Optimistic Rollups e seu papel na Boba Network

Optimistic Rollups são mecanismos de escalonamento utilizados pela Boba Network para aliviar a congestão na Ethereum e em outras blockchains Layer-1. No processamento tradicional de transações na Layer-1, cada transação precisa ser processada individualmente, enquanto os Optimistic Rollups agregam várias transações para processamento off-chain e enviam os resultados em lotes para a blockchain Layer-1. Esse método reduz significativamente a carga na mainnet e melhora a eficiência de processamento da rede.

O princípio fundamental dos Optimistic Rollups é assumir que todas as transações são válidas, a menos que haja evidências de que sejam inválidas. Isso é diferente de outros métodos de verificação, como os ZK-Rollups (Rollups de conhecimento zero), que verificam antecipadamente cada transação. Embora esse mecanismo possa parecer um pouco contra-intuitivo, os Optimistic Rollups introduzem um período de desafio, durante o qual os participantes podem questionar qualquer transação suspeita por meio de um processo chamado de prova de fraude. Normalmente, esse período de desafio dura sete dias, reduzindo o custo de recursos necessários para verificações contínuas e garantindo a confiança e segurança do sistema.

A rede Boba utiliza esse modelo para lidar com cálculos fora da cadeia e aumentar a taxa de transferência de transações, permitindo que a rede forneça um ambiente altamente escalável para aplicativos descentralizados (dApp). Em comparação com a Camada-1, os custos de transação da Boba podem ser reduzidos em até 100 vezes, e a velocidade de processamento de transações é maior.

Optimistic Rollups também são compatíveis com os contratos inteligentes existentes do Ethereum, os desenvolvedores só precisam fazer algumas alterações mínimas para migrar seus aplicativos para a camada 2 da Boba.

Cálculo Off-chain e Processamento em Lote de Transações na Rede Boba

Uma das características-chave das soluções de camada 2 (como a Boba Network) é a sua capacidade de computação fora da cadeia (off-chain computation). Ao transferir parte do trabalho de computação para a execução fora da cadeia, é possível aliviar eficazmente a carga da mainnet do Ethereum. Esta característica é uma das principais razões pelas quais a Boba e outras redes que utilizam essas tecnologias podem reduzir significativamente as taxas de gás e aumentar a velocidade das transações.

Após o processamento em massa fora da cadeia, Boba enviará os resultados em lotes para a mainnet da Ethereum. Isso não apenas reduz a necessidade de processamento de cada transação diretamente na Camada 1, mas também aumenta significativamente a eficiência geral da rede. É graças a esses mecanismos que o Boba pode oferecer soluções mais eficientes e econômicas para aplicativos descentralizados (dApps).

Os princípios técnicos da rede Boba

• Processamento Off-chain: Na Boba Network, a maioria das transações são processadas off-chain. A verificação de assinaturas, atualização de variáveis de estado e o processamento lógico das transações são realizados fora da blockchain principal em vez disso. Esses resultados de cálculo são consolidados e, em seguida, enviados para a Ethereum, permitindo a escalabilidade da rede ao mesmo tempo mantendo custos baixos.
• Mecanismo de lote: Boba usa o mecanismo de lote para melhorar a eficiência da submissão de transações. Ao contrário de enviar transações individualmente para o Ethereum, o Boba processa várias transações em lote off-chain e, em seguida, envia o resultado do lote para o Ethereum de uma só vez. Esse método reduz as taxas de Gas e aumenta a quantidade de transações que podem ser processadas por segundo.
• Geração e validação da raiz do estado: Após a submissão dos resultados do lote ao Ethereum, será gerada uma raiz de estado posterior (post-state root), ou seja, um valor de hash criptografado que representa o novo estado do sistema após o processamento desse lote de transações. Os validadores do Ethereum podem confirmar todas as transações no lote através da validação desta raiz de estado, garantindo que todas as transações tenham sido processadas corretamente. Se os validadores identificarem problemas, eles podem desafiar através do mecanismo de prova de fraude (fraud-proof mechanism) para garantir a precisão das transações e a segurança do sistema.

HybridCompute™

HybridCompute é uma tecnologia inovadora da Boba Network que amplia o conceito de computação fora da cadeia (off-chain computation), permitindo que contratos inteligentes interajam com dados e APIs fora da cadeia. Essa funcionalidade suporta aplicativos mais complexos, como a execução de algoritmos de aprendizado de máquina fora da cadeia, acionados por eventos na cadeia. Por exemplo, um aplicativo DeFi pode obter preços de ações em tempo real ou outros dados financeiros por meio de uma API externa, executar cálculos complexos fora da cadeia e, em seguida, retornar os resultados para a cadeia.

No modo HybridCompute, os dApps implantados no Boba são capazes de iniciar solicitações, ter os dados necessários processados por servidores off-chain e retornar resultados em um formato compatível com Ethereum. Esses resultados são então passados de volta para o contrato inteligente, permitindo computação avançada enquanto evita sobrecarregar o blockchain.

Essa capacidade é exclusiva da Boba Network, proporcionando flexibilidade computacional incomum em outras soluções de Camada 2, o que expande enormemente o potencial de desenvolvimento de aplicativos descentralizados.

O papel dos sequenciadores e do mecanismo de prova de fraude na segurança

O Sequenciador na Boba Network é responsável pela ordenação das transações, garantindo que elas sejam processadas na ordem correta e fornecendo confirmações de transações rápidas. O Sequenciador opera essencialmente como um serviço centralizado, mas ainda está sujeito às regras e protocolos do sistema de Camada 2. Embora o mecanismo atual seja centralizado, isso é temporário, pois o design do sistema considera um modelo de governança futura e o Sequenciador será eventualmente gerenciado por um mecanismo descentralizado.

Esta arquitetura equilibra as demandas de desempenho atuais com os objetivos futuros de descentralização. Mesmo durante a presença de um Sequenciador centralizado, a Boba Network mantém a segurança das transações por meio de mecanismos de prova de fraude. Se qualquer transação for considerada ilegal ou incorreta, os validadores podem apresentar provas de fraude, questionando os resultados do Sequenciador, para manter a segurança e a confiança do sistema.

O princípio de funcionamento do Sequencer:

1. Receber e processar transações:
   O Sequencer recebe transações off-chain do usuário e as agrupa em lotes. O Sequencer é responsável por garantir que essas transações estejam corretamente ordenadas de acordo com o tempo de recebimento.

2. Comprometa-se com o Ethereum e garanta a finalidade:
   Quando a classificação estiver concluída, o Sequencer envia o lote de transações para o Ethereum Layer-1, garantindo a finalidade das transações. A finalidade significa que a transação é considerada imutável e só pode ser revertida por meio de um hard fork.

3. Período à prova de fraudes:
   Após a submissão do lote de transações, geralmente há um período de sete dias para comprovação de fraude, durante o qual qualquer pessoa pode questionar a validade da transação.

4. Se for detectada uma transação maliciosa ou inválida, a parte questionadora pode apresentar uma prova de fraude (fraud proof).

5. As provas de fraude verificam se os resultados são consistentes com os resultados enviados pelo Sequencer, executando novamente a transação contestada na mainnet Ethereum.
6. Se os resultados não corresponderem, a transação inválida será revertida e o sistema será revertido para seu estado válido anterior.
7. Rollback and State Recovery:
   Se a fraude for verdadeira, o sistema reverte a transação inválida e reverte para o estado válido anterior.

O mecanismo de saída da Rede Boba: Saída padrão e ponte de saída rápida

Em uma solução de camada 2, um dos principais desafios é implementar um mecanismo eficiente de retirada de fundos, permitindo que os usuários retirem fundos da Camada 2 para a Camada 1. A Boba Network aborda esse processo por meio de dois métodos principais: saída padrão e ponte de saída rápida (fast-exit bridge).

Saída padrão (Standard Exit)

Durante o processo padrão de saída, quando um usuário deseja retirar ativos do Boba de volta para a Ethereum, ele precisa enviar uma solicitação de retirada. No entanto, devido ao período de prova de fraude de sete dias, o usuário deve esperar o ciclo completo antes que os ativos possam ser transferidos de volta para a Camada-1. Esse atraso garante tempo suficiente para detectar e resolver qualquer comportamento fraudulento nas transações em lote.

Atenção:Esta forma de saída é o método padrão da maioria dos sistemas Optimistic Rollup. Embora garanta a segurança das transações, pode ser inconveniente para os usuários que precisam ter acesso imediato aos fundos.

Ponte de Saída Rápida (Fast-Exit Bridge)

Para resolver o problema de atraso na saída padrão, o Boba introduziu a ponte de saída rápida, permitindo que os usuários obtenham fundos instantaneamente através de provedores de liquidez, contornando o período de espera de sete dias.

Princípio de funcionamento:

• Os provedores de liquidez pré-financiam os ativos dos usuários para que possam sacar imediatamente da Camada 2.
• Como recompensa, os provedores de liquidez receberão uma pequena taxa, e serão reembolsados após o término do período de prova de fraude e a confirmação final da retirada na Camada-1.
• Durante esse período, os provedores de liquidez assumem algum risco, pois a detecção de transações fraudulentas pode resultar em problemas com seus fundos adiantados.
  Este método melhora significativamente a experiência do usuário, fornecendo acesso quase imediato aos fundos, ao mesmo tempo em que garante a segurança e eficiência do sistema.

ZK-Rollups e Sidechains
Embora os Optimistic Rollups sejam a tecnologia central da arquitetura da Boba Network, é também muito importante compará-los com outras soluções de camada 2, como os Zero-Knowledge Rollups e sidechains.

ZK-Rollups
ZK-Rollups e Optimistic Rollups têm diferenças fundamentais na forma como verificam as transações. ZK-Rollups não pressupõem que todas as transações são válidas, mas verificam a validade de cada transação gerando provas de conhecimento zero (zero-knowledge proofs) e concluindo a validação antes da submissão para a Camada-1. Este método elimina a necessidade de um ciclo de prova de fraude (fraud-proof), permitindo que as transações sejam confirmadas mais rapidamente. No entanto, ZK-Rollups exigem maior custo computacional, pois gerar essas provas criptográficas requer muita capacidade de processamento.

Apesar das vantagens do ZK-Rollups em termos de privacidade e velocidade de confirmação de transações, eles geralmente são mais complexos e menos flexíveis do que os Optimistic Rollups, especialmente para desenvolvedores que desejam migrar seus dApps Ethereum para a Layer-2.

Sidechain
As sidechains são redes que operam de forma independente como blockchains, executando em paralelo com redes de Camada 1 como Ethereum. Ao contrário dos Rollups, as sidechains utilizam seu próprio mecanismo de consenso e validadores, o que significa que elas não herdam a segurança do Ethereum. Embora as sidechains possam oferecer alta taxa de transferência e baixo custo de transação, também existem compromissos evidentes em termos de segurança. Se o conjunto de validadores de uma sidechain for atacado, toda a sidechain estará em risco; enquanto Rollups como Boba dependem da finalidade do Ethereum e de provas de fraude para garantir a segurança.

A rede Boba implementou uma solução de escalabilidade de Layer-2 cuidadosamente projetada por meio de Rollups Otimistas. Ela reduz a carga computacional do Ethereum ao assumir a validade das transações, mantendo a descentralização e a segurança.

Destaque

• Processamento de transações: Rollups otimistas processam várias transações off-chain e as empacotam para submissão na Layer-1, aliviando assim a carga da Ethereum.
• Hipótese de validade: o sistema pressupõe que as transações são válidas, a menos que se prove o contrário, o que difere do método de pré-validação de cada transação em ZK-Rollups.
• Mecanismo de prova de fraude: O período de sete dias de prova de fraude permite que os participantes questionem transações suspeitas, garantindo a segurança e reduzindo o ônus da verificação.
• Recursos do HybridCompute: O HybridCompute da Boba permite que dApps realizem cálculos complexos usando dados off-chain e APIs, sem sobrecarregar a blockchain.
• Mecanismo de Saída de Ativos: O Boba fornece opções de Saída Padrão e Rápida, que permitem aos usuários retirar ativos da Camada 2 de volta para a Camada 1, melhorando a liquidez e otimizando a experiência do usuário.