O que são pontes de cadeia cruzada: e sua importância para DeFi

Finanças descentralizadas (DeFi) passou a incorporar um dos segmentos mais intrigantes, versáteis e emocionantes do espaço de ativos digitais. Com o seu ecossistema a crescer a um ritmo tão exponencial, o DeFi estabeleceu-se firmemente como uma tecnologia nativamente disruptiva que procura remodelar completamente o status quo financeiro e revolucionar a forma como os indivíduos conceptualizam o valor.

Ao longo do seu desenvolvimento histórico, a tecnologia blockchain deu origem a uma variedade de diferentes aplicações financeiras, propostas de valor, ativos criptográficos e infraestruturas alternativas. Embora o blockchain tenha definitivamente liderado algumas das inovações tecnológicas mais fascinantes da última década, até hoje seu design permanece bastante isolado e fechado.

Blockchains públicos, como Bitcoin e Ethereum por exemplo, são construídos como livros digitais de código aberto, transparentes e visíveis para todos. No entanto, apesar dos dados on-chain serem totalmente transparentes, a infraestrutura de uma blockchain é essencialmente projetada para ser um ecossistema independente e isolado.

É claro que há boas razões para isso, já que um dos elementos mais vitais da tecnologia blockchain reside na sua capacidade de preservar a segurança da rede. Na verdade, para manter o consenso que sustenta a segurança e a precisão de um livro-razão partilhado, apenas os mineiros que seguem meticulosamente as regras de cada rede podem verificar e escrever transações na blockchain.

Este sistema é realmente eficaz, no entanto, a natureza isolada do blockchain está de certa forma retardando o crescimento e o progresso do ecossistema DeFi, prendendo os participantes do DeFi em uma rede única e fechada quando, na verdade, dadas suas funcionalidades sem permissão e desintermediadas, deveria permitir que os usuários ganhassem. acesso a uma gama mais ampla de oportunidades.

Numa época em que a capacidade de composição de aplicativos descentralizados (dApps) semelhante ao DeFi Lego está mudando a face das infraestruturas financeiras como sempre as conhecemos, é mais importante do que nunca que blockchains independentes se comuniquem e compartilhem dados entre si.

Embora projetos como Polkadot, Kusama, Avalanche e Cosmos estão experimentando o conceito de interoperabilidade entre cadeias e combinabilidade de rede, os usuários de DeFi simplesmente gostariam de poder mover ativos de uma cadeia para outra, usar dApps de forma intercambiável e aproveitar outros serviços DeFi de forma mais eficiente. Assim, parece haver um desejo generalizado de intercomunicação blockchain e, embora as infraestruturas blockchain tenham permanecido bastante isoladas até muito recentemente, uma das soluções mais ideais pode ser encontrada em pontes entre cadeias.

Sobre pontes entre cadeias

As pontes cross-chain permitem a interoperabilidade e a intercomunicação entre redes muito diferentes, como Bitcoin e Ethereum, por exemplo, e entre uma blockchain pai e sua cadeia filha, conhecida como sidechain, que opera sob diferentes regras de consenso ou herda sua segurança da blockchain pai. , como é o caso dos parachains Polkadot e Kusama.

As pontes entre cadeias permitem a transferência de ativos, tokens, dados ou instruções de contratos inteligentes de uma cadeia para outra e entre plataformas completamente independentes, permitindo aos usuários:

• Implante ativos digitais em um blockchain para dApps em outro.
• Conduza transações rápidas e de baixo custo de tokens hospedados em blockchains não escaláveis.
• Implemente e execute dApps em mais de uma plataforma.

Necessidade de interoperabilidade entre cadeias

Os entusiastas da criptografia, investidores e entidades institucionais estão cada vez mais conscientes das questões colocadas pelo maximalismo da cadeia, dos riscos da balcanização e do encerramento geral inerente à maioria das redes blockchain.

Este sentimento é impulsionado principalmente pelo facto de que a blockchain, no fundo, sempre foi concebida para resolver algumas das complexidades, estrangulamentos e limitações que historicamente caracterizaram as estruturas financeiras tradicionais. Ainda assim, para a maioria dos participantes da blockchain, é quase impossível executar negociações de forma transparente e mover ativos de forma eficiente através do espaço de ativos digitais sem encontrar algum tipo de obstáculo técnico.

Com as finanças descentralizadas disparando desde o início de 2020, a demanda por sistemas combináveis ​​entre cadeias no espaço DeFi está atualmente em alta. Em essência, isto se deve ao fato de que as redes DeFi atuais permanecem isoladas e isoladas dentro de seus próprios ecossistemas e não podem se comunicar entre si sem confiança para trocar quantidades significativas de valor.

Construímos muitos muros e poucas pontes – Isaac Newton (1643-1727)

A solução para isto reside essencialmente na interoperabilidade entre cadeias, pois permite que os projetos cooperem eficazmente entre si e quebrem as fronteiras que separam as respetivas infraestruturas.

No entanto, a maioria das soluções existentes que fornecem comunicação entre blockchains são muito complicadas, arriscadas, sobrecarregadas ou provavelmente incluirão um meio de terceiros. Ter um terceiro atuando como garantia durante uma transferência entre cadeias priva completamente o blockchain de sua filosofia descentralizada inata e anula inerentemente o propósito de sua tecnologia.

Para remediar isso, as pontes entre cadeias fornecem a arquitetura subjacente necessária para que os projetos de blockchain desenvolvam com segurança seus recursos de interoperabilidade e interajam de forma confiável com outras cadeias, evitando ao mesmo tempo a necessidade de um meio de terceiros.

Como funcionam as pontes entre cadeias

Conforme mencionado anteriormente, uma ponte entre cadeias é uma conexão que permite a transferência de tokens, ativos e dados de uma cadeia para outra. Ambas as cadeias podem ter protocolos, regras e modelos de governação diferentes, mas a ponte proporciona uma forma intercomunicativa e compatível de interoperar de forma segura em ambos os lados.

Nem todas as pontes de cadeia cruzada são iguais, pois, de fato, existem alguns projetos, mas geralmente podem ser divididas em dois segmentos principais:

• Pontes Cross-Chain centralizadas, baseadas na confiança de terceiros.
• Pontes Cross-Chain Descentralizadas e Sem Confiança, baseadas em confiança criptográfico-matemática.

Pontes mais centralizadas dependem de algum tipo de autoridade ou sistema central para funcionar, o que significa que os usuários são obrigados a confiar em um mediador terceirizado para usar um aplicativo ou serviço específico. O uso de uma ponte centralizada pode atrair os usuários que talvez tenham acabado de entrar no espaço criptográfico e ainda não desenvolveram o conjunto de habilidades ou a confiança necessária para movimentar seu capital entre diferentes cadeias por conta própria.

Embora existam definitivamente alguns benefícios no uso de pontes centralizadas, como facilidade de uso e automação relativa, a maioria dos aficionados por criptografia prefere se envolver em operações entre cadeias por conta própria e geralmente busca opções mais descentralizadas e sem confiança.

Entre as soluções de ponte centralizadas e baseadas em confiança mais populares está a iniciativa que permite aos detentores de Bitcoin aproveitar os benefícios do blockchain Ethereum por meio do Wrapped Bitcoin (WBTC). Neste sistema de ponte centralizado, os usuários depositam uma quantidade X de BTC por meio de parceiros chamados “comerciantes” em uma carteira controlada por um custodiante centralizado e confiável que armazena Bitcoin com segurança e depois cunha tokens Wrapped BTC (WBTC) de igual valor no Ethereum.

Isso pode ser potencialmente benéfico para os detentores de Bitcoin, já que o Wrapped BTC, ao contrário do BTC nativo, é um token ERC-20 que pode ser utilizado como garantia em uma variedade de protocolos DeFi, como Aave, Compound, MakerDAO e Uniswap.

Por outro lado, pontes descentralizadas entre cadeias são aquelas nas quais os usuários não são obrigados a depositar sua confiança em uma única entidade ou autoridade centralizada, mas sim na verdade matemática da base de código do blockchain subjacente. Nos sistemas blockchain, a verdade matemática é alcançada por muitos nós de computador que chegam a um acordo comum, ou consenso, de acordo com as regras escritas no código. Isto permite a criação de um sistema aberto, descentralizado e transparente que depende quase inteiramente da infraestrutura fundamental da blockchain e elimina muitos dos problemas enraizados nos ecossistemas centralizados, que estão sujeitos a potencial corrupção e comportamento malicioso.

As pontes entre cadeias podem ser construídas para servir uma variedade de propósitos, e não apenas para transferências de ativos. Na verdade, eles não são apenas capazes de permitir que tokens de uma rede sejam utilizados em outra, mas também podem ser implementados para trocar qualquer tipo de dados, incluindo chamadas de contratos inteligentes, identificadores descentralizados e informações fora da cadeia, como feeds de preços do mercado de ações. através de oráculos.

Arquitetura de ponte entre cadeias

Quando um usuário transfere ativos do blockchain A para o blockchain B por meio de uma ponte de cadeia cruzada descentralizada, esses ativos não são tecnicamente “enviados” ou realocados para outro lugar. Na verdade, esta transferência é uma ilusão, pois os ativos na blockchain A não são transferidos, mas sim bloqueados temporariamente na blockchain A, enquanto a mesma quantidade de tokens equivalentes é desbloqueada na blockchain B. Os ativos na blockchain A podem então ser desbloqueados quando a quantidade equivalente de os tokens no blockchain B ficam bloqueados novamente.

Muitos projetos de blockchain no espaço começaram a implementar e desenvolver seus próprios recursos de interoperabilidade através deste sistema mencionado devido à sua eficácia e natureza descentralizada. O conceito para esta arquitetura interoperável entre cadeias, chamada de sistema two-way peg (2-WP), remonta aos primeiros dias de Nakamoto e, embora este sistema funcione teoricamente, na verdade apresenta alguns riscos inerentes.

Qualquer sistema descentralizado de pontes entre cadeias depende fortemente de pressupostos de confiança e honestidade entre os dois atores envolvidos na ponte entre cadeias. Se essas suposições falharem, então é possível que os ativos na blockchain A e na blockchain B sejam desbloqueados ao mesmo tempo, causando um gasto duplo malicioso. Para contrariar esta situação, projectos como Finanças do trevo, um parachain baseado em substrato que busca encaminhar seu próprio mecanismo interno 2-WP, permite que um sistema de comunicação entre cadeias contínuo e seguro seja implementado por meio de 2-WPs confiáveis.

Outro exemplo pertinente de uma ponte blockchain descentralizada é o Protocolo Ren. A Máquina Virtual Ren (RenVM) é suportada por uma grande rede descentralizada de nós de computador que estabelecem consenso de maneira semelhante à rede Ethereum.

O RenVM espalha informações e dados por muitos dispositivos e aproveita a computação multipartidária (MPC) para criar assinaturas criptográficas compartilhadas que permitem que sua rede bloqueie ativos digitais em um blockchain e permita aos usuários cunhar ativos equivalentes em outro blockchain.

Assim, o mecanismo RenVM permite aos usuários basicamente “transferir” ativos e dados do blockchain A para o blockchain B sem assistência de qualquer entidade terceira.

Pontes de cadeia lateral

Antes de mergulhar nas pontes sidechain, é construtivo analisar brevemente o que são sidechains, pois isso ajudará a contextualizar melhor a funcionalidade e a importância de uma ponte sidechain como um todo.

Sidechains são blockchains independentes com seus próprios mecanismos de consenso, nós e infraestruturas individuais. As sidechains se beneficiam da descentralização e da segurança do blockchain principal subjacente e mantêm a flexibilidade para realizar casos de uso altamente especializados. Principalmente, sidechains são sinônimos de escalabilidade, pois permitem que o blockchain subjacente dilua e distribua parte de sua carga de trabalho por um ecossistema paralelo de sidechains, tornando assim todo o seu sistema mais eficiente.

Os parachains Polkadot e Kusama constituem talvez o exemplo mais relevante de sidechain, pois também se beneficiam da segurança, confiabilidade e escalabilidade da camada 0 da Polkadot Relay Chain e possuem funções independentes e altamente especializadas. Especialmente no ecossistema Polkadot, as cadeias laterais precisam estar constantemente vinculadas à cadeia de retransmissão central, mas também podem estabelecer comunicação entre cadeias com outras parachains. É claro que, para fazer isso, é necessária uma ponte específica para a cadeia lateral.

Ao contrário de uma ponte que liga duas blockchains completamente diferentes, uma ponte sidechain conecta uma blockchain pai a sua filha. Como pais e filhos operam sob regras de consenso diferentes, a comunicação entre eles requer uma ponte.

Por exemplo, os desenvolvedores do popular jogo baseado em blockchain Axie Infinity criou uma cadeia lateral dedicada semelhante ao Ethereum, chamada Ronin, para permitir que o jogo fosse dimensionado além do que era possível na rede principal Ethereum. A ponte Ethereum de Ronin permite aos usuários depositar tokens ETH, ERC-20 e NTF`s em contratos inteligentes, que os validadores de Ronin pegam e retransmitem para a cadeia lateral.

Outro exemplo bem conhecido de ponte sidechain baseada em Ethereum é xDai. Da mesma forma que o Ronin, o xDai é protegido por um conjunto de validadores distintos dos mineradores que mantêm o blockchain principal do Ethereum. Duas pontes, a xDAI Bridge e a OmniBridge, conectam a cadeia xDai à rede principal Ethereum, permitindo fácil transferência de tokens.

Além disso, as cadeias laterais deverão desempenhar um papel vital no processo de desenvolvimento da rede Ethereum com a implementação das suas capacidades de fragmentação com ETH 2.0. Na verdade, o Ethereum 2.0 introduzirá maior escalabilidade à rede ETH, agrupando muitas transações da cadeia lateral em uma única transação segura na Beacon Chain principal.

Imagine que Ethereum foi dividido em milhares de ilhas. Cada ilha pode fazer suas próprias coisas. Cada ilha tem suas próprias características únicas e todos os pertencentes a essa ilha, ou seja, as contas, podem interagir uns com os outros E podem desfrutar livremente de todos os seus recursos. Se quiserem entrar em contato com outras ilhas, terão que usar algum tipo de protocolo. – Vitalik Buterin na Devcon 2018 – LinkedIn 

Construindo pontes em Polkadot

Polkadot foi projetado para ser um ‘blockchain de blockchains’ com a crença de que todas as futuras infraestruturas de blockchain exigirão interoperabilidade para funcionar de forma eficiente. Polkadot permite que blockchains soberanos de camada 1, chamados parachains, sejam totalmente intercomunicativos e combináveis ​​entre cadeias, ao mesmo tempo que se beneficiam da segurança, escalabilidade e funcionalidade da camada 0 da cadeia de retransmissão central Polkadot.

Além disso, Polkadot permite que suas estruturas de parachain se conectem a redes externas, como Bitcoin e Ethereum, por meio de pontes entre cadeias. Essas pontes Polkadot podem ser implementadas de várias maneiras, com algumas sendo construídas como pontes de utilidade pública comuns para toda a comunidade Polkadot, e outras como um projeto de ponte com fins lucrativos administrado por equipes especializadas.

Uma das funcionalidades mais intrigantes e ricas em valor que vêm com a arquitetura de ponte entre cadeias do Polkadot é a capacidade de conectar e interconectar perfeitamente duas cadeias externas e separadas, como Bitcoin e Ethereum. Por exemplo, através do seu sistema de ponte parachain, Polkadot poderia permitir a transferência de ativos de Bitcoin para Ethereum de uma forma completamente descentralizada. Para conseguir isso, Polkadot aproveita seu design interno de ponte cross-chain chamado Cross-Chain Message Passing (XCMP).

Ponte XCMP

Conforme mencionado anteriormente, o nome dos parachains vem do conceito de cadeias paralelizadas que correm paralelamente à cadeia de retransmissão central dentro do ecossistema Polkadot, nas redes Polkadot e Kusama. Devido à sua natureza paralela, os parachains também são capazes de paralelizar o processamento de transações e fornecer novos níveis de escalabilidade para projetos Polkadot e baseados em Polkadot.

Eles estão totalmente conectados ao Relay Chain e desfrutam da segurança fornecida pela estrutura Polkadot. No entanto, para comunicar e compartilhar dados com outros sistemas, os parachains utilizam um mecanismo chamado Cross-Chain Message Passing (XCMP).

A ponte XCMP da Polkadot é um protocolo que permite que suas redes parachain-sidechain, de outra forma isoladas, enviem mensagens e dados entre si de maneira segura e totalmente confiável. Este sistema de passagem de mensagens entre cadeias é iniciado pela abertura de um canal entre os dois parachains.

Este canal deve ser reconhecido pelo parachain do remetente e do destinatário e é um canal unidirecional. Além disso, um par de parachains pode ter no máximo dois canais entre eles, um para enviar mensagens e outro para recebê-las.

Para que a ponte seja estabelecida é necessário um depósito em DOT que será devolvido assim que a ponte fechar novamente. Assim, através do canal XCMP, dois parachains separados podem criar uma estrutura intercomunicativa para transferir dados e ativos valiosos entre si e atingir níveis sem precedentes de interoperabilidade de ponte entre cadeias.

Pontes entre cadeias: o futuro do DeFi

As pontes entre cadeias podem ser essencialmente conceituadas como a infraestrutura fundamental que alimentará todos os futuros sistemas de blockchain, pois permitem a criação de camadas de blockchain dinâmicas, interoperáveis ​​e intercambiáveis.

A interoperabilidade e a compatibilidade entre cadeias de blocos separadas, incluindo cadeias parentais e cadeias laterais, abrem um vasto oceano de oportunidades para os usuários e permitem que os participantes da rede acessem os benefícios de cada cadeia sem comprometer a segurança e as vantagens da cadeia principal.

Conseqüentemente, isso produz alguns casos de uso interessantes para pontes entre cadeias no domínio em constante mudança das finanças descentralizadas, dando aos entusiastas da criptografia a opção de mover ativos pelo espaço de forma desintermediada e sem permissão, enquanto aproveitam as funcionalidades tanto do principal quanto do secundário. correntes.

As pontes estão se mostrando cada vez mais valiosas nos protocolos DeFi, pois permitem que os usuários DeFi transfiram ativos digitais de um blockchain que possui um valor simbólico considerável, mas que não pode maximizar seus próprios dApps, como o Bitcoin, para um que desenvolveu um ecossistema DeFi bem estabelecido. como Ethereum.

Assim, neste cenário, é somente graças às pontes entre cadeias que o Bitcoin pode se beneficiar das funcionalidades do DeFi ao se tornar Wrapped Bitcoin (WBTC), um token ERC-20, no blockchain Ethereum. Isto é certamente benéfico para os detentores nativos de BTC, pois agora eles podem negociar e movimentar seu Wrapped BTC pelo espaço DeFi e colher os frutos das melhores cadeias do ecossistema.

Além disso, como mencionado anteriormente, as pontes DeFi melhoram a escalabilidade da rede, permitindo que as cadeias principais se conectem às suas cadeias secundárias e distribuam parte da sua carga de transações em todo o seu ecossistema.

O exemplo mais ideal disso é talvez a rede parachain Polkadot, por meio da qual a cadeia principal Polkadot pode diluir sua carga de trabalho por meio de seu sistema sidechain, aumentando seu rendimento transacional e desempenho geral. Dados os benefícios óbvios inerentes às soluções de pontes entre cadeias, a Ethereum está atualmente desenvolvendo a infraestrutura necessária para suportar suas próprias pontes de cadeia lateral DeFi, que serão implementadas com o Ethereum 2.0.

Conclusão

Escalabilidade, eficiência e inovação são o nome do jogo e, com pontes entre cadeias, o DeFi ficou muito mais fácil. Na verdade, é apenas uma questão de tempo até que mais e mais dApps, projetos baseados em blockchain e investidores em criptografia percebam que, sem pontes entre cadeias, os aplicativos DeFi que nós, os usuários, mais amamos e utilizamos. Na verdade, não é uma opção tão viável.

Como a conexão inerente que liga uma blockchain a outra, as pontes entre cadeias fornecem aos projetos a infraestrutura necessária para alcançar a interoperabilidade de maneira descentralizada e permitem a implementação perfeita da composibilidade entre cadeias de blocos.

O conceito de uma ponte entre cadeias no espaço de ativos digitais remonta aos primórdios do Bitcoin, quando surgiu pela primeira vez a proposta de valor de uma rede peer-to-peer inovadora e sem permissão. Desde então, as pontes blockchain floresceram de tal forma que estão a revelar-se cruciais para o desenvolvimento global do ecossistema DeFi e das suas estruturas de liquidez semelhantes a Lego.

Em última análise, a demanda por pontes entre cadeias no espaço permanece incrivelmente alta, pois, em primeiro lugar, melhoram o desempenho da rede de muitos protocolos DeFi existentes e, em segundo lugar, porque podem muito bem acabar sendo o catalisador definitivo e universal para a adoção do blockchain. .

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Fonte: https://www.coinbureau.com/education/cross-chain-bridges/