O que são blockchains de Layer 1?

A descentralização caracteriza as moedas virtuais como Bitcoin (BTC), mas a ausência de uma autoridade central não significa desorganização nas criptomoedas. Ao explorar a arquitetura técnica das redes cripto, a estrutura e sofisticação da tecnologia blockchain destacam-se. As criptomoedas dependem de protocolos robustos e autónomos para garantir transferências peer-to-peer (P2P) seguras. Para a maioria dos projetos cripto, a blockchain Layer 1 (L1) constitui o alicerce da arquitetura de software, sendo o ponto de partida ideal para compreender esta tecnologia inovadora.

O que é uma blockchain de Layer 1?

As blockchains Layer 1 (L1) servem de camada estrutural fundamental da arquitetura das criptomoedas, funcionando como protocolos de software descentralizados que sustentam diversas moedas digitais. Estes protocolos estabelecem e aplicam regras dentro do ecossistema cripto. O código central do protocolo L1 define padrões para os nós da rede (computadores), orientando-os na transmissão, verificação e registo seguro de novas transações num registo público.

Uma blockchain L1 especifica todas as instruções necessárias para operar uma criptomoeda, incluindo o processamento de transações, medidas de segurança e protocolos de consenso de rede. Por estar na base da arquitetura cripto, a blockchain L1 é corretamente designada como camada fundacional ou base. Os termos “mainnet” e L1 são frequentemente usados de forma equivalente, pois o protocolo L1 integra todos os elementos essenciais ao funcionamento e utilidade de uma criptomoeda.

Como funcionam as blockchains Layer 1 nas criptomoedas?

Cada criptomoeda implementa padrões e protocolos próprios, mas todas as blockchains L1 dependem de mecanismos de consenso para criar confiança entre operadores de nós descentralizados. Estes mecanismos utilizam algoritmos complexos para definir e aplicar regras sobre o processamento rigoroso das transações cripto.

Existem dois principais mecanismos de consenso no universo das blockchains L1. A blockchain Bitcoin utiliza proof-of-work (PoW), em que computadores competem para resolver equações matemáticas complexas a cada 10 minutos, registando novas transações BTC. Por contraste, blockchains L1 como Ethereum (ETH) e Solana (SOL) recorrem ao proof-of-stake (PoS), permitindo aos nós bloquear criptomoedas na rede para terem a oportunidade de validar transações.

Para incentivar a participação, redes PoW e PoS recompensam os operadores de nós que publicam blocos com a criptomoeda nativa. Por exemplo, os nós Bitcoin recebem BTC, enquanto os nós Ethereum recebem ETH. Para além dos algoritmos de consenso, as blockchains L1 integram medidas de segurança adicionais para proteger a integridade dos processos e prevenir comportamentos maliciosos. Muitas blockchains PoS aplicam políticas de “slashing”, confiscando a criptomoeda em staking dos operadores de nós que infringem as regras. O Bitcoin exige seis confirmações distintas para validar uma transferência BTC antes do seu registo definitivo no livro-razão.

Os protocolos Layer 1 regulam também as taxas de transação (taxas de gas) e os calendários de emissão de criptomoedas. A blockchain L1 do Bitcoin reduz automaticamente a circulação de BTC a cada quatro anos através do evento denominado “halving”. Por oposição, o L1 do Ethereum utiliza um sistema dinâmico para emitir e queimar ETH, ajustando a circulação em função da atividade da rede. Após a atualização EIP-1559 em 2021, o Ethereum queima uma parte de cada taxa paga pelo utilizador para controlar a inflação do ETH.

Exemplos de blockchains Layer 1

O Bitcoin estabeleceu o modelo de sucesso das blockchains L1 em 2009, levando centenas de criptomoedas a criarem as suas próprias cadeias L1. Atualmente, as criptomoedas mais utilizadas dependem das blockchains L1 para a segurança das respetivas redes.

Bitcoin foi lançado em 2009 sob o pseudónimo Satoshi Nakamoto, sendo a mais antiga e de maior dimensão entre as criptomoedas. A blockchain BTC L1 utiliza um consenso PoW exigente em termos energéticos, em que os nós competem a cada 10 minutos para resolver problemas matemáticos e registar novas transações.

Ethereum ocupa a segunda posição em capitalização de mercado, permitindo a desenvolvedores terceiros criar aplicações descentralizadas (dApps) sobre o seu protocolo L1. Inicialmente lançado em 2015 como blockchain L1 PoW baseada no Bitcoin, Ethereum transitou para consenso PoS após a atualização “Merge” em 2022.

Litecoin (LTC) foi desenvolvido para proporcionar transações P2P rápidas e económicas com moeda virtual. Embora o Litecoin utilize uma abordagem algorítmica distinta na arquitetura L1, mantém um consenso PoW semelhante ao da rede Bitcoin.

Solana é um “concorrente do Ethereum”, oferecendo serviços semelhantes com benefícios próprios, tais como confirmações mais rápidas e taxas de transação mais reduzidas. A blockchain L1 PoS da Solana destaca-se pela elevada capacidade, podendo processar até 50 000 transações por segundo (TPS).

Cardano é outra blockchain L1 PoS inserida na categoria de concorrentes do Ethereum. Lançada em 2015 pelo antigo desenvolvedor Ethereum Charles Hoskinson, Cardano privilegia a investigação académica e convida terceiros a desenvolver dApps na sua blockchain L1.

Quais são as limitações dos protocolos Layer 1?

Apesar do papel central que desempenham no processamento seguro e eficiente das transações cripto, os protocolos Layer 1 apresentam limitações de flexibilidade. Os algoritmos das blockchains L1 são intencionalmente deterministas, garantindo que todos os participantes da rede seguem regras idênticas. Este código rigoroso assegura previsibilidade e segurança, mas restringe a inovação e a escalabilidade.

Vitalik Buterin, cofundador do Ethereum, apelidou o problema de escalabilidade L1 de “trilema da blockchain”, afirmando que os desenvolvedores cripto acabam por sacrificar um de três componentes — descentralização, segurança ou escalabilidade — ao conceber protocolos. Contudo, os desenvolvedores das cadeias L1, como o Ethereum, estão a implementar novas soluções de escalabilidade, como o “sharding”, que fragmenta a blockchain principal em conjuntos de dados mais pequenos e indivisíveis. Esta abordagem reduz as necessidades de dados de cada operador de nó, otimizando a velocidade e eficiência da rede.

Outra limitação relevante das L1 é a comunicação insuficiente entre diferentes projetos blockchain. Cada L1 funciona como um sistema autónomo com normas de codificação próprias, dificultando ou mesmo impossibilitando transferências seguras de moedas entre diferentes L1 ou interações entre aplicações cross-chain. Esta limitação, conhecida por muitos como “problema de interoperabilidade”, impulsiona projetos como Cosmos e Polkadot a focarem-se na comunicação entre blockchains (IBC).

Layer 1 vs. Layer 2: principais diferenças entre camadas de blockchain

No início do setor das criptomoedas, o termo L1 não existia, pois todas as blockchains recorriam a processos semelhantes para processar transações e garantir a segurança das redes. Com o aparecimento de novas criptomoedas construídas sobre cadeias base, surgiu a necessidade de distinguir L1 de protocolos emergentes, originando o conceito de Layer 2 (L2).

L2 refere-se a qualquer projeto cripto que utilize a infraestrutura de segurança de uma blockchain Layer 1. As L2, normalmente, aproveitam a descentralização de L1s como o Ethereum para introduzir novos casos de uso ou aumentar a escalabilidade do protocolo base. Redes L2 como Arbitrum, Optimism e Polygon funcionam sobre o Ethereum, proporcionando velocidades de transação superiores e taxas médias mais reduzidas. Ao utilizar estas L2 baseadas em Ethereum, os utilizadores depositam ativos digitais na L2 para acederem aos seus serviços, antes de a transação ser definitivamente liquidada na mainnet do Ethereum.

As L2 podem lançar criptomoedas, mas estas são denominadas “tokens” e não “coins”, que existem nativamente na L1. A diferença fundamental é que os tokens existem exclusivamente sobre uma blockchain L1, enquanto as coins integram o protocolo L1. Os tokens adicionam funcionalidades ao ecossistema L1, ao passo que as coins são o principal meio de pagamento das blockchains. Exemplos de tokens L2 incluem MATIC (Polygon), ARB (Arbitrum) e OP (Optimism).

Conclusão

As blockchains Layer 1 são o suporte fundamental do ecossistema das criptomoedas, fornecendo os protocolos estruturantes e mecanismos de segurança que possibilitam moedas digitais descentralizadas. Do consenso PoW pioneiro do Bitcoin às soluções PoS avançadas em Ethereum, Solana e Cardano, as blockchains L1 evidenciam a sofisticação técnica das redes cripto. Embora enfrentem desafios — como limitações de escalabilidade, trilema da blockchain e questões de interoperabilidade — inovações como o sharding e as soluções L2 continuam a alargar o seu potencial. Compreender as blockchains L1 é essencial para perceber como as criptomoedas asseguram redes, processam transações e alimentam um ecossistema de aplicações descentralizadas em expansão. Com a evolução tecnológica, as blockchains Layer 1 manter-se-ão no centro do progresso cripto, equilibrando descentralização, segurança e escalabilidade para o crescimento da economia digital.

FAQ

O que são protocolos Layer 1?

Os protocolos Layer 1 constituem as estruturas base das blockchains, responsáveis por operações essenciais como consenso e validação de transações. São o alicerce das redes blockchain.

Qual é a diferença entre protocolos Layer 1 e Layer 2?

Os protocolos Layer 1 são as blockchains de base. Os protocolos Layer 2 são desenvolvidos sobre estas para aumentar a escalabilidade, velocidade e reduzir as taxas.

O que são Layer 1, Layer 2 e Layer 3?

Layer 1 corresponde à blockchain fundacional, Layer 2 oferece soluções de escalabilidade e Layer 3 abrange aplicações e serviços desenvolvidos sobre essas camadas.