Por que a Solana precisa de extensões de rede em vez de soluções de camada 2?

intermediário12/27/2024, 3:27:56 AM
Este artigo explora por que a Solana precisa adotar Extensões de Rede (NE) em vez de soluções tradicionais de Camada 2 (L2). As Extensões de Rede fornecem um ambiente modular e personalizável, evitando a fragmentação da liquidez e da base de usuários dentro do ecossistema da Solana, ao mesmo tempo que mantêm uma conexão direta com a mainnet da Solana para garantir liquidez unificada e base de usuários.

1. Background

O rápido desenvolvimento da tecnologia blockchain estabeleceu Ethereum (EVM) e Solana (SVM) como duas filosofias de design dominantes, cada uma liderando em seus respectivos campos. Historicamente, Ethereum dominou o total de valor bloqueado (TVL) nas cadeias EVM devido à sua filosofia e abordagem únicas, enquanto Solana liderou entre as cadeias não EVM. No entanto, à medida que a atividade cresceu e novas cadeias surgiram, Ethereum começou a ceder a dominância para cadeias EVM mais rápidas e mudou-se para soluções de escalonamento da Camada 2 (L2).

Por outro lado, a arquitetura monolítica do Solana evitou tal fragmentação por meio de inovações tecnológicas exclusivas e reservas significativas de desempenho, embora ao custo de exigir largura de banda e velocidade mais altas. Enquanto isso, o conceito de Rollups apresentou às dApps uma oportunidade significativa: criar ambientes de execução personalizáveis. No entanto, isso levou a um fenômeno interessante: as L2s fragmentam a liquidez e a base de usuários do Ethereum, e as cadeias de aplicativos L2/L3 exacerbam ainda mais essa fragmentação. O Solana adere à filosofia de um ecossistema monolítico, mas os benefícios de fornecer ambientes personalizáveis para diferentes casos de uso não podem ser ignorados.

2. O Catalisador para Extensões de Rede: Camada 2 - Um Caminho para Fragmentação

Do Plasma em 2017 até Optimistic e zk-rollups, a jornada de escalonamento do Ethereum demonstrou a necessidade de abordar questões de escalabilidade. No entanto, vale ressaltar que uma parte do TVL da L2 do Ethereum é apoiada por ETH bridged, que permanece no L1.

Essas soluções de escalabilidade também expuseram um risco significativo - a fragmentação da liquidez e dos usuários, comumente referida como o “efeito vampiro” no espaço blockchain. A queda significativa na receita de taxas do Ethereum após a implementação do EIP-4844 serve como evidência disso. Analistas, incluindo Justin Bons da Cyber Capital, apontaram que o crescimento das taxas do Ethereum está sendo superado pelos L2s.

Figura 1: Dinâmica do fornecimento de ETH. Fonte: ultrasound.money

Isso indica que, à medida que os usuários deixam L1, as taxas restantes em L1 diminuem significativamente, levando a uma queda nas taxas de queima. Isso deveria ter sido evidente desde o início. Agora, o uso e a receita são capturados pelos L2s com o objetivo de ganhar aluguel! Essa ganância é aparente porque apenas uma pequena parte das taxas retorna para L1, sendo o restante retido por entidades comerciais. Ao mesmo tempo, essas entidades fazem lobby para manter espaço de bloco limitado no ETH L1. O Unchained Pod lançou um gráfico mostrando que a Optimism (OP) ganha $300 para cada $1 de taxas pagas em L1:

Figura 2: Taxas recebidas pela Camada 2 para cada $1 pago na Camada 1. Fonte: GrowThePie

L2s exibem um "efeito vampiro" na atividade de transação e apelo econômico de L1. A transição para cadeias de aplicativos (Appchains) independentes do Ethereum agrava esse problema.

Esta perspectiva é apoiada por Anatoly Yakovenko, que postou o seguinte no Twitter:

"Se o ecossistema Solana sacrificar a otimização de execução L1 para suportar todas as transações do usuário confiando na pilha L2 geral 'arb/op', isso terá um efeito parasitário na mainnet da Solana. Isso é fácil de entender. Quando os L2s tomam mais prioridade nas transações da camada base em vez de adicionar novas, eles se tornam parasitas. Como a mainnet continuará a maximizar sua taxa de transferência, 'L2' ou qualquer outro SVM terá dificuldades para competir em preço. As taxas de utilização não devem superar a rede principal."

Kyle Samani, sócio-gerente da Multicoin Capital, expressou uma opinião semelhante, escrevendo:

"Qualquer coisa que poderia ter acontecido na L1, mas acontece fora da L1, é, por definição, parasitária. Por essa razão, não estou interessado em rollups EVM/SVM. Eles são essencialmente iguais à L1. Eu duvido muito que esses L2s de copiar e colar terão sucesso na Solana porque a L1 já é boa o suficiente."

Nesse contexto, a abordagem da Solana de manter uma arquitetura monolítica e uma filosofia de ecossistema unificado se torna altamente atraente.

Mas como evitar um cenário semelhante à fragmentação da Camada 2 do Ethereum? Vamos aprofundar.

3. O rápido crescimento e as vantagens principais da Solana

Comparado aos sistemas tradicionais de blockchain projetados em torno da Ethereum Virtual Machine (EVM), a Solana demonstra uma arquitetura completamente nova.

Solana adota o Proof of Stake (PoS) como mecanismo de defesa contra ataques Sybil, enquanto introduz uma de suas inovações centrais - o algoritmo Proof of History (PoH). PoH é uma Função de Atraso Verificável (VDF) usada para ordenar e registrar o horário das transações transmitidas pela rede. Além disso, Solana se destaca pelo uso de hardware de alto desempenho, o protocolo Gulf Stream (um protocolo de encaminhamento de transações sem um mempool), o motor de processamento paralelo Sealevel e um design único diferente dos modelos tradicionais de contas blockchain (se assemelhando ao sistema de arquivos do sistema operacional Linux).

Solana adere a uma filosofia de design monolítico, alcançando escalabilidade, velocidade e throughput significativamente mais altos por meio de seu mecanismo de consenso único, inovações técnicas e otimização arquitetônica contínua.

A Solana também se beneficia de uma forte comunidade de desenvolvedores: mais de 2.500 desenvolvedores participam ativamente de seu ecossistema. Isso impulsionou o notável crescimento da Solana. O valor total bloqueado (TVL) de Solana cresceu de US$ 210 milhões em 2023 para US$ 7,73 bilhões em 2024, um aumento de quase 35 vezes. Em comparação com novembro de 2022, o volume de negociação de câmbio descentralizado (DEX) da Solana teve um crescimento de 200 a 300 vezes ano a ano, e os usuários ativos diários (DAU) aumentaram cinco vezes desde o verão de 2023. Em 14 de novembro de 2024, o volume de transações da Solana havia excedido o Ethereum em mais de quatro vezes. Os números de carteiras ativas também continuaram a aumentar, atingindo o pico de 9,4 milhões de usuários ativos em 22 de outubro de 2024.

Figura 3: Tendências de volume de negociação e carteiras ativas da Solana DEX. Fonte: Dune, Artemis

Como resultado, Solana é um ecossistema poderoso, com uma comunidade de usuários e desenvolvedores grande e ativa, experimentando um crescimento exponencial em sua base de usuários e atividade. Essa trajetória de crescimento destaca a importância do Solana como uma cadeia líder não EVM, especialmente em sua expansão dinâmica.

Figura 4: Comparação de TVL em Blockchains não EVM. Fonte: DefiLlama

Aplicações descentralizadas (dApps) na Solana melhoram significativamente a funcionalidade ao aumentar a acessibilidade e a facilidade de uso. A Solana está se tornando um super sistema com características excepcionais. No entanto, algumas aplicações, como o Zeta Market, planejam lançar suas instâncias (Camada 2) para alcançar objetivos semelhantes.

Um fato marcante é que a Máquina Virtual Solana (SVM) funciona excepcionalmente bem em ambientes isolados. Isso é bem demonstrado por aplicativos como Pyth Net e Cube Exchange, que utilizam a SVM para suportar cadeias de aplicativos - referidas no ecossistema Solana como Ambientes com Energia Solana (SPEs).

Embora existam cenários em que são usadas cadeias SVM independentes “específicas de aplicativos”, essas cadeias não são significativamente diferentes dos clientes Solana padrão. Acreditamos que as extensões nativas do Solana como Camada 2 (forks do Solana comuns) têm valor limitado, pois podem replicar os problemas de fragmentação do Ethereum.

Claramente, Solana precisa de uma abordagem independente para evitar comprometer as características de sua arquitetura monolítica. É por isso que a Lollipop desenvolveu as Extensões de Rede Lollipop, que irão remodelar significativamente o ecossistema Solana.

4. O que Solana precisa? - Suporte modular para ambientes de tempo de execução fora da cadeia em uma arquitetura monolítica

4.1 Conceito principal das Extensões de Rede

Os fatores acima levaram a comunidade Solana a discutir a necessidade de mover algumas tarefas computacionais para outro lugar. Escalar não é um fenômeno novo para a Solana. Já em 2022, as Token Extensions surgiram, fornecendo novos recursos como transferências confidenciais, ganchos de transferência e apontadores de metadados.

Assim, introduzir o conceito de “Network Extensions (NE)” para aprimorar a funcionalidade do Solana e expandir as capacidades do dApp é lógico. Além de melhorar as características do Solana, NE introduz elementos modulares no ecossistema - diferentes ambientes dentro do NE podem ser personalizados de acordo com necessidades específicas e compartilhados entre vários dApps e protocolos.

Com base nas ideias e discussões dentro do ecossistema Solana, identificamos vários princípios fundamentais que devem definir a arquitetura e funcionalidade das Extensões de Rede (NE). Esses princípios visam garantir uma integração perfeita com a rede Solana enquanto preservam suas principais vantagens arquitetônicas:

  • Não fragmentação da liquidez
  • Nenhuma fragmentação da base de usuários
  • Experiência de interação idêntica ao uso direto do Solana para usuários
  • Pilha de tecnologia unificada
  • As transações de NE são enviadas diretamente para os nós validadores da Solana

Para NE, Solana funciona como uma verdadeira camada de liquidação onde ocorre o fluxo de fundos. NE atua como uma camada de execução que evita fragmentação com a cadeia principal e interage diretamente com contas e programas nesta camada.

Figura 5: Diagrama Simplificado do Processo de Extensões de Rede Lollipop (NE)

Essas características distinguem a Network Extension (NE) de outras soluções de expansão, como rollups, side chains, subnets, diferentes variantes de L2 e chains de aplicação. Em comparação com soluções similares, o Lollipop tem como objetivo desenvolver um framework técnico para a Network Extension (NE) que permite aos desenvolvedores, consumidores e usuários finais interagir de forma perfeita com a liquidez e a base de usuários do Solana no nível do Solana.

4.2 Análise Comparativa

Lollipop é atualmente a primeira solução que oferece uma conexão direta à mainnet do Solana sem causar fragmentação de liquidez ou usuários.

O ambiente nativo do Lollipop pode servir como base para novos produtos ou suportar a migração de dApps existentes sem desconectar do ecossistema ou liquidez da Solana. Para dApps existentes, isso melhora a velocidade, estabilidade e funcionalidade.

Figura 6: Comparação das Soluções Existente Solana

Principais diferenças entre L2s, Subnets e Sidechains:

L2s: transações em lote L2s e enviam provas para L1 para validação. A execução e a liquidação ocorrem principalmente dentro do rollup, enquanto L1 (por exemplo, Ethereum ou Solana) é usado para verificação de prova. Em contraste, as Extensões de Rede (NE) enviam transações diretamente para nós validadores e programas da Solana.

Sidechains: As sidechains não têm uma conexão direta com a main chain. Embora as sidechains possam ancorar dados na main chain, a diferença entre os ecossistemas é significativamente maior em comparação com L1 e L2. Essencialmente, as sidechains operam como redes totalmente independentes.

Subredes: As subredes podem criar ecossistemas independentes dentro das subcadeias, onde a liquidez e os usuários estão concentrados em espaços separados.

No ecossistema Solana, os projetos mais alinhados com o conceito de Extensões de Rede são Getcode e Sonic SVM (baseado em HyperGrid). No entanto, Getcode atua principalmente como uma camada de transferência de fundos, semelhante à Lightning Network do Bitcoin, e não suporta a implantação de ambientes complexos. Sonic, embora capaz de delegar programas implantados no Solana para suas instâncias com latência de 10 milissegundos, concentra-se mais em jogos e carece da flexibilidade e customização imaginadas pelo Lollipop.

NE trabalha diretamente com a liquidez da Solana, evitando a criação de cadeias, espaços ou comunidades separadas. Ele fornece soluções de infraestrutura para a Solana e seus dApps, ao mesmo tempo em que suporta suas operações. Esse conceito é um pouco semelhante às ideias de appchains e L2s. Muitos dApps estão migrando para instâncias dedicadas para otimizar o desempenho, escalabilidade e experiência do usuário.

Existem várias soluções de Camada 2: OP-Stack, Arbitrum Orbit, Polygon CDK, StarkEX, zkSync Era, Termina, etc. Esses kits de ferramentas permitiram o lançamento bem-sucedido de muitos projetos de Camada 2, avançando significativamente a escalabilidade e usabilidade do blockchain. No entanto, como discutido anteriormente, os modelos em camadas e ambientes fragmentados atuais são incompatíveis com a arquitetura monolítica da Solana.

4.3 Demanda de mercado

Os casos e narrativas acima refletem uma tendência mais ampla: aplicativos descentralizados (dApps) estão criando instâncias independentes para otimizar operações e funcionalidades, oferecendo melhores serviços aos usuários. Esses aplicativos abrangem vários setores, incluindo DeFi, jogos, protocolos de verificação e identidade, protocolos de privacidade, soluções institucionais e empresariais e muito mais. A maioria desses ambientes é construída em diferentes implementações de rollup.

Como anteriormente observado, os rollups exibem um “efeito vampiro” nas cadeias de base. O Lollipop tem como objetivo abordar esse problema introduzindo modularidade ao Solana sem comprometer sua arquitetura monolítica.

Aqui está o motivo pelo qual as Extensões de Rede (NE) são revolucionárias para Solana:

  • Lógica de Execução Personalizada: NE permite que os desenvolvedores implantem instâncias SVM modificadas adaptadas a necessidades específicas, como regras de governança únicas, estruturas de recompensa ou ambientes de computação descentralizados. Parâmetros como latência, tempo de bloco e tamanho de bloco podem ser ajustados para permitir desempenho em tempo real e explorar casos de uso inovadores.
  • Acerto Direto: Embora NE opere de forma independente, todas as transações são liquidadas diretamente na Solana, mantendo a liquidez e o fluxo de usuários unificados, sem fragmentação ou efeitos vampiros.
  • Flexibilidade Econômica: A NE aproveita a eficiência da Solana para introduzir modelos econômicos inovadores. Por exemplo, dApps podem oferecer experiências sem gás usando modelos baseados em assinatura.
  • Flexibilidade sem fragmentação: Ao contrário das camadas 2, a NE não cria espaços isolados. Tudo permanece unificado, assemelhando-se às Extensões de Token em funcionalidade.
  • Interface de usuário (UI/UX) sem interrupções para os usuários: Ao contrário de subredes ou soluções de camada 2/3, NE oferece uma experiência superior ao usuário. Os usuários interagem diretamente com Solana sem precisar trocar de rede, usar tecnologias de interconexão ou lidar com preocupações de endereço.
  • Redução dos Custos de Implantação do Programa: A implantação de um programa na Solana atualmente custa 1-3 SOL ou mais, dependendo do tamanho. NE permite a implantação de programas multi-componentes e complexos em diferentes ambientes a uma fração do custo.

NE também pode suportar casos de uso envolvendo Sistemas de Verificação Automatizada (AVS) baseados em protocolos de re-staking, como oráculos descentralizados, co-processadores, computação verificável, classificação descentralizada e finalidade rápida.

Outro cenário-chave para NE é criar economias livres de gás dentro de ambientes semelhantes à abstração de contas do EVM (Abstração de Conta). Isso é especialmente benéfico para protocolos que geram altos volumes de transações, como negociação de alta frequência (HFT), jogos, protocolos de rebalanceamento ou pools dinâmicos com liquidez concentrada.

Lollipop imagina os seguintes casos de uso para NE:

  • Jogos: Imagine uma experiência de jogo livre de gás, onde os jogadores desfrutam de interação perfeita, e os desenvolvedores ganham receita estável por meio de modelos de assinatura. Isso introduz uma nova abordagem para o desenvolvimento de componentes de jogos Web3, permitindo que os usuários interajam com carteiras ou mercados sem sair do jogo.
  • DeFi: Construa plataformas de negociação de alta frequência usando taxas baseadas em sessão em vez de taxas de gás por transação, tornando as transações mais rápidas e mais baratas. Projete livros de pedidos e lógica de compensação off-chain para aumentar a escalabilidade e alavancagem.
  • Modelos de IA: Implante ambientes de IA intensivos em computação usando GPUs, com liquidação direta de transações na Solana. As aplicações vão desde avaliações de segurança até roteamento, arbitragem e várias implementações de modelos baseados em intenções.
  • Soluções Empresariais: Personalize ambientes para clientes institucionais e empresariais com regras rígidas de gestão, conformidade, criptografia e governança.
  • PayFi: Aborde desafios financeiros complexos com ambientes programáveis para finanças da cadeia de suprimentos, pagamentos transfronteiriços, cartões corporativos apoiados por ativos digitais, mercados de crédito, etc.
  • Computação descentralizada: permitir computação avançada descentralizada para GPU ou TEE para criptografia, co-processadores, modelos de IA ou tarefas intensivas em dados.
  • Ambientes Confiáveis: Implante ambientes confiáveis para oráculos, armazenamento descentralizado (DAS/DAC), sistemas de verificação, redes de infraestrutura física descentralizada (DePIN) e muito mais.

A missão principal da equipe Lollipop é garantir que dApps e protocolos possam criar ambientes personalizados dentro do ecossistema Solana, mantendo conectividade direta com Solana. Em essência, embora a execução pareça off-chain em NE, todas as ações são resolvidas e finalizadas em Solana.

Ao mesmo tempo, as carteiras dos usuários permanecem ancoradas no espaço de bloco da Solana. Após extensa pesquisa e desenvolvimento, a equipe Lollipop finalizou seu design NE atual, pavimentando o caminho para a próxima fase de inovação da Solana.

5. Explicação técnica do Lollipop

Lollipop permite que projetos modifiquem o cliente Solana em ambientes de execução off-chain e transmitam os resultados da execução de forma transparente de volta para a mainnet Solana, eliminando a necessidade de criar chains separadas. A própria Solana não possui uma árvore de estado global, que é crucial para liquidar com segurança os resultados da execução off-chain. Lollipop aborda esse problema ao introduzir Árvores Merkle Esparsas (SMT) em sua Extensão de Rede para criptografar e verificar os resultados da execução.

Principais Características Técnicas:

  • Ambiente de Execução Off-Chain: Lollipop permite que dApps processem lógica complexa off-chain, garantindo que os resultados de cada operação possam ser verificados criptograficamente usando Árvores de Merkle Esparsas, garantindo segurança e integridade.
  • Árvores de Merkle Esparsas (SMT): SMT é um tipo especial de Árvore de Merkle usado para verificar a existência de dados sem armazenar todos os dados. Ele permite que Lollipop valide eficientemente e com segurança os resultados de execução off-chain, garantindo que esses resultados sejam confiavelmente liquidados na Solana mainnet.
  • Conexão perfeita com a Mainnet da Solana: A Extensão de Rede da Lollipop se conecta diretamente à mainnet da Solana, evitando os problemas de fragmentação das cadeias tradicionais L2 ou sharded e garantindo liquidez e base de usuários unificadas.

Vantagens desta Tecnologia:

  • Não é necessário criar cadeias independentes: os projetos não precisam mais criar cadeias ou ecossistemas adicionais. Em vez disso, podem modificar o cliente Solana e alcançar a execução off-chain através do Lollipop. Isso reduz os custos de desenvolvimento e operacionais, garantindo ao mesmo tempo uma integração estreita com a mainnet Solana.
  • Descentralizado e seguro: Usar árvores de Merkle esparsas para verificação criptográfica garante que os resultados da execução off-chain permaneçam à prova de violação e consistentes.
  • Compatível com dApps Solana: O Lollipop melhora a escalabilidade das aplicações descentralizadas do Solana, evitando problemas de desempenho e segurança associados a ambientes off-chain, tornando-o uma escolha ideal para dApps Solana.

Lollipop fornece à Solana uma solução inovadora para melhorar a escalabilidade e a eficiência operacional sem introduzir fragmentação, tornando-se uma parte indispensável do ecossistema futuro da Solana.

Figura 7: Diagrama de Lollipop

A arquitetura do Lollipop consiste em vários componentes principais:

  1. Camada de Extensões de Rede (NE Layer)
  2. Programas na Camada Solana (Camada Solana)
  3. Camada de Nuvem Polkadot

O Lollipop é construído diretamente em cima da Solana, aproveitando suas capacidades de execução paralela e sua estrutura de dados de transação única. O poder de processamento paralelo da Máquina Virtual Solana (SVM) depende do próprio cliente Solana. Ao modificar o cliente Solana, o Lollipop maximiza as vantagens de desempenho inerentes à arquitetura da Solana.

Essa arquitetura permite que aplicativos descentralizados (dApps) migrem perfeitamente da L1 da Solana para a NES da Lollipop sem modificar seu código de programa. Além disso, os desenvolvedores podem continuar usando as mesmas ferramentas e pilha de tecnologia que a Solana, consumindo menos recursos.

É importante observar que a execução paralela do SVM é baseada na estrutura de dados de transação exclusiva da Solana. Em cada transação, o iniciador pré-declara as informações da conta que pretende ler ou escrever. Isso permite que o SVM processe eficientemente um lote de transações em paralelo com base nas informações da conta declaradas, garantindo que transações paralelas não leiam e escrevam simultaneamente na mesma conta. Simplesmente portar o SVM para outras estruturas de execução não traz a vantagem do processamento paralelo.

Lollipop tem como objetivo se tornar um supercomputador confiável para Extensões de Rede, oferecendo ambientes permissionados e não permissionados, execução de vários núcleos, consistência global, customização e custo-efetividade. Lollipop fornece uma infraestrutura completa para implantação do NE, incluindo sequenciadores compartilhados, validadores e contratos validados sem estado.

Ao aproveitar o Polkadot Cloud, o Lollipop também pode funcionar como uma camada de disponibilidade de dados (DA). Cada contrato opera em núcleos dedicados, suportando execução paralela e sincronizada entre validadores, sequenciadores e DA, garantindo alta eficiência de processamento.

Figura 8: Diagrama da Arquitetura Lollipop

6. Conclusão

As Extensões de Rede (NE) do Lollipop representam um avanço significativo na melhoria da funcionalidade de dApps e protocolos dentro do ecossistema Solana. Ao introduzir um novo paradigma de desenvolvimento para dApps e protocolos no ecossistema Solana, o Lollipop garante integração perfeita com a mainnet da Solana, mantendo uma arquitetura monolítica e evitando fragmentação da cadeia. Ao contrário das soluções tradicionais de Camada 2 que frequentemente criam ambientes isolados e levam à fragmentação da liquidez, o Lollipop garante que a liquidez e as bases de usuários permaneçam unificadas em ambas as camadas através de sua conexão direta com a Solana.

As Extensões de Rede (NE) da Lollipop fornecem aos desenvolvedores um framework universal para criar ambientes de tempo de execução personalizados adaptados a casos de uso específicos. Notavelmente, o NE pode implantar instâncias SVM otimizadas para velocidade para permitir operações mais eficientes para trocas descentralizadas perpétuas (Perp DEX). Eles também podem reduzir o atrito da interface do usuário e da experiência do usuário para aplicativos descentralizados (dApps) no ecossistema Solana, introduzindo intenções e abstração de contas. Essa capacidade poderia catalisar o crescimento de jogos Web3 na Solana.

A independência de configuração das instâncias NE do Solana abre ainda mais o caminho para produtos de nível empresarial, soluções institucionais, aplicações PayFi e até mesmo casos de uso específicos, como produtos de seguro.

No final, o design do Lollipop fornece uma solução futurista para a escalabilidade de dApps na Solana, lançando as bases para uma nova era de ambientes de blockchain de alto desempenho. À medida que o ecossistema Solana continua a crescer, a arquitetura única do Lollipop o posiciona como um impulsionador crítico da inovação futura, equipando os desenvolvedores com as ferramentas necessárias para construir aplicativos seguros, eficientes e sustentáveis.

Links Lollipop:

Twitter: x.com/LollipopHQ

Blog: medium.com/@LollipopBuilders

Website:https://www.lollipop.builders/

Litepaper:https://lollipop.builders/research

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Por que a Solana precisa de extensões de rede em vez de soluções de camada 2?

intermediário12/27/2024, 3:27:56 AM
Este artigo explora por que a Solana precisa adotar Extensões de Rede (NE) em vez de soluções tradicionais de Camada 2 (L2). As Extensões de Rede fornecem um ambiente modular e personalizável, evitando a fragmentação da liquidez e da base de usuários dentro do ecossistema da Solana, ao mesmo tempo que mantêm uma conexão direta com a mainnet da Solana para garantir liquidez unificada e base de usuários.

1. Background

O rápido desenvolvimento da tecnologia blockchain estabeleceu Ethereum (EVM) e Solana (SVM) como duas filosofias de design dominantes, cada uma liderando em seus respectivos campos. Historicamente, Ethereum dominou o total de valor bloqueado (TVL) nas cadeias EVM devido à sua filosofia e abordagem únicas, enquanto Solana liderou entre as cadeias não EVM. No entanto, à medida que a atividade cresceu e novas cadeias surgiram, Ethereum começou a ceder a dominância para cadeias EVM mais rápidas e mudou-se para soluções de escalonamento da Camada 2 (L2).

Por outro lado, a arquitetura monolítica do Solana evitou tal fragmentação por meio de inovações tecnológicas exclusivas e reservas significativas de desempenho, embora ao custo de exigir largura de banda e velocidade mais altas. Enquanto isso, o conceito de Rollups apresentou às dApps uma oportunidade significativa: criar ambientes de execução personalizáveis. No entanto, isso levou a um fenômeno interessante: as L2s fragmentam a liquidez e a base de usuários do Ethereum, e as cadeias de aplicativos L2/L3 exacerbam ainda mais essa fragmentação. O Solana adere à filosofia de um ecossistema monolítico, mas os benefícios de fornecer ambientes personalizáveis para diferentes casos de uso não podem ser ignorados.

2. O Catalisador para Extensões de Rede: Camada 2 - Um Caminho para Fragmentação

Do Plasma em 2017 até Optimistic e zk-rollups, a jornada de escalonamento do Ethereum demonstrou a necessidade de abordar questões de escalabilidade. No entanto, vale ressaltar que uma parte do TVL da L2 do Ethereum é apoiada por ETH bridged, que permanece no L1.

Essas soluções de escalabilidade também expuseram um risco significativo - a fragmentação da liquidez e dos usuários, comumente referida como o “efeito vampiro” no espaço blockchain. A queda significativa na receita de taxas do Ethereum após a implementação do EIP-4844 serve como evidência disso. Analistas, incluindo Justin Bons da Cyber Capital, apontaram que o crescimento das taxas do Ethereum está sendo superado pelos L2s.

Figura 1: Dinâmica do fornecimento de ETH. Fonte: ultrasound.money

Isso indica que, à medida que os usuários deixam L1, as taxas restantes em L1 diminuem significativamente, levando a uma queda nas taxas de queima. Isso deveria ter sido evidente desde o início. Agora, o uso e a receita são capturados pelos L2s com o objetivo de ganhar aluguel! Essa ganância é aparente porque apenas uma pequena parte das taxas retorna para L1, sendo o restante retido por entidades comerciais. Ao mesmo tempo, essas entidades fazem lobby para manter espaço de bloco limitado no ETH L1. O Unchained Pod lançou um gráfico mostrando que a Optimism (OP) ganha $300 para cada $1 de taxas pagas em L1:

Figura 2: Taxas recebidas pela Camada 2 para cada $1 pago na Camada 1. Fonte: GrowThePie

L2s exibem um "efeito vampiro" na atividade de transação e apelo econômico de L1. A transição para cadeias de aplicativos (Appchains) independentes do Ethereum agrava esse problema.

Esta perspectiva é apoiada por Anatoly Yakovenko, que postou o seguinte no Twitter:

"Se o ecossistema Solana sacrificar a otimização de execução L1 para suportar todas as transações do usuário confiando na pilha L2 geral 'arb/op', isso terá um efeito parasitário na mainnet da Solana. Isso é fácil de entender. Quando os L2s tomam mais prioridade nas transações da camada base em vez de adicionar novas, eles se tornam parasitas. Como a mainnet continuará a maximizar sua taxa de transferência, 'L2' ou qualquer outro SVM terá dificuldades para competir em preço. As taxas de utilização não devem superar a rede principal."

Kyle Samani, sócio-gerente da Multicoin Capital, expressou uma opinião semelhante, escrevendo:

"Qualquer coisa que poderia ter acontecido na L1, mas acontece fora da L1, é, por definição, parasitária. Por essa razão, não estou interessado em rollups EVM/SVM. Eles são essencialmente iguais à L1. Eu duvido muito que esses L2s de copiar e colar terão sucesso na Solana porque a L1 já é boa o suficiente."

Nesse contexto, a abordagem da Solana de manter uma arquitetura monolítica e uma filosofia de ecossistema unificado se torna altamente atraente.

Mas como evitar um cenário semelhante à fragmentação da Camada 2 do Ethereum? Vamos aprofundar.

3. O rápido crescimento e as vantagens principais da Solana

Comparado aos sistemas tradicionais de blockchain projetados em torno da Ethereum Virtual Machine (EVM), a Solana demonstra uma arquitetura completamente nova.

Solana adota o Proof of Stake (PoS) como mecanismo de defesa contra ataques Sybil, enquanto introduz uma de suas inovações centrais - o algoritmo Proof of History (PoH). PoH é uma Função de Atraso Verificável (VDF) usada para ordenar e registrar o horário das transações transmitidas pela rede. Além disso, Solana se destaca pelo uso de hardware de alto desempenho, o protocolo Gulf Stream (um protocolo de encaminhamento de transações sem um mempool), o motor de processamento paralelo Sealevel e um design único diferente dos modelos tradicionais de contas blockchain (se assemelhando ao sistema de arquivos do sistema operacional Linux).

Solana adere a uma filosofia de design monolítico, alcançando escalabilidade, velocidade e throughput significativamente mais altos por meio de seu mecanismo de consenso único, inovações técnicas e otimização arquitetônica contínua.

A Solana também se beneficia de uma forte comunidade de desenvolvedores: mais de 2.500 desenvolvedores participam ativamente de seu ecossistema. Isso impulsionou o notável crescimento da Solana. O valor total bloqueado (TVL) de Solana cresceu de US$ 210 milhões em 2023 para US$ 7,73 bilhões em 2024, um aumento de quase 35 vezes. Em comparação com novembro de 2022, o volume de negociação de câmbio descentralizado (DEX) da Solana teve um crescimento de 200 a 300 vezes ano a ano, e os usuários ativos diários (DAU) aumentaram cinco vezes desde o verão de 2023. Em 14 de novembro de 2024, o volume de transações da Solana havia excedido o Ethereum em mais de quatro vezes. Os números de carteiras ativas também continuaram a aumentar, atingindo o pico de 9,4 milhões de usuários ativos em 22 de outubro de 2024.

Figura 3: Tendências de volume de negociação e carteiras ativas da Solana DEX. Fonte: Dune, Artemis

Como resultado, Solana é um ecossistema poderoso, com uma comunidade de usuários e desenvolvedores grande e ativa, experimentando um crescimento exponencial em sua base de usuários e atividade. Essa trajetória de crescimento destaca a importância do Solana como uma cadeia líder não EVM, especialmente em sua expansão dinâmica.

Figura 4: Comparação de TVL em Blockchains não EVM. Fonte: DefiLlama

Aplicações descentralizadas (dApps) na Solana melhoram significativamente a funcionalidade ao aumentar a acessibilidade e a facilidade de uso. A Solana está se tornando um super sistema com características excepcionais. No entanto, algumas aplicações, como o Zeta Market, planejam lançar suas instâncias (Camada 2) para alcançar objetivos semelhantes.

Um fato marcante é que a Máquina Virtual Solana (SVM) funciona excepcionalmente bem em ambientes isolados. Isso é bem demonstrado por aplicativos como Pyth Net e Cube Exchange, que utilizam a SVM para suportar cadeias de aplicativos - referidas no ecossistema Solana como Ambientes com Energia Solana (SPEs).

Embora existam cenários em que são usadas cadeias SVM independentes “específicas de aplicativos”, essas cadeias não são significativamente diferentes dos clientes Solana padrão. Acreditamos que as extensões nativas do Solana como Camada 2 (forks do Solana comuns) têm valor limitado, pois podem replicar os problemas de fragmentação do Ethereum.

Claramente, Solana precisa de uma abordagem independente para evitar comprometer as características de sua arquitetura monolítica. É por isso que a Lollipop desenvolveu as Extensões de Rede Lollipop, que irão remodelar significativamente o ecossistema Solana.

4. O que Solana precisa? - Suporte modular para ambientes de tempo de execução fora da cadeia em uma arquitetura monolítica

4.1 Conceito principal das Extensões de Rede

Os fatores acima levaram a comunidade Solana a discutir a necessidade de mover algumas tarefas computacionais para outro lugar. Escalar não é um fenômeno novo para a Solana. Já em 2022, as Token Extensions surgiram, fornecendo novos recursos como transferências confidenciais, ganchos de transferência e apontadores de metadados.

Assim, introduzir o conceito de “Network Extensions (NE)” para aprimorar a funcionalidade do Solana e expandir as capacidades do dApp é lógico. Além de melhorar as características do Solana, NE introduz elementos modulares no ecossistema - diferentes ambientes dentro do NE podem ser personalizados de acordo com necessidades específicas e compartilhados entre vários dApps e protocolos.

Com base nas ideias e discussões dentro do ecossistema Solana, identificamos vários princípios fundamentais que devem definir a arquitetura e funcionalidade das Extensões de Rede (NE). Esses princípios visam garantir uma integração perfeita com a rede Solana enquanto preservam suas principais vantagens arquitetônicas:

  • Não fragmentação da liquidez
  • Nenhuma fragmentação da base de usuários
  • Experiência de interação idêntica ao uso direto do Solana para usuários
  • Pilha de tecnologia unificada
  • As transações de NE são enviadas diretamente para os nós validadores da Solana

Para NE, Solana funciona como uma verdadeira camada de liquidação onde ocorre o fluxo de fundos. NE atua como uma camada de execução que evita fragmentação com a cadeia principal e interage diretamente com contas e programas nesta camada.

Figura 5: Diagrama Simplificado do Processo de Extensões de Rede Lollipop (NE)

Essas características distinguem a Network Extension (NE) de outras soluções de expansão, como rollups, side chains, subnets, diferentes variantes de L2 e chains de aplicação. Em comparação com soluções similares, o Lollipop tem como objetivo desenvolver um framework técnico para a Network Extension (NE) que permite aos desenvolvedores, consumidores e usuários finais interagir de forma perfeita com a liquidez e a base de usuários do Solana no nível do Solana.

4.2 Análise Comparativa

Lollipop é atualmente a primeira solução que oferece uma conexão direta à mainnet do Solana sem causar fragmentação de liquidez ou usuários.

O ambiente nativo do Lollipop pode servir como base para novos produtos ou suportar a migração de dApps existentes sem desconectar do ecossistema ou liquidez da Solana. Para dApps existentes, isso melhora a velocidade, estabilidade e funcionalidade.

Figura 6: Comparação das Soluções Existente Solana

Principais diferenças entre L2s, Subnets e Sidechains:

L2s: transações em lote L2s e enviam provas para L1 para validação. A execução e a liquidação ocorrem principalmente dentro do rollup, enquanto L1 (por exemplo, Ethereum ou Solana) é usado para verificação de prova. Em contraste, as Extensões de Rede (NE) enviam transações diretamente para nós validadores e programas da Solana.

Sidechains: As sidechains não têm uma conexão direta com a main chain. Embora as sidechains possam ancorar dados na main chain, a diferença entre os ecossistemas é significativamente maior em comparação com L1 e L2. Essencialmente, as sidechains operam como redes totalmente independentes.

Subredes: As subredes podem criar ecossistemas independentes dentro das subcadeias, onde a liquidez e os usuários estão concentrados em espaços separados.

No ecossistema Solana, os projetos mais alinhados com o conceito de Extensões de Rede são Getcode e Sonic SVM (baseado em HyperGrid). No entanto, Getcode atua principalmente como uma camada de transferência de fundos, semelhante à Lightning Network do Bitcoin, e não suporta a implantação de ambientes complexos. Sonic, embora capaz de delegar programas implantados no Solana para suas instâncias com latência de 10 milissegundos, concentra-se mais em jogos e carece da flexibilidade e customização imaginadas pelo Lollipop.

NE trabalha diretamente com a liquidez da Solana, evitando a criação de cadeias, espaços ou comunidades separadas. Ele fornece soluções de infraestrutura para a Solana e seus dApps, ao mesmo tempo em que suporta suas operações. Esse conceito é um pouco semelhante às ideias de appchains e L2s. Muitos dApps estão migrando para instâncias dedicadas para otimizar o desempenho, escalabilidade e experiência do usuário.

Existem várias soluções de Camada 2: OP-Stack, Arbitrum Orbit, Polygon CDK, StarkEX, zkSync Era, Termina, etc. Esses kits de ferramentas permitiram o lançamento bem-sucedido de muitos projetos de Camada 2, avançando significativamente a escalabilidade e usabilidade do blockchain. No entanto, como discutido anteriormente, os modelos em camadas e ambientes fragmentados atuais são incompatíveis com a arquitetura monolítica da Solana.

4.3 Demanda de mercado

Os casos e narrativas acima refletem uma tendência mais ampla: aplicativos descentralizados (dApps) estão criando instâncias independentes para otimizar operações e funcionalidades, oferecendo melhores serviços aos usuários. Esses aplicativos abrangem vários setores, incluindo DeFi, jogos, protocolos de verificação e identidade, protocolos de privacidade, soluções institucionais e empresariais e muito mais. A maioria desses ambientes é construída em diferentes implementações de rollup.

Como anteriormente observado, os rollups exibem um “efeito vampiro” nas cadeias de base. O Lollipop tem como objetivo abordar esse problema introduzindo modularidade ao Solana sem comprometer sua arquitetura monolítica.

Aqui está o motivo pelo qual as Extensões de Rede (NE) são revolucionárias para Solana:

  • Lógica de Execução Personalizada: NE permite que os desenvolvedores implantem instâncias SVM modificadas adaptadas a necessidades específicas, como regras de governança únicas, estruturas de recompensa ou ambientes de computação descentralizados. Parâmetros como latência, tempo de bloco e tamanho de bloco podem ser ajustados para permitir desempenho em tempo real e explorar casos de uso inovadores.
  • Acerto Direto: Embora NE opere de forma independente, todas as transações são liquidadas diretamente na Solana, mantendo a liquidez e o fluxo de usuários unificados, sem fragmentação ou efeitos vampiros.
  • Flexibilidade Econômica: A NE aproveita a eficiência da Solana para introduzir modelos econômicos inovadores. Por exemplo, dApps podem oferecer experiências sem gás usando modelos baseados em assinatura.
  • Flexibilidade sem fragmentação: Ao contrário das camadas 2, a NE não cria espaços isolados. Tudo permanece unificado, assemelhando-se às Extensões de Token em funcionalidade.
  • Interface de usuário (UI/UX) sem interrupções para os usuários: Ao contrário de subredes ou soluções de camada 2/3, NE oferece uma experiência superior ao usuário. Os usuários interagem diretamente com Solana sem precisar trocar de rede, usar tecnologias de interconexão ou lidar com preocupações de endereço.
  • Redução dos Custos de Implantação do Programa: A implantação de um programa na Solana atualmente custa 1-3 SOL ou mais, dependendo do tamanho. NE permite a implantação de programas multi-componentes e complexos em diferentes ambientes a uma fração do custo.

NE também pode suportar casos de uso envolvendo Sistemas de Verificação Automatizada (AVS) baseados em protocolos de re-staking, como oráculos descentralizados, co-processadores, computação verificável, classificação descentralizada e finalidade rápida.

Outro cenário-chave para NE é criar economias livres de gás dentro de ambientes semelhantes à abstração de contas do EVM (Abstração de Conta). Isso é especialmente benéfico para protocolos que geram altos volumes de transações, como negociação de alta frequência (HFT), jogos, protocolos de rebalanceamento ou pools dinâmicos com liquidez concentrada.

Lollipop imagina os seguintes casos de uso para NE:

  • Jogos: Imagine uma experiência de jogo livre de gás, onde os jogadores desfrutam de interação perfeita, e os desenvolvedores ganham receita estável por meio de modelos de assinatura. Isso introduz uma nova abordagem para o desenvolvimento de componentes de jogos Web3, permitindo que os usuários interajam com carteiras ou mercados sem sair do jogo.
  • DeFi: Construa plataformas de negociação de alta frequência usando taxas baseadas em sessão em vez de taxas de gás por transação, tornando as transações mais rápidas e mais baratas. Projete livros de pedidos e lógica de compensação off-chain para aumentar a escalabilidade e alavancagem.
  • Modelos de IA: Implante ambientes de IA intensivos em computação usando GPUs, com liquidação direta de transações na Solana. As aplicações vão desde avaliações de segurança até roteamento, arbitragem e várias implementações de modelos baseados em intenções.
  • Soluções Empresariais: Personalize ambientes para clientes institucionais e empresariais com regras rígidas de gestão, conformidade, criptografia e governança.
  • PayFi: Aborde desafios financeiros complexos com ambientes programáveis para finanças da cadeia de suprimentos, pagamentos transfronteiriços, cartões corporativos apoiados por ativos digitais, mercados de crédito, etc.
  • Computação descentralizada: permitir computação avançada descentralizada para GPU ou TEE para criptografia, co-processadores, modelos de IA ou tarefas intensivas em dados.
  • Ambientes Confiáveis: Implante ambientes confiáveis para oráculos, armazenamento descentralizado (DAS/DAC), sistemas de verificação, redes de infraestrutura física descentralizada (DePIN) e muito mais.

A missão principal da equipe Lollipop é garantir que dApps e protocolos possam criar ambientes personalizados dentro do ecossistema Solana, mantendo conectividade direta com Solana. Em essência, embora a execução pareça off-chain em NE, todas as ações são resolvidas e finalizadas em Solana.

Ao mesmo tempo, as carteiras dos usuários permanecem ancoradas no espaço de bloco da Solana. Após extensa pesquisa e desenvolvimento, a equipe Lollipop finalizou seu design NE atual, pavimentando o caminho para a próxima fase de inovação da Solana.

5. Explicação técnica do Lollipop

Lollipop permite que projetos modifiquem o cliente Solana em ambientes de execução off-chain e transmitam os resultados da execução de forma transparente de volta para a mainnet Solana, eliminando a necessidade de criar chains separadas. A própria Solana não possui uma árvore de estado global, que é crucial para liquidar com segurança os resultados da execução off-chain. Lollipop aborda esse problema ao introduzir Árvores Merkle Esparsas (SMT) em sua Extensão de Rede para criptografar e verificar os resultados da execução.

Principais Características Técnicas:

  • Ambiente de Execução Off-Chain: Lollipop permite que dApps processem lógica complexa off-chain, garantindo que os resultados de cada operação possam ser verificados criptograficamente usando Árvores de Merkle Esparsas, garantindo segurança e integridade.
  • Árvores de Merkle Esparsas (SMT): SMT é um tipo especial de Árvore de Merkle usado para verificar a existência de dados sem armazenar todos os dados. Ele permite que Lollipop valide eficientemente e com segurança os resultados de execução off-chain, garantindo que esses resultados sejam confiavelmente liquidados na Solana mainnet.
  • Conexão perfeita com a Mainnet da Solana: A Extensão de Rede da Lollipop se conecta diretamente à mainnet da Solana, evitando os problemas de fragmentação das cadeias tradicionais L2 ou sharded e garantindo liquidez e base de usuários unificadas.

Vantagens desta Tecnologia:

  • Não é necessário criar cadeias independentes: os projetos não precisam mais criar cadeias ou ecossistemas adicionais. Em vez disso, podem modificar o cliente Solana e alcançar a execução off-chain através do Lollipop. Isso reduz os custos de desenvolvimento e operacionais, garantindo ao mesmo tempo uma integração estreita com a mainnet Solana.
  • Descentralizado e seguro: Usar árvores de Merkle esparsas para verificação criptográfica garante que os resultados da execução off-chain permaneçam à prova de violação e consistentes.
  • Compatível com dApps Solana: O Lollipop melhora a escalabilidade das aplicações descentralizadas do Solana, evitando problemas de desempenho e segurança associados a ambientes off-chain, tornando-o uma escolha ideal para dApps Solana.

Lollipop fornece à Solana uma solução inovadora para melhorar a escalabilidade e a eficiência operacional sem introduzir fragmentação, tornando-se uma parte indispensável do ecossistema futuro da Solana.

Figura 7: Diagrama de Lollipop

A arquitetura do Lollipop consiste em vários componentes principais:

  1. Camada de Extensões de Rede (NE Layer)
  2. Programas na Camada Solana (Camada Solana)
  3. Camada de Nuvem Polkadot

O Lollipop é construído diretamente em cima da Solana, aproveitando suas capacidades de execução paralela e sua estrutura de dados de transação única. O poder de processamento paralelo da Máquina Virtual Solana (SVM) depende do próprio cliente Solana. Ao modificar o cliente Solana, o Lollipop maximiza as vantagens de desempenho inerentes à arquitetura da Solana.

Essa arquitetura permite que aplicativos descentralizados (dApps) migrem perfeitamente da L1 da Solana para a NES da Lollipop sem modificar seu código de programa. Além disso, os desenvolvedores podem continuar usando as mesmas ferramentas e pilha de tecnologia que a Solana, consumindo menos recursos.

É importante observar que a execução paralela do SVM é baseada na estrutura de dados de transação exclusiva da Solana. Em cada transação, o iniciador pré-declara as informações da conta que pretende ler ou escrever. Isso permite que o SVM processe eficientemente um lote de transações em paralelo com base nas informações da conta declaradas, garantindo que transações paralelas não leiam e escrevam simultaneamente na mesma conta. Simplesmente portar o SVM para outras estruturas de execução não traz a vantagem do processamento paralelo.

Lollipop tem como objetivo se tornar um supercomputador confiável para Extensões de Rede, oferecendo ambientes permissionados e não permissionados, execução de vários núcleos, consistência global, customização e custo-efetividade. Lollipop fornece uma infraestrutura completa para implantação do NE, incluindo sequenciadores compartilhados, validadores e contratos validados sem estado.

Ao aproveitar o Polkadot Cloud, o Lollipop também pode funcionar como uma camada de disponibilidade de dados (DA). Cada contrato opera em núcleos dedicados, suportando execução paralela e sincronizada entre validadores, sequenciadores e DA, garantindo alta eficiência de processamento.

Figura 8: Diagrama da Arquitetura Lollipop

6. Conclusão

As Extensões de Rede (NE) do Lollipop representam um avanço significativo na melhoria da funcionalidade de dApps e protocolos dentro do ecossistema Solana. Ao introduzir um novo paradigma de desenvolvimento para dApps e protocolos no ecossistema Solana, o Lollipop garante integração perfeita com a mainnet da Solana, mantendo uma arquitetura monolítica e evitando fragmentação da cadeia. Ao contrário das soluções tradicionais de Camada 2 que frequentemente criam ambientes isolados e levam à fragmentação da liquidez, o Lollipop garante que a liquidez e as bases de usuários permaneçam unificadas em ambas as camadas através de sua conexão direta com a Solana.

As Extensões de Rede (NE) da Lollipop fornecem aos desenvolvedores um framework universal para criar ambientes de tempo de execução personalizados adaptados a casos de uso específicos. Notavelmente, o NE pode implantar instâncias SVM otimizadas para velocidade para permitir operações mais eficientes para trocas descentralizadas perpétuas (Perp DEX). Eles também podem reduzir o atrito da interface do usuário e da experiência do usuário para aplicativos descentralizados (dApps) no ecossistema Solana, introduzindo intenções e abstração de contas. Essa capacidade poderia catalisar o crescimento de jogos Web3 na Solana.

A independência de configuração das instâncias NE do Solana abre ainda mais o caminho para produtos de nível empresarial, soluções institucionais, aplicações PayFi e até mesmo casos de uso específicos, como produtos de seguro.

No final, o design do Lollipop fornece uma solução futurista para a escalabilidade de dApps na Solana, lançando as bases para uma nova era de ambientes de blockchain de alto desempenho. À medida que o ecossistema Solana continua a crescer, a arquitetura única do Lollipop o posiciona como um impulsionador crítico da inovação futura, equipando os desenvolvedores com as ferramentas necessárias para construir aplicativos seguros, eficientes e sustentáveis.

Links Lollipop:

Twitter: x.com/LollipopHQ

Blog: medium.com/@LollipopBuilders

Website:https://www.lollipop.builders/

Litepaper:https://lollipop.builders/research

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