criptomoedas utilizam blockchains L1 para proteger as suas redes, constituindo exemplos práticos do conceito de layer 1.

Bitcoin é a criptomoeda mais antiga e de maior dimensão, lançada pelo pseudónimo Satoshi Nakamoto. A blockchain L1 do BTC utiliza um algoritmo de consenso PoW exigente em energia, onde os nodes competem a cada 10 minutos para resolver problemas matemáticos e registar novas transações.

Ethereum, com a segunda maior capitalização de mercado, é um projeto que permite a programadores terceiros criar aplicações descentralizadas (dApps) sobre o seu protocolo L1. Inicialmente, Ethereum era uma blockchain L1 PoW baseada no consenso do Bitcoin. Contudo, após a atualização “Merge”, a L1 do Ethereum passou para consenso PoS, exemplificando a evolução da tecnologia layer 1.

Litecoin (LTC) foi criado como uma criptomoeda orientada para transações P2P rápidas e económicas. Embora utilize um algoritmo distinto na sua arquitetura L1, mantém o mecanismo de consenso PoW semelhante ao da Bitcoin Network.

Solana integra a categoria de blockchains denominadas “concorrentes do Ethereum”, oferecendo serviços semelhantes aos do Ethereum, mas com caraterísticas diferenciadoras como maior velocidade de confirmação ou taxas mais baixas. A L1 PoS da Solana destaca-se pela elevada capacidade de processamento, atingindo dezenas de milhares de transações por segundo (TPS).

Cardano é outra blockchain L1 PoS concorrente do Ethereum. Fundada pelo ex-desenvolvedor do Ethereum Charles Hoskinson, a Cardano aposta em investigação tecnológica revista por pares e convida programadores terceiros a desenvolver dApps na sua L1.

Quais as limitações dos protocolos Layer 1?

Apesar de essenciais para transações cripto seguras e eficientes, as blockchains L1 revelam falta de flexibilidade. Os algoritmos destas blockchains são propositadamente determinísticos para garantir que todos os participantes seguem as mesmas regras. Esta rigidez assegura previsibilidade e segurança, mas limita a inovação e a escalabilidade.

Vitalik Buterin, cofundador do Ethereum, descreveu as questões de escalabilidade das L1 como o “trilema da blockchain”, defendendo que os programadores acabam por sacrificar descentralização, segurança ou escalabilidade ao criar os protocolos. Ainda assim, em cadeias L1 como Ethereum, continuam os trabalhos em soluções como o “sharding”, que fragmenta a blockchain principal em pequenas porções indivisíveis de dados. O objetivo é reduzir os requisitos para cada operador de node, aumentando velocidade e eficiência da rede.

Outra limitação relevante das L1 reside na comunicação insuficiente com outros projetos blockchain. Cada L1 possui um sistema autónomo e normas de código únicas, pelo que transferir moedas entre L1 distintas ou interagir com aplicações em várias redes é difícil ou impossível. Alguns entusiastas referem-se a este limite como o “problema da interoperabilidade”, e projetos como Cosmos e Polkadot dedicam-se a resolver a comunicação entre blockchains (IBC).

Layer 1 versus Layer 2: a diferença essencial entre estas camadas blockchain

No início das criptomoedas, o termo L1 não existia, pois todas as blockchains seguiam procedimentos semelhantes e tinham fins idênticos — processar transações e garantir segurança de rede. Com o surgimento de novas criptomoedas sobre estas cadeias base, tornou-se necessário distinguir as L1 dos novos protocolos, originando o conceito layer 2 (L2).

L2 designa qualquer projeto cripto que aproveite a segurança de uma blockchain L1. Normalmente, as L2 utilizam a descentralização de L1 estabelecidas, como Ethereum, para criar novos casos de uso ou melhorar a escalabilidade do protocolo base. Exemplos como Arbitrum, Optimism e Polygon operam sobre o Ethereum, proporcionando maior velocidade e taxas médias mais baixas. Ao usar estas L2 baseadas em Ethereum, os utilizadores transferem ativos digitais para a L2 para aceder aos serviços e só depois finalizam as operações na mainnet do Ethereum.

As L2 podem emitir criptomoedas, mas estes ativos são denominados “tokens”, ao contrário das “coins” das L1. A diferença reside no facto de os tokens existirem apenas sobre uma blockchain L1, enquanto as coins fazem parte do próprio protocolo L1. Os tokens funcionam como complementos no ecossistema L1; as coins são o meio essencial de pagamento da blockchain. Exemplos de tokens L2 incluem MATIC da Polygon, ARB da Arbitrum e OP da Optimism.

Conclusão

As blockchains Layer 1 são a infraestrutura essencial do ecossistema cripto, funcionando como protocolos de base que possibilitam transações P2P seguras e descentralizadas. Compreender o conceito layer 1 é indispensável para quem entra no universo cripto. Do proof-of-work pioneiro do Bitcoin ao inovador proof-of-stake do Ethereum e à alta capacidade da Solana, as blockchains L1 são cruciais para a confiança e segurança das redes descentralizadas.

Apesar dos desafios, como o trilema da blockchain e problemas de interoperabilidade, inovações como o sharding e protocolos de comunicação entre blockchains continuam a expandir os limites do setor. A distinção entre protocolos L1 e L2 evidencia a evolução da arquitetura blockchain: as camadas base garantem segurança e descentralização, enquanto as secundárias reforçam a escalabilidade e acrescentam funcionalidades. À medida que o setor amadurece, compreender o que é uma blockchain Layer 1 mantém-se fundamental para dominar as bases tecnológicas que sustentam o futuro descentralizado das finanças e aplicações digitais.

FAQ

O que são layer 1 e layer 2 em blockchain?

Layer 1 é a rede blockchain principal, como Bitcoin ou Ethereum. Layer 2 é uma estrutura secundária construída sobre a layer 1 para aumentar a escalabilidade e eficiência.

A Solana é layer 1 ou 2?

A Solana é uma blockchain Layer 1. Executa e valida as suas transações diretamente na cadeia principal.

O que é uma blockchain Layer 3?

Blockchains Layer 3 são redes especializadas construídas sobre as layers 1 e 2, oferecendo soluções customizadas para aplicações específicas e potenciando escalabilidade e funcionalidade.

A XRP é layer 1 ou layer 2?

A XRP é uma blockchain Layer 1. Foi concebida para pagamentos institucionais rápidos e económicos, apostando na escalabilidade e conformidade regulatória.