O ecossistema Web3 está se tornando cada vez mais multicadeia, com aplicativos descentralizados existentes em centenas de diferentes blockchains e soluções de camada 2, cada um com sua própria abordagem de segurança e confiança. Devido ao desafio contínuo da escalabilidade da blockchain, essa tendência provavelmente continuará, apoiada pelo lançamento de mais blockchains, soluções de camada 2 e camada 3 e redes autônomas, tais como blockchains específicas para aplicações, que podem ser adaptadas às exigências técnicas e econômicas específicas de um simples ou pequeno conjunto de aplicações descentralizadas.
No entanto, as blockchains não são nativamente capazes de se comunicar umas com as outras. Isso torna a interoperabilidade da blockchain vital para realizar todo o potencial de um ecossistema multicadeia. A espinha dorsal da interoperabilidade da blockchain são os protocolos de mensagens de cadeia cruzada, que permitem que contratos inteligentes leiam e gravem dados de e para outras blockchains.
Com tanta atividade econômica localizada em redes isoladas, está ficando cada vez mais claro que a Web3 precisa de soluções robustas de interoperabilidade entre cadeias que permitam que dados e tokens se movam por uma rede interconectada de blockchains de maneira segura e contínua.
Um elemento central da interoperabilidade entre cadeias, uma ponte de cruzamento de cadeias é uma infraestrutura que permite que os tokens sejam transferidos de uma blockchain de origem para uma blockchain de destino.
Este artigo explica o que são pontes de cadeia cruzada e os diferentes tipos existentes, explora os desafios de projeto associados às pontes de cadeia cruzada e examina como o próximo protocolo de interoperabilidade de cadeia cruzada (CCIP) está sendo construído para lidar com essas limitações.
Por que as pontes de cadeia cruzada são necessárias na Web3
Blockchains não são nativamente capazes de se comunicar umas com as outras - elas geralmente não têm a capacidade de monitorar ou entender o que está acontecendo em outras redes. Cada cadeia tem seu próprio conjunto de regras quando se trata de projeto de protocolo, moeda, linguagem de programação, estrutura de governança, cultura e outros elementos, dificultando a comunicação entre as cadeias. Essa falta de comunicação entre blockchains limita a quantidade de atividade econômica que pode acontecer no ecossistema Web3 - sem interoperabilidade da blockchain, redes distintas representam economias isoladas efetivamente díspares sem conectividade entre elas.
Uma maneira simples de entender a necessidade de pontes de cadeia cruzada é imaginar blockchains como continentes diferentes com vastos oceanos entre eles. O Continente A tem recursos naturais extensos, o Continente B tem terras férteis para cultivar alimentos e o Continente C tem uma indústria manufatureira em expansão e uma abundância de artesãos qualificados.
Se pudéssemos combinar as capacidades desses continentes, teríamos um mundo próspero. Mas sem uma maneira de conectar suas economias distintas por meio de transporte marítimo, pontes, túneis ou outras infraestruturas, essas regiões não seriam capazes de se beneficiar de suas capacidades. O continente A ficaria sem alimentos, o continente B não teria a tecnologia para maximizar sua eficiência na produção de alimentos e o continente C não teria recursos para fabricar os melhores produtos. No entanto, se pudéssemos conectar essas economias, todos os continentes se beneficiariam de um mundo mais interconectado, onde cada região poderia se concentrar em sua competência única enquanto se beneficiaria da riqueza e engenhosidade do mundo inteiro por meio do comércio.
Da mesma forma, ao permitir que blockchains distintas, soluções de dimensionamento e cadeias específicas de aplicativos se comuniquem, o ecossistema pode se beneficiar das qualidades individuais de cada ecossistema de blockchain.
Como funcionam as pontes de cadeia cruzada?
Uma ponte de cadeia cruzada é um tipo de aplicativo descentralizado que permite a transferência de ativos de uma blockchain para outra. As pontes de cadeia cruzada aumentam a utilidade do token, facilitando a liquidez de cadeia cruzada entre blockchains distintas. Uma ponte de cadeia cruzada normalmente envolve o bloqueio ou queima de tokens na cadeia de origem por meio de um contrato inteligente e o desbloqueio ou a cunhagem de tokens por meio de outro contrato inteligente na cadeia de destino.
As pontes de token geralmente aproveitam um protocolo de mensagens de cadeia cruzada para uma finalidade específica - mover tokens entre blockchains. Com efeito, uma ponte de cadeia cruzada é um caso de uso muito restrito para um protocolo de mensagens de cadeia cruzada, com muitas pontes servindo simplesmente como serviços específicos de aplicativos entre duas blockchains. Em outros casos, pontes de cadeia cruzada são usadas para facilitar a utilidade mais ampla, como em exchanges descentralizadas de cadeia cruzada (DEXs), mercados monetários de cadeia cruzada ou fornecem funcionalidade de cadeia cruzada mais generalizada.
Tipos de pontes de cadeia cruzada
As pontes de cadeia cruzada são alimentadas por três tipos principais de mecanismos:
- Bloquear e cunhar — Um usuário bloqueia tokens em um contrato inteligente na cadeia de origem e, em seguida, as versões encapsuladas desses tokens bloqueados são cunhados na cadeia de destino como uma forma de IOU (“Eu devo a você”. Na direção inversa, os tokens envolvidos na cadeia de destino são queimados para desbloquear as moedas originais na cadeia de origem.
- Queimar e cunhar — Um usuário queima tokens na cadeia de origem e, em seguida, os mesmos tokens nativos são reemitidos (cunhados) na cadeia de destino.
- Bloquear e desbloquear — Um usuário bloqueia tokens na cadeia de origem e, em seguida, desbloqueia os mesmos tokens nativos de um pool de liquidez na cadeia de destino. Esses tipos de pontes de cadeia cruzada geralmente atraem liquidez em ambos os lados da ponte por meio de incentivos econômicos, como compartilhamento de receita.
Além disso, as pontes de cadeia cruzada também podem ser combinadas com recursos arbitrários de mensagens de dados - a capacidade de mover não apenas tokens, mas qualquer tipo de dados entre blockchains. Essas pontes de token programáveis envolvem uma combinação de ponte de token e mensagens arbitrárias, com uma chamada de contrato inteligente executada na cadeia de destino assim que os tokens são entregues à cadeia de destino.
As pontes de token programáveis permitem uma funcionalidade de cadeia cruzada mais complexa após a conclusão da função de ponte. Isso inclui trocar, emprestar, fazer stake ou depositar os tokens em um contrato inteligente na cadeia de destino na mesma transação em que a função de ponte é executada.
Outra abordagem para categorizar pontes de cadeia cruzada é examinar onde elas estão no espectro de minimização de confiança quando se trata de validar o estado da blockchain de origem e retransmitir a transação subsequente para a blockchain de destino. Normalmente, quanto mais adiante no espectro uma solução de cadeia cruzada se move em direção à minimização da confiança, mais cara computacionalmente, menos flexível e menos generalizável ela se torna. Essas compensações são feitas para permitir casos de uso que exigem as garantias mais fortes de minimização de confiança.
Os desafios da ponte entre cadeias
A comunicação segura entre blockchains sem um terceiro confiável é um desafio. A comunicação entre cadeias exige inerentemente trocas de segurança, confiança ou flexibilidade que não são necessárias para interações que ocorrem em uma única blockchain. Isso também significa que a capacidade de composição (composability) entre contratos inteligentes em diferentes blockchains só pode ser alcançada fazendo compensações inerentes à segurança, suposições de confiança ou flexibilidade de configuração - que não são necessárias para a capacidade de composição entre contratos inteligentes na mesma cadeia.
Se houver limitações para mensagens de cadeia cruzada, por que não implantar todas as atividades do aplicativo em uma única blockchain? A resposta para isso é dupla. Em primeiro lugar, existem limites teóricos para quanta atividade uma única blockchain pode processar como resultado do poder de computação, largura de banda e recursos de armazenamento se a descentralização e a neutralidade confiável forem valores centrais da rede. Em segundo lugar, blockchains individuais e soluções de dimensionamento são otimizadas para diferentes qualidades, como velocidade, segurança e descentralização, e é provável que sempre haja desacordo quanto à combinação ideal desses valores, levando à demanda por várias cadeias e soluções.
Uma questão importante relacionada às pontes de cadeia cruzada é o uso de ativos encapsulados versus ativos nativos. Ativos encapsulados ou em ponte são uma representação de outro ativo na blockchain de origem e, como tal, introduzem várias formas de suposições de segurança e confiança devido à exigência de uma ou várias entidades assumirem a custódia dos tokens subjacentes. Essas limitações podem ser mitigadas pela verificação descentralizada suportada pela Prova de Reserva Chainlink (PoR). Se ativos nativos forem usados, o mesmo ativo será efetivamente usado na cadeia de destino após a execução da função de ponte, embora seja necessário considerar como a queima de tokens em uma cadeia é verificada para acionar a emissão em outra.
Outra consideração das pontes de cadeia cruzada é a finalidade – a garantia de que os fundos na cadeia de destino estarão disponíveis assim que forem comprometidos com sucesso na cadeia de origem. Sem finalidade garantida, uma transação revertida na cadeia de origem (como uma reorganização de bloco) pode ter consequências prejudiciais na cadeia de destino, como a criação de tokens de ponte sem backup.
Os sistemas criptoeconômicos são tão resilientes quanto seu vetor de ataque mais fraco. As pontes não seguras podem deixar os fundos vulneráveis, mesmo que as blockchains subjacentes ou as redes de camada 2 sejam seguras. Considerações chave quando se trata de proteger uma ponte são o custo do ataque e o número de participantes que precisariam ser subornados. Maximizar a segurança de uma ponte de cadeia cruzada nesse sentido significa maximizar a diversidade de entidades e/ou a força das garantias criptográficas que protegem a ponte durante a validação do estado e a retransmissão da transação subsequente para a blockchain de destino.
Devido a essas complexidades, os ataques em pontes são responsáveis por uma parcela significativa de explorações (exploits) no espaço Web3, exigindo uma mentalidade de segurança em primeiro lugar ao projetar protocolos de mensagens de cadeia cruzada.
Como o CCIP está sendo construído para permitir a ponte segura entre cadeias
Para acomodar a crescente demanda por mensagens seguras entre cadeias no ecossistema blockchain, a Chainlink está desenvolvendo o Protocolo de Interoperabilidade entre Cadeias (CCIP) – um padrão de código aberto para comunicação entre cadeias, incluindo mensagens arbitrárias e transferências de tokens entre cadeias. O CCIP visa estabelecer uma conexão universal entre centenas de redes blockchain por meio de uma única interface padronizada. Além disso, o CCIP está sendo construído para que possa ser composto com uma variedade de outros serviços de oráculo para dar suporte a interações de cadeia cruzada altamente complexas e contratos inteligentes de cadeia cruzada.
Está previsto que o CCIP sustentará uma ampla variedade de serviços de cadeia cruzada, incluindo uma ponte de token programável, que capacitará os usuários a mover tokens em qualquer rede blockchain de maneira altamente segura, escalável e econômica. A Ponte do Token Programável foi projetada para fornecer um serviço habilitado para computação para que os desenvolvedores transfiram tokens com segurança em redes blockchain e iniciem ações programáticas na cadeia de destino envolvendo o uso desses tokens em ponte.
Uma interface universal que fornece a capacidade de transferir tokens para qualquer rede blockchain integrada a Chainlink em cadeias EVM e não EVM não apenas desbloqueia liquidez ociosa entre redes blockchain distintas, mas também pode ajudar a melhorar os padrões de segurança de mensagens entre cadeias. A segurança é melhorada por meio de uma Rede Antifraude, uma rede independente que monitora atividades maliciosas; computação de oráculos descentralizada de uma ampla gama de operadores de nós de alta qualidade com históricos de desempenho verificáveis dentro da cadeia; e o protocolo Off-Chain Reporting (OCR 2.0), uma implementação mais generalizada do OCR 1.0 que já permitiu trilhões de dólares em valor total ativo (TVE).
Para saber mais sobre o CCIP que está sendo desenvolvido para permitir um ecossistema de cadeia cruzada mais robusto, leia este blog: Apresentando o protocolo de interoperabilidade entre cadeias (CCIP).
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Artigo original publicado no blog da Chainlink. Traduzido por Marcelo Panegali
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