O que são Smart Contracts Cross-Chain?
Essa é uma tradução do artigo “What Are Cross-Chain Smart Contracts?” e foi traduzido por Jether Rodrigues.
DEFINIÇÃO
Smart Contracts Cross-Chain são aplicações compostas por múltiplos smart contracts implementados em diversas redes blockchain, criando uma única aplicação descentralizada.
Smart Contracts Cross-Chain são aplicações descentralizadas que são compostas por diversos smart contracts diferentes, implementados em várias redes blockchain diferentes que interoperam para criar uma única aplicação unificada. Este novo paradigma de design é um passo chave na evolução do ecossistema multi-chain e tem o potencial de criar categorias completamente novas de casos de uso de smart contracts que aproveitam os benefícios únicos de diferentes blockchains, sidechains e redes layer-2.
Neste artigo, exploramos o surgimento do ecossistema multi-chain, delineamos os benefícios e desafios das estratégias existentes de smart contracts multi-chain e explicamos como os smart contracts cross-chain representam uma mudança de paradigma em como as aplicações descentralizadas baseadas em blockchain são criadas. Em seguida, observamos alguns dos casos de uso inovadores possibilitados pelos smart contracts cross-chain e detalhamos como o Protocolo de Interoperabilidade Entre Redes — Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP) pode facilitar essa transição, permitindo comunicação segura cross-chain entre blockchains.
O Surgimento do Ecossistema Multi-Chain
Historicamente, a adoção de smart contracts ocorreu em grande parte na Ethereum mainnet, pois foi a primeira rede blockchain a suportar smart contracts totalmente programáveis. Juntamente com sua vantagem de pioneirismo, fatores adicionais também contribuíram para a adoção da Ethereum, como seu efeito crescente da rede, arquitetura descentralizada, ferramentas testadas pelo tempo e uma extensa comunidade de desenvolvedores Solidity (Uma das linguagens utilizadas para implementação de contratos inteligentes). No entanto, a crescente demanda por smart contracts Ethereum levou a um aumento nas taxas de transação na rede ao longo do tempo, à medida que a demanda pelo espaço de bloco da Ethereum (recursos de computação) excede a oferta. Enquanto a Ethereum mainnet continua a oferecer uma das redes mais seguras para a execução de smart contracts, muitos usuários finais começaram a buscar alternativas de menor custo.
Em resposta, a adoção de smart contracts em blockchains layer-1 alternativas, sidechains e rollups layer-2 aumentou rapidamente no último ano para atender às necessidades de usuários e desenvolvedores. O que era uma vez apenas teoria, agora é uma realidade definitiva, conforme demonstrado pela crescente diversificação do ecossistema DeFi (Finanças Descentralizadas) em Valor Total Bloqueado (Total Value Locked) em diversos ambientes on-chain. Métricas on-chain adicionais, como endereços ativos diários, contagem de transações e consumo de largura de banda da rede, também mostram claramente o crescimento do ecossistema multi-chain.
A disponibilidade de novos ambientes on-chain aumentou o throughput agregado total da economia de smart contracts como um todo, levando ao onboarding de mais usuários que podem transacionar a um custo menor. Além disso, cada blockchain, sidechain e rede layer-2 oferece sua própria abordagem para escalabilidade, descentralização, design de mecanismos, consenso, execução, disponibilidade de dados, privacidade e mais. No ecossistema multi-chain, todas essas abordagens diferentes podem ser implementadas e testadas em batalha paralelamente para impulsionar o desenvolvimento do ecossistema.
A comunidade Ethereum adotou a abordagem multi-chain, como evidenciado pela adoção de um roadmap centrado em rollup para escalar o throughput do ecossistema Ethereum por meio da implantação de várias soluções de escalabilidade layer-2. Redes layer-2 aumentam o throughput de transações de smart contracts baseados em Ethereum, resultando em taxas mais baixas por transação enquanto retêm as propriedades de segurança da Ethereum mainnet. Isso é alcançado verificando cálculos off-chain na blockchain baselayer da Ethereum usando provas de fraude ou provas de validade, e no futuro, também aproveitando o data sharding para expandir a capacidade para rollup calldata.
Para tirar vantagem do ecossistema multi-chain, muitos desenvolvedores agora estão cada vez mais implementando suas bases de código de smart contracts existentes em várias redes, em vez de em apenas uma blockchain. Ao desenvolver smart contracts multi-chain, os projetos conseguiram expandir sua base de usuários e experimentar novos recursos em redes de menor custo que de outra forma seriam proibitivamente caras. A abordagem multi-chain tornou-se cada vez mais comum em diversos verticais DeFi: por exemplo, o DEX SushiSwap é implementado em 15 chains, o agregador de rendimento Beefy Finance em 12 chains, e o mercado monetário Aave em três chains.
As Limitações dos Smart Contracts Multi-Chain
Enquanto o ecossistema multi-chain oferece inúmeros benefícios tanto para usuários quanto para desenvolvedores, a implementação do mesmo código de smart contract em múltiplas blockchains introduz uma série de desafios e compromissos únicos.
Primeiramente, cada nova implementação do código de um smart contract multi-chain em outra rede blockchain cria uma cópia inteiramente nova da aplicação, o que significa que não é mais uma aplicação unificada. Em vez disso, cada implementação do contrato gerencia seu próprio estado interno (por exemplo, rastreamento de saldos de contas), com interoperabilidade limitada ou completa ausência entre implementações em diferentes ambientes blockchain. Embora os usuários possam acessar uma cópia da aplicação em sua rede preferida, a experiência do usuário não será necessariamente a mesma de uma cadeia para outra.
Essa dinâmica é mais óbvia com as exchanges descentralizadas, particularmente os Automated Market Makers (AMMs), que adotam uma abordagem multi-chain. Como os ativos de um usuário só podem existir em uma blockchain em um determinado momento, a liquidez dentro da aplicação como um todo fica fragmentada em diferentes ambientes on-chain. O resultado é a redução da liquidez em cada implementação individual, levando a maior slippage para os usuários e uma redução nas taxas de negociação. Além disso, cada implementação de um AMM em outra blockchain começa do zero, sem liquidez, o que pode resultar em uma maior diluição do token nativo do protocolo se programas de mineração de liquidez forem estendidos para a nova implementação como uma forma de impulsionar a liquidez.
Qualquer aplicação que exija uma única fonte de verdade sobre o estado da aplicação, como um sistema de nomes de domínio on-chain com um registro central, é difícil de implementar de maneira multi-chain. Se vários registros fossem implementados em múltiplas blockchains, então o mesmo nome poderia ser registrado várias vezes em diferentes cadeias com diferentes proprietários, levando a colisões. Como tal, aplicações que requerem um estado global de consistência são frequentemente implementadas em apenas uma rede blockchain.
Além dos desafios no nível da aplicação, o ecossistema multi-chain também pode aumentar o atrito para os usuários finais, que podem precisar aprender a interagir com um número crescente de redes. Dado que os ativos mantidos em uma blockchain específica só podem ser usados dentro de dApps nativos àquela blockchain, os usuários são obrigados a fazer a ponte manual de seus tokens entre blockchains se quiserem usar dApps em outros ambientes on-chain. Isso não apenas envolve reconfigurar suas carteiras, aprender novos padrões de UX e gerenciar tokens adicionais de camada base para gás, mas também pode exigir compromissos em termos de segurança, já que muitas pontes tradicionais de tokens cross-chain têm limitações de segurança.
Em última análise, a restrição fundamental dos smart contracts multi-chain é a limitada ou inexistente interoperabilidade entre implementações em diferentes blockchains, sidechains e redes layer-2. Embora existam pontes de tokens para apoiar aplicações multi-chain, a capacidade de transmitir dados de forma segura entre blockchains abre um novo paradigma de design em como os smart contracts podem ser arquitetados.
Introdução dos Smart Contracts Cross-Chain
Comunicação cross-chain segura — a transmissão de dados arbitrários, tokens e comandos entre ambientes on-chain — possibilita a criação de smart contracts cross-chain. Smart contracts cross-chain são aplicações descentralizadas que consistem em smart contracts separados em diferentes redes blockchain que intercomunicam para criar uma única aplicação unificada.
Embora isso possa ser abordado de diferentes maneiras, em um nível fundamental, o paradigma de design de smart contracts cross-chain permite que os desenvolvedores dividam suas aplicações em componentes modularizados. Essencialmente, diferentes smart contracts em diferentes chains realizam tarefas distintas, mas todos permanecem sincronizados e trabalham juntos para apoiar um único caso de uso. Isso permite que os desenvolvedores aproveitem as redes blockchain distintas por seus benefícios únicos: eles podem criar uma aplicação descentralizada que utiliza uma blockchain altamente resistente à censura para rastrear a posse de ativos, uma blockchain de alta capacidade para negociações de baixa latência, uma blockchain que preserva a privacidade para identificação de usuários e uma blockchain descentralizada para armazenamento de metadados, por exemplo.
Além disso, o paradigma de design de smart contracts cross-chain pode ser usado para permitir uma interoperabilidade mais fluida entre implementações do mesmo código de smart contract em várias redes blockchain. Isso ajuda a padronizar a experiência do usuário em diferentes ambientes on-chain para aplicações multi-chain existentes. Como resultado, os smart contracts cross-chain ajudam a resolver muitas das limitações dos smart contracts multi-chain existentes e possibilitam casos de uso completamente novos. Para demonstrar o potencial ilimitado dos smart contracts cross-chain, aqui estão alguns exemplos.
Cross-Chain Exchange
Uma exchange descentralizada cross-chain (DEX) poderia oferecer aos usuários a capacidade de executar negociações que obtêm liquidez de pools de tokens em diferentes redes blockchain como uma maneira de mitigar os problemas de fragmentação de liquidez das implementações de DEX multi-chain. Por exemplo, durante uma negociação, os tokens de entrada de um usuário poderiam ser divididos e entregues em diferentes blockchains para alcançar o melhor preço de execução, com os tokens resultantes sendo devolvidos para a blockchain de origem e para a carteira do usuário. Como resultado, a liquidez acessível em todas as redes blockchain seria significativamente aumentada, proporcionando aos usuários menor slippage em suas negociações e acesso a maiores taxas para os provedores de liquidez em cada cadeia.
Além disso, as DEXs cross-chain também poderiam ser projetadas para permitir que os usuários negociem seus tokens nativos de um ambiente blockchain por tokens nativos em um ambiente blockchain diferente — um usuário poderia negociar ETH na blockchain Ethereum por BTC na blockchain Bitcoin, por exemplo. Isso permitiria que os usuários tivessem exposição a ativos nativos em diferentes plataformas blockchain sem a necessidade de tokens embrulhados ou exchanges centralizadas.
Cross-Chain Yield Aggregation
Um agregador de rendimento cross-chain poderia implantar fundos depositados pelos usuários em diversos protocolos DeFi que existem no ecossistema multi-chain. Ao aumentar o escopo de fontes potenciais geradoras de rendimento, os usuários poderiam gerar um rendimento maior sem precisar pontear manualmente seus tokens entre chains e perseguir os rendimentos mais altos por conta própria. Isso reduziria significativamente o atrito da agricultura de rendimento multi-chain, já que os usuários não precisariam pontear manualmente entre ambientes. Em vez disso, todo o processo seria abstraído.
Este design também teria o efeito secundário de aumentar a liquidez no ecossistema multi-chain, ajudando a aumentar o Valor Total Bloqueado das aplicações DeFi em novos e futuros ambientes on-chain.
Empréstimos Cross-Chain
Mercados monetários cross-chain poderiam fomentar a criação de empréstimos cross-chain, permitindo que os usuários depositem garantias (por exemplo, ETH) em um mercado em uma blockchain e depois tomem emprestado tokens (por exemplo, USDC) de um mercado em outra blockchain. Isso permitiria que os usuários mantivessem suas garantias em uma blockchain altamente segura de sua escolha enquanto tomam emprestado tokens em uma blockchain de maior throughput para serem implantados em aplicações dentro daquele ambiente on-chain.
Um mercado monetário cross-chain também poderia capacitar os usuários a tomar emprestado tokens de uma implementação de mercado em outra blockchain que apresente uma taxa de juros mais baixa, com os fundos emprestados sendo então ponteados de volta para a cadeia onde o empréstimo foi aberto. Isso ajudaria a padronizar os rendimentos entre blockchains, levando a custos mais baixos para os tomadores de empréstimos em implantações de mercados monetários de menor liquidez que apresentam taxas de juros de empréstimo mais altas.
Cross-Chain DAOs
Organizações Autônomas Descentralizadas (DAOs) poderiam aproveitar a interoperabilidade cross-chain para habilitar a votação on-chain em uma ou várias redes blockchain de maior throughput, com os resultados sendo então retransmitidos para a rede blockchain de maior custo onde os contratos de governança principais do protocolo existem. Isso incentivaria uma maior participação ao diminuir os custos de transação para os participantes da DAO enquanto ainda mantém a transparência e resistência à censura on-chain para cada participante.
Além disso, uma DAO cross-chain poderia governar e modificar os parâmetros de smart contracts em diferentes redes blockchain de maneira contínua, expandindo o escopo do que pode ser governado pelos detentores de tokens em um ou vários ambientes on-chain.
Cross-Chain NFTs
Mercados de Token Não Fungível (NFT) cross-chain poderiam permitir que os usuários listassem e dessem lances em NFTs hospedados em qualquer rede blockchain. Isso ajudaria a aumentar a acessibilidade e a liquidez dos NFTs e permitiria que eles fossem ponteados entre ambientes on-chain de maneira contínua após a conclusão do processo de licitação. Além disso, aplicações de jogos on-chain que existem em uma blockchain poderiam aproveitar a interoperabilidade cross-chain para rastrear a posse de NFTs em outra blockchain. Isso permitiria que os usuários mantivessem seus NFTs armazenados de forma segura em sua blockchain de escolha e ainda assim ganhassem a capacidade de usar o NFT em aplicações de jogos em qualquer outra blockchain.
Embora estes sejam apenas alguns exemplos dos casos de uso que são possíveis pelo paradigma de smart contracts cross-chain, existem, em última análise, um número ilimitado de casos de uso potenciais. Além da modularização de aplicações descentralizadas, os smart contracts cross-chain também podem ser projetados de maneira completamente diferente para aproveitar os benefícios do ecossistema multi-chain.
Storefront Smart Contracts
Smart contracts existentes, seja de cadeia única ou multi-cadeia, podem se beneficiar imensamente da interoperabilidade cross-chain por meio da implementação de storefront smart contracts — smart contracts que servem como um portal para uma aplicação de smart contract em outra rede blockchain. Esses contratos permitem que os usuários permaneçam em seu ambiente blockchain de escolha enquanto fazem depósitos e interagem com aplicações descentralizadas existentes que operam em um ambiente on-chain completamente diferente.
Os usuários não precisariam mais fazer a ponte manualmente entre blockchains para interagir com smart contracts que existem apenas em outra blockchain — eles talvez nem precisem saber em qual blockchain, sidechain ou rede layer-2 uma aplicação de smart contract está sendo executada. Eles poderiam acessar a aplicação como se ela estivesse simplesmente funcionando na blockchain na qual já estão transacionando.
Storefront smart contracts podem ser acoplados a qualquer aplicação descentralizada existente, como uma plataforma de derivativos ou um mercado monetário, de maneira compatível com versões anteriores. Isso permitiria que a interoperabilidade cross-chain fosse adicionada a protocolos existentes de forma permissiva devido à natureza componível dos smart contracts. A criação de um ecossistema mais integrado e interoperável impulsionaria significativamente o crescimento da economia multi-chain.
Como CCIP Habilita um Ecossistema Cross-Chain Seguro
Enquanto smart contracts cross-chain representam uma mudança significativa de paradigma em como as aplicações descentralizadas podem ser criadas, a grande maioria das redes blockchain operando em grande escala hoje estão isoladas por padrão, significando que são incapazes de enviar e receber dados entre diferentes redes blockchain. Para suportar smart contracts cross-chain, infraestrutura adicional na forma de uma ponte é necessária para permitir comunicação cross-chain.
As pontes blockchain têm focado principalmente na transferência de tokens entre redes, muitas vezes com ativos de uma cadeia envolvidos em outra. No entanto, smart contracts cross-chain exigem pontes mais generalizadas para suportar a transferência de pacotes de dados arbitrários, tokens e comandos. Tal infraestrutura também deve ser altamente segura, confiável e baseada em um código-fonte auditado para que as mensagens sejam transmitidas sem corrupção, recebidas de forma oportuna e protegidas contra condições externas, como reorganizações de blockchain. Assim como as redes de oráculos descentralizados (DONs) ajudaram a resolver o problema do oráculo blockchain (a incapacidade de blockchains acessarem recursos off-chain), elas também poderiam servir como um canal para interoperabilidade blockchain segura.
Como um protocolo nativamente agnóstico à blockchain, a Chainlink Network está integrada em uma ampla gama de blockchains, sidechains e redes layer-2, posicionando-se bem para suportar a transição do ecossistema multi-chain para smart contracts cross-chain. Para alcançar esse objetivo, um padrão global open-source para comunicação cross-chain chamado Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP) está atualmente em desenvolvimento.
Em comparação com as pontes cross-chain tradicionais, o CCIP visa possibilitar que smart contracts enviem dados e/ou tokens através de qualquer blockchain de forma segura. As mensagens de dados podem ser codificadas/decodificadas pelos smart contracts de qualquer maneira, oferecendo um amplo grau de flexibilidade em como são interpretadas. Importante destacar que o CCIP vai aproveitar a coleção existente de nós oráculos da Chainlink, que são extremamente confiáveis, resistentes a adulterações e agnósticos em relação às blockchains, os quais já ajudam a proteger dezenas de bilhões de dólares em valor dentro da economia DeFi multi-chain.
Além de uma base de código de alta qualidade, o CCIP está planejado para ser ainda mais seguro por meio de um sistema inovador de gerenciamento de riscos chamado Risk Management Network. A Risk Management Network é composta por DONs formados por comitês independentes de nós, separados daqueles que facilitam as pontes habilitadas pelo CCIP, com o único propósito de monitorar os serviços do CCIP para atividades maliciosas e condições de rede blockchain, como reorganizações de blocos. Essa camada adicional de verificação pode iniciar o desligamento emergencial de pontes, que pausa temporariamente a transferência de dados e tokens para ajudar a proteger os smart contracts cross-chain e os usuários contra eventos potencialmente imprevisíveis.
Centenas de aplicações de smart contracts de single-chain e multi-chain já estão utilizando os oráculos da Chainlink para dados off-chain e computação minimizada de confiança, e tais protocolos podem aproveitar a mesma infraestrutura descentralizada para suportar a interoperabilidade cross-chain. Além de fornecer a infraestrutura para a criação de smart contracts cross-chain, o CCIP também apoiará a criação de diversas pontes de tokens cross-chain, permitindo que os usuários façam a ponte de seus tokens diretamente para diferentes blockchains junto com comandos sobre como implantar tais tokens. Embora existam alguns desafios inerentes à criação de infraestrutura cross-chain, a prioridade em garantir o mais alto nível de segurança por meio de código auditado e uma medida de defesa é um foco chave na criação do padrão CCIP.
Conclusão
O ecossistema multi-chain de hoje está cheio de inovações, com cada vez mais desenvolvedores implementando suas aplicações em ambientes on-chain adicionais para aumentar sua base de usuários e tração. Mas enquanto existem algumas limitações no design de smart contracts multi-chain, a introdução de smart contracts cross-chain apresenta uma oportunidade significativa não apenas para superar essas limitações, mas também para desbloquear casos de uso completamente novos como resultado.
CCIP ajudará a acelerar essa transição, visando fornecer a infraestrutura cross-chain altamente confiável e segura necessária para permitir que aplicações descentralizadas transmitam dados arbitrários para smart contracts em qualquer outra rede blockchain. Assim como ninguém poderia prever totalmente todos os casos de uso futuros habilitados pela Internet no início dos anos 1990, os casos de uso mais inovadores habilitados por smart contracts cross-chain ainda estão por ser descobertos.
Se você está interessado em construir funcionalidades cross-chain com CCIP e deseja saber mais, visite chain.link/cross-chain ou entre em contato para falar com um especialista.
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