O que são Sidechains

Sidechains são uma inovação essencial no campo do blockchain com algumas implicações e efeitos interessantes de longo prazo na interoperabilidade e escalabilidade mais ampla das redes blockchain.

Eles são efetivamente extensões de blockchains existentes que aumentam sua funcionalidade e permitem a validação de dados de outros blockchains e para que os ativos sejam transferidos sem problemas entre eles.

Já existem alguns desenvolvimentos recentes em sua implementação ao vivo, incluindo as cadeias laterais DPoS da Loom Network para dapps escaláveis ​​e jogos no Ethereum, bem como a cadeia lateral Liquid da Blockstream para permitir transferências de Bitcoin rápidas, confidenciais e seguras.

Histórico e como eles funcionam

As cadeias laterais têm sido um conceito há relativamente muito tempo no espaço das criptomoedas. A ideia disparou em 2014, quando várias figuras eminentes em criptografia e as primeiras inovações da moeda digital publicaram um artigo acadêmico apresentando Pegged Sidechains.

Vários dos autores são figuras centrais na Blockstream, que está na vanguarda da inovação em sidechains e outros desenvolvimentos Bitcoin.

BlockstreamBlockstream introduziu o conceito de Sidechains

O artigo descreve alguns desenvolvimentos críticos e problemas associados que eram tendências e com visão de futuro na época, muitos deles ainda muito relevantes hoje.

Na época, os altcoins estavam rapidamente ganhando destaque e os problemas associados à sua volatilidade, segurança e falta de interoperabilidade com o Bitcoin levantavam preocupações.

O documento abordou principalmente 6 questões que atrelaram as cadeias laterais com o objetivo de fornecer uma solução:

  1. Trade-offs entre descentralização e escalabilidade, bem como segurança e custo.
  2. Trocas em recursos de blockchain específicos (ou seja, a linguagem de script do Bitcoin em comparação com a integridade de Turing da Ethereum)
  3. Ativos além de moedas que podem ser negociados em blockchains (ou seja, contratos inteligentes, títulos, ações, derivativos, imóveis)
  4. Risco de monocultura em Bitcoin
  5. Potencial de novos recursos com tecnologia avançada não prevista originalmente com a criação do Bitcoin
  6. É necessário um amplo consenso para atualizar o Bitcoin, resultando em processos lentos e cautelosos.

Como você pode ver, várias dessas demandas do mundo real para a evolução da implementação inicial do Bitcoin ainda são altamente relevantes. Os trade-offs entre escalabilidade e descentralização são demonstrados com o foco da Ethereum na descentralização primeiro e nas complexidades resultantes no desenvolvimento de soluções escaláveis.

A maior ênfase na funcionalidade de contrato inteligente, vinculando ativos do mundo real a blockchains e experimentação de altcoins que estão atualmente em andamento também representam as ideias de futuro delineadas no artigo.

Sidechains são blockchains que permitem que ativos digitais de um blockchain sejam usados ​​com segurança em um blockchain separado e posteriormente retornados à cadeia original.

O termo “sidechain”, neste caso, é usado para o contexto, no sentido de que o artigo inicialmente se refere ao Bitcoin como a “cadeia pai” e os blockchains conectados (altcoins) como “sidechains”, mas o termo é intercambiável para que os altcoins interajam uns com os outros cada um pode ser uma cadeia pai interagindo com cadeias laterais. Você também pode ter ouvido falar de “cadeias infantis”, que também são cadeias laterais.

Uma distinção importante a ser feita sobre as cadeias laterais que precisa ser entendida é que as próprias cadeias laterais ajudam a fomentar a inovação por meio da experimentação. Em vez de fornecer escalabilidade diretamente, eles permitem a experimentação trivial em cadeias laterais com vários mecanismos de escalabilidade.

Usando sidechains, pode-se evitar os problemas de distribuição inicial, volatilidade do mercado e barreiras à entrada ao experimentar altcoins devido à derivação inerente de sua escassez e oferta do Bitcoin. Dito isso, cada sidechain é independente e flexível para funcionar com vários recursos.

Uma cadeia lateral indexada tem várias propriedades importantes que devem ser levadas em consideração:

  • Os ativos movidos entre as cadeias laterais só devem poder ser movidos de volta à cadeia original pelo detentor do ativo original.
  • Os ativos devem ser movidos sem risco de contraparte.
  • As transferências devem ser atômicas.
  • As cadeias laterais devem ser independentes, o que significa que alterações ou bugs em uma cadeia lateral não devem afetar as outras cadeias laterais, mesmo que estejam conectadas a ela. Isso também inclui reorganizações de blockchain (ou seja, órfãos em blockchains PoW).
  • Os usuários não devem ser obrigados a rastrear sidechains que não estão usando.

As cadeias laterais travadas empregam uma estaca de duas vias para transferir ativos entre as cadeias e consistem em fornecer prova de posse nas transações de transferência.

A ideia é permitir a capacidade de bloquear um ativo em uma cadeia pai original, que pode então ser transferido para uma cadeia lateral antes de ser resgatado na cadeia original.

Notavelmente, o ativo original na cadeia pai está bloqueado em um endereço de saída específico e não é destruído como as primeiras implementações de cadeias laterais.

A peg de duas vias é vital para o conceito geral, então vamos examiná-la mais detalhadamente.

Cadeias laterais com pinos de duas vias

O peg bidirecional é o mecanismo de transferência de ativos entre cadeias laterais e é definido a uma taxa fixa ou predefinida. A assinatura dinâmica de membros múltiplos do Bitcoin (DMMS) desempenha um papel vital na funcionalidade do peg bidirecional.

O DMMS é um dos componentes menos conhecidos, mas incrivelmente importantes do Bitcoin. É uma assinatura digital de grupo – composta de cabeçalhos de bloco em Bitcoin – que não tem tamanho fixo devido à natureza PoW computacionalmente acionada de seu blockchain.

O artigo Pegged Sidechain descreve-o ainda como:

“Além disso, a contribuição é ponderada pelo poder computacional, em vez de uma contribuição de assinatura de limite por parte, o que permite associação anônima sem risco de um ataque Sybil (quando uma das partes se junta muitas vezes e tem entrada desproporcional na assinatura). Por esta razão, o DMMS também foi descrito como uma solução para o problema dos generais bizantinos [AJK05]. ”

O DMMS também é cumulativo, portanto, devido ao uso do DMMS como uma assinatura baseada no poder computacional ao invés de conhecimento secreto, os signatários do DMMS são conhecidos como mineiros e contribuem para o motivo de não haver tamanho fixo da assinatura digital do grupo.

No contexto da peg bidirecional, o DMMS é representado pela Prova de Verificação de Pagamento Simplificado (Prova SPV), que é um DMMS que confirma que uma ação específica em um blockchain PoW ocorreu.

A prova SPV funciona como a prova de posse na cadeia pai inicial para sua transferência segura para uma cadeia lateral. Pegs bidirecionais simétricos são o principal tipo de cavilha bidirecional, portanto, nos referiremos especificamente à cavilha simétrica (em comparação com a assimétrica) nesta peça.

Podemos dividir o processo de peg bidirecional para transferir um ativo de uma cadeia principal para uma cadeia lateral em 4 etapas:

  1. O ativo (ou seja, moeda nativa de uma blockchain) é enviada a um endereço de saída especial que bloqueia o ativo nessa cadeia. Ele só pode ser bloqueado pela Prova SPV no sidechain.
  2. Período de Confirmação – Período durante o qual a moeda é bloqueada na cadeia pai e uma transação de referência é subsequentemente criada na cadeia lateral referenciando a saída especial na cadeia pai, conhecido como Prova SPV.
  3. Período do Concurso – Período durante o qual um ativo recém-criado em um sidechain não pode ser usado. Projetado para evitar gastos duplos de possíveis reorganizações de blockchain da cadeia pai.
  4. Resgatar na rede parental – Este processo reflete as etapas 1-3, mas em vez disso, envia o ativo para um ativo bloqueado por SPV na cadeia lateral e desbloqueia a saída inicialmente bloqueada na cadeia pai.

Transações Sidechain usando um peg bidirecional efetivamente permitem apenas transações intra-cadeia.

Uma transferência de Bitcoin (cadeia pai) para Ethereum (sidechain) permitiria a um usuário usar a funcionalidade de Ethereum (ou seja, contratos inteligentes totalmente expressivos), mas o ativo original subjacente permaneceria exatamente isso, Bitcoin. Então, um Bitcoin em uma cadeia lateral Ethereum permanece tecnicamente um Bitcoin.

Federated Sidechains

Uma federação é um grupo que atua como intermediário entre uma cadeia pai e sua cadeia lateral correspondente. É uma camada adicional no protocolo, mas tem uma função fundamental e é o que a cadeia lateral do Blockstream usa.

Devido à falta de expressividade da linguagem de script do Bitcoin, um conjunto de membros implementados externamente e mutuamente desconfiados formam um peg federado.

O modelo de peg federado compromete intencionalmente a confiança para maior funcionalidade, incluindo melhor privacidade, velocidades mais rápidas e eficiência geral de segurança.

No entanto, eles são uma camada intermediária adicional e vão contra a tendência geral de adoção do Bitcoin, apesar de fornecerem algumas atualizações de desempenho valiosas.

Problemas Potenciais

Sidechains trazem suas preocupações de segurança, notadamente em torno de seu potencial para riscos de soft forks resultantes de sua complexidade e o risco de centralização de mineração devido à presença de mineração de fusão.

Além disso, apesar das cadeias laterais serem independentes umas das outras, elas são responsáveis ​​por sua segurança individual e precisam da energia de mineração necessária para permanecerem seguras.

O blockchain do Bitcoin tem poder de mineração PoW suficiente para permanecer seguro mesmo contra o mais coordenado dos ataques, mas muitos outros sidechains nascentes não possuem os efeitos de rede necessários e o poder de mineração para garantir a segurança aos usuários.

Essa necessidade de poder de mineração pode, em última análise, influenciar a centralização dos mineiros porque criará uma grande barreira de entrada para os mineiros de menor escala que não podem competir com os mineiros que exploram em várias cadeias de blocos, colhendo recompensas mais consideráveis.

Casos de uso e cadeias laterais hoje

As cadeias laterais percorreram um longo caminho desde a introdução da cadeia lateral indexada em 2014. Não apenas usado no Bitcoin, mas as cadeias laterais também foram notavelmente implementadas e estão em desenvolvimento em uma variedade de plataformas com alguns casos de uso fascinantes.

Rootstock

Rootstock – Plataforma de contrato inteligente do Bitcoin – usa um peg bidirecional para o Bitcoin e adiciona funcionalidade de contrato inteligente ao Bitcoin. Ele recompensa os mineradores de Bitcoin por meio da mineração de fusão e permite transações quase instantâneas e melhor escalabilidade. Ele vai primeiro contar com um modelo de sidechain federado antes de fazer a transição para um peg automático.

O que é Rootstock RSK?O que é Rootstock (RSK)? Bitcoin Sidechain para ativar contratos inteligentes

Loom Network

A Loom Network lançou recentemente seu SDK que suporta o que eles chamam de “Dappchains”, uma solução de cadeia lateral Ethereum camada 2 com cada cadeia lateral composta de seu próprio mecanismo de consenso DPoS.

Isso permite dapps altamente escalonáveis, especificamente jogos construídos usando suas ferramentas. Loom enfatiza o comentário anterior sobre as cadeias laterais que permitem a inovação em escalabilidade, em vez de fornecê-la diretamente.

As cadeias laterais do Loom têm seu próprio conjunto de regras e são usadas para descarregar a computação da cadeia Ethereum primária. Suas cadeias laterais são específicas do aplicativo, o que significa que permitem dapps altamente escalonáveis ​​por meio de um mecanismo de consenso eficiente e podem ser periodicamente resolvidas na cadeia Ethereum principal, dependendo de suas necessidades de segurança.

Guia de rede LoomLeia: Guia para iniciantes na rede Loom

Ardor

O Ardour é uma plataforma de blockchain baseada em cadeias secundárias (sidechains) que usam consenso de prova de participação (PoS). Ele usa a cadeia primária como uma cadeia de segurança e as cadeias de filhos para processar transações para aumentar a escalabilidade.

Seu design é focado especificamente na velocidade e eficiência por meio do consenso PoS e na remoção do inchaço da cadeia de blocos por meio da poda.

Existem muitos mais projetos e desenvolvimentos por aí utilizando sidechains de uma forma ou de outra, incluindo Plasma e experimentação com o conceito no Hyperledger.

Conclusão

Sidechains são uma solução única e diversificada para redes de blockchain díspares experimentarem e interagirem umas com as outras.

Os desenvolvimentos dentro das cadeias laterais percorrerão um longo caminho para aumentar a liquidez, a interoperabilidade e a escalabilidade do ecossistema mais amplo de blockchain e criptomoeda.

Os novos desenvolvimentos na vinculação de ativos financeiros físicos e tradicionais a blockchains só aumentarão a prevalência e a necessidade de soluções envolvendo cadeias laterais em algum formato.

Por enquanto, há muitas partes móveis em seu desenvolvimento, mas suas implementações e vantagens já percorreram um longo caminho desde o início.

Mike Owergreen Administrator
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