Saiba mais sobre Metis, solução que deseja tirar a sobrecarga da rede Ethereum

A rede Ethereum está ficando cada vez mais cara de se usar. Nos últimos 18 meses, a taxa média de transações na Ethereum disparou cerca de 50 vezes — de US$ 0,10 para US$ 5.

Esse preço de US$ 5 é uma boa notícia após a taxa média ter disparado para quase US$ 70 durante a corrida especulativa do segundo trimestre de 2021.

A partir de uma perspectiva macro, taxas altas não são tão ruins assim. Representam a demanda de usuários por espaços em blocos. Portanto, um aumento nos custos transacionais sugerem que a rede, por sua vez, está fornecendo mais utilidade e valor.

Muitos também aceitam que altas taxas de gás são um custo necessário para assegurar transações de alto valor. Porém, taxas vão crescendo cada vez mais e custos mais altos deixam alguns usuários e casos de uso de fora.

Conforme novos aplicativos são lançados diariamente na Ethereum, a utilização da rede chega próxima à sua capacidade total e atualizações de escalabilidade da Ethereum 2.0 ainda estão sob desenvolvimento, parece não haver um auxílio a curto prazo para a camada-base da Ethereum.

É aí que entram as soluções de escalabilidade de segunda camada. Visam solucionar o problema de congestionamento com taxas bastante reduzidas sem comprometer a segurança.

Uma das soluções, chamadas de optimistic rollups, reúne e põe uma série de transações em ordem em uma camada acima da Ethereum e, em seguida, as envia como uma só transação à primeira camada da Ethereum.

Ao executar cálculos computacionais em uma camada acima da Ethereum, espera-se que tenha uma taxa de processamento cem vezes maior do que o blockchain principal.

Embora a Optimistic Ethereum e a solução Arbitrum One, da rede Arbitrum, são manchete e geram empolgação, são apenas duas soluções de rollups que estão próximas de serem completadas.

Metis é uma dessas soluções. É uma bifurcação (“fork”) da Optimism que visa aperfeiçoar sua solução em contrapartida de seus competidores mais populares.

Metis visa oferecer os benefícios-padrão de optimistic rollups, como baixas taxas (menos de US$ 1), velocidade (menos de um segundo) e a segurança econômica ao nível da Ethereum.

Porém, planeja se diferenciar ao fornecer armazenamento nativo de dados, saques mais rápidos ao blockchain principal da Ethereum e uma melhor usabilidade para desenvolvedores de aplicações descentralizadas (dapps).

Rollups e sidechains

Até hoje, as guerras de escalabilidade foram dominadas por sidechains — blockchains paralelos — e outras redes de primeira camada, conforme a Polygon ganhou mais força dentre os maiores nomes no setor de finanças descentralizadas (DeFi) e no metaverso.

SushiSwap, Aave e Curve expandiram para a Polygon — SushiSwap também integrou outros blockchains. Agora, Axie Infinity opera em um sidechain criado especificamente para ele, chamado Ronin, a fim de isolar o popular jogo “play-to-earn” das caras oscilações de taxas da Ethereum.

Dapper Labs, desenvolvedora do NBA Top Shot e dos CryptoKitties, lançou uma rede independente de primeira camada para escapar das grandes taxas da Ethereum. Ecossistemas DeFi também brotaram em redes mais novas, como Solana, Terra, Binance Smart Chain (BSC) e Avalanche.

Cada um se beneficiou diretamente de altas taxas da Ethereum, conforme indicado pelo recente aumento de atividades em blockchain e valor total bloqueado (TVL).

O maior problema referente a sidechains e algumas redes de primeira camada é que podem ter diferentes superfícies de ataques — geralmente relacionadas a seus aparentemente baixos níveis de descentralização — e menores garantias de segurança econômica do que a Ethereum.

Como consequência, soluções de escalabilidade que minimizam concessões de segurança e descentralização se tornaram um grande foco da comunidade Ethereum.

Em setembro de 2018, Vitalik Buterin, fundador da Ethereum, começou a apoiar “rollups” como a maneira de escalar a Ethereum e sua segurança no próximo ciclo de crescimento. “Rollups” são camadas de execução que existem acima de uma rede de primeira camada.

Unem e põem transações em sequência nesse ambiente “off-chain” antes de transmiti-las ao blockchain principal. Já que a camada-base serve como uma árbitra da verdade, rollups “herdam as propriedades de segurança do blockchain onde foram desenvolvidas”.

Rollups têm duas formas: rollups de conhecimento zero (ZK) e optimistic rollups.

ZK-rollups usam provas complexas para confirmar, quase que instantaneamente, o estado final da segunda camada à primeira camada da Ethereum.

Algumas ZK-rollups de aplicação específica já foram lançadas, incluindo Loopring DEX, Immutable X (Gods Unchained) e o protocolo de derivativos dYdX.

Optimistic rollups supõem, de forma otimista, que todas as transações são válidas. Porém, confirmações de transação no blockchain principal estão sujeitas a um período de “desafio” como um mecanismo de prevenção a fraudes.

Geralmente, o saque de tokens de uma dapp na Optimistic Ethereum exige certa latência (relacionada às ZK-rollups) para permitir quaisquer “desafios”.

Optimistic rollups se diferenciam de suas contrapartes de conhecimento zero por sua capacidade de facilmente fornecer suporte a ambientes de aplicações compatíveis com a Ethereum Virtual Machine (EVM).

EVM é um sistema que define quais são as regras computacionais para a validação de bloco em bloco.

A compatibilidade da EVM permite que desenvolvedores migrem seus contratos existentes da Solidity na Ethereum com alterações mínimas.

No entanto, a lacuna entre a programabilidade de optimistic rollups e ZK-rollups parece estar se estreitanto conforme ZKSync, do Matter Labs, e StarkWare se aproximam da capacidade de operar cálculos computacionais como a EVM, mas via ZK-rollups.

A segunda camada da Metis

Nos próximos meses, após lançada, Metis fará parte da família de rollups compatíveis com a EVM. Utiliza uma bifurcação da Optimism Virtual Machine (OVM) chamada de Metis Virtual Machine (MVM). MVM espelha as funções e a execução de código da OVM.

Assim como outros designs de optimistic rollups, a Metis depende de agentes da rede, conhecidos como “sequenciadores” (“sequencers”), que organizam e unem transações antes de enviar as alterações finais de estado da MVM à Ethereum.

Porém, diferente das outras, Metis pretende ser lançada com múltiplos sequenciadores, que serão combinados com entidades blockchain chamadas de empresas autônomas descentralizadas (DACs).

A cada bloco da Metis, o protocolo irá selecionar aleatoriamente um novo sequenciador da DAC para enviar quaisquer mudanças de estado à Ethereum.

O pool de sequenciadores da Metis e o processo de seleção são um contraste à abordagem de sequenciadores únicos que a Arbitrum e a Optimism irão utilizar inicialmente.

Porém, tanto a Arbitrum como a Optimism discutiram planos de migrar para um processo de seleção de sequenciadores mais democrático.DACs são basicamente organizações autônomas descentralizadas (DAOs). Metis as representa como organizações em blockchain que permitem que usuários colaborem e realizem certas ações da rede, como a operação de um pool de sequenciadores ou a execução de uma nova aplicação no MVM.

Para ser qualificado para confirmar um lote de transações, sequenciadores devem fazer o staking (aplicar) mais tokens METIS do que Dynamic Bond Threshold (DBT), que atuam como um mecanismo que retira o incentivo de comportamentos maliciosos e apatia de sequenciadores.

Usuários também podem participar como “rangers” (“patrulheiros”) para supervisionar a atividade de sequenciadores. Rangers pegam uma amostra de uma série de blocos e validam as origens de estado em troca de recompensas com o token METIS.

Uma contestação bem sucedida (conhecida como prova contra fraudes) resulta no corte de ativos do sequenciador. Esses ativos removidos são transferidos ao ranger que deu início ao processo de disputa. Falhas e recorrentes contestações por um ranger podem resultar em sua expulsão da rede.

O processo de contestação é fundamental ao funcionamento de optimistic rollups que, por serem “otimistas” desde o início, consideram que nenhuma transação publicada é fraudulenta.

Usam uma abordagem de “inocente até que se prove o contrário” que depende de um “sistema de controle e equilíbrio” para desincentivar fraudes e garantir que a Ethereum continue sendo a árbitra da verdade.

Todas as detecções de fraude na Metis vão acontecer por meio da supervisão da atividade de sequenciadores por rangers e a contestação de qualquer comportamento ruim.

Embora a Metis utilize uma bifurcação da OVM da Optimism, possui algumas características que pretendem melhorar o design original:

1. integração ao Interplanetary File System (IPFS) – uma opção mais barata do que uma solução secundária para o armazenamento de dados;

2. validação mais rápida na publicação de mudanças de estado à Ethereum por conta do uso de rangers;

3. Polis Middleware – oferece materiais e apoio a um ambiente de desenvolvimento melhorado, pensando em desenvolvedores sem experiência no mundo cripto;

4. múltiplas camadas de execução – Metis permitirá que DACs apresentem novos ambientes de execução para MVM a fim de escalar a capacidade conforme a demanda por espaço em blocos aumenta;

5. ambientes permissionados – DACs podem personalizar os controles de acesso a suas ocorrências na MVM.

Integração ao IPFS

O armazenamento de dados nas redes Ethereum e Bitcoin é custoso por conta de seu espaço limitado em blocos.

Metis conversa o espaço em blockchain ao permitir que cada DAC opere uma ocorrência distinta da MVM com uma camada integrada de armazenamento que utiliza o Interplanetary File System (IPFS).

Usuários e desenvolvedores podem acessar conteúdos da Metis por meio do determinador (“resolver”) do IPFS da MVM.

Dessa forma, o armazenamento e o acesso de dados têm dois possíveis benefícios. Primeiro, dados podem ser criptografados no próprio protocolo Metis, permitindo que usuários armazenem informações confidenciais.

Segundo, o determinador IPFS permite que aplicações da Metis acessem e se conectem diretamente aos dados armazenados, como uma obra de arte ou música na forma de um NFT.

Validação mais rápida com rangers

O principal ponto fraco dos optimism rollups é o tempo de espera para a confirmação de um saque para a primeira camada da Ethereum (ou, até mesmo, outra solução de segunda camada). Esse tempo de espera é medido em dias.

A Arbitrum antecipa que saques podem demorar três dias enquanto o cronograma esperado da Optimism é de uma semana.

Esses tempos de espera são fundamentais no processo de detecção de fraudes, mas também podem reduzir a flexibilidade para usuários e criar impeditivos na tentativa de migrar fundos à Ethereum ou entre diferentes redes de segunda camada.

O sistema multiparte de detecção de fraudes da Metis pode reduzir o tempo das confirmações de mudança de estado de alguns dias para algumas horas.

Como mencionado acima, Metis escolhe aleatoriamente um novo sequenciador para cada bloco e depende de um grupo de nós (rangers) para o monitoramento de atividades de um sequenciador.

Sequenciadores são incentivados economicamente a evitar a emissão de fraudulentas mudanças de estado (resultando na perda dos tokens METIS em staking) e rangers recebem uma recompensa financeira por corretamente informarem tentativas de fraude.

Embora sistemas de sequenciamento único, como Optimism e Arbitrum, levam dias para processar ordens de saque, a equipe da Metis afirmou que suas múltiplas camadas de controle e equilíbrio vão permitir que a Metis reduza os tempos de espera para ordens de saque para cerca de seis horas.

Quando for lançada, Metis deve ter um grupo robusto de sequenciadores e rangers para atingir essa previsão de tempo de espera.

Polis

Um fator crítico e que pode impactar a adesão de soluções de segunda camada é o desafio de migrar contratos autônomos existentes na Ethereum para uma nova camada.

Plataformas que exigem que projetos adaptem seus contratos autônomos vão afastar projetos de ambientes de desenvolvimento que precisarem reformular seu código de programação.

Assim, desenvolvedores vão atrás da familiaridade, que se traduz na maximização da compatibilidade com a EVM.

Metis aderiu a um design compatível com a EVM. Visa facilitar a transição para aplicações existentes de segunda camada por meio de seu middleware (software intermediário) Polis.

A equipe da Metis pretende que Polis ajude a preencher a lacuna entre a Web 2.0 e a Web 3.0 ao oferecer aos desenvolvedores padrões que exigem pouca ou nenhuma programação para a implementação e gestão de novas aplicações.

A combinação de baixas taxas com uma baixa curva de aprendizagem pode criar um ambiente fértil para experimentos e inovações, que são elementos fundamentais no cultivo de um ecossistema de aplicações que está começando do zero.

Embora a compatibilidade da EVM seja uma prática ótima (e cada vez mais necessária) de crescimento, essa estratégia também indica que a Metis irá competir diretamente com todas as outras redes de primeira e segunda camada compatíveis com a EVM.

Usar uma máquina virtual (VM) diferente é uma aposta arriscada, pois a geração de interesse de desenvolvedores por uma nova linguagem de programação e conjunto de ferramentas é um esforço muito caro.

Porém, pode ser uma aposta que valha a pena se a nova VM ganhar força, já que desenvolvedores não vão precisar migrar para uma solução mais nova e brilhante. O diferencial do conjunto de produtos pode criar uma aderência que evita que desenvolvedores ou a liquidez vá para outras plataformas adversárias.

“Tokenonomia”

O token METIS foi distribuído durante uma oferta inicial de corretora descentralizada (IDO) na PAID Network e uma oferta inicial de corretora (IEO) na Gate.io no dia 13 de maio.

Após lançar o preço de sua IDO a US$ 5, METIS rapidamente subiu para US$ 8. Em seguida, se consolidou em US$ 5 por três meses antes de atingir novas altas em meio à recente recuperação de mercado.

O token METIS possui três casos de uso primários na plataforma de segunda camada:

1. taxas de transação – usuários usam o token no pagamento das taxas de transação;

2. staking para DACs – contribuidores da DAC devem fazer o staking de METIS para se tornarem sequenciadores, colaborarem ou lançarem uma nova camada da MVM;

3. incentivos – DACs e rangers são recompensados em METIS por sua contribuição e ganho de contestações de fraude, respectivamente. Esses participantes também podem perder METIS se forem pegos desobedecendo as regras do protocolo.

A Meti alocou 49,3% (ou 4,93 milhões de tokens METIS) a iniciativas da comunidade — “airdrops” (distribuições gratuitas) e incentivos à comunidade —; mercados, como corretoras descentralizadas que fornecem liquidez adequada para a negociação; antigos contribuidores (investidores públicos e privados); a equipe; e a MetisLab Foundation.

A alocação para a equipe, a fundação e investidores privados está sujeita a um cronograma de 12 a 18 meses, inicialmente dando ao token METIS uma flutuação relativamente baixa.

O projeto reservou os 5,07 milhões de tokens restantes para um programa de incentivos previsto os próximos dez anos, recompensando participantes da rede — como sequenciadores, rangers e membros da comunidade — pelo processamento de transações — processo chamado pela Metis de “transaction mining”).

O cronograma de inflação da METIS irá atuar como um incentivo de fornecimento de segurança e prevenção de fraudes. Porém, um aspecto subestimado de um token é seu impacto na taxa de inovação e adesão de um projeto.

Incentivos de tokens, mesmo que inflacionários, podem impulsionar o crescimento do ecossistema e do número de seus usuários, conforme demonstrado pela rápida ascensão da rede Polygon.

A equipe da Polygon utilizou seu fornecimento de tokens MATIC para recompensar validadores e, em seguida, fornecedores de liquidez (LPs) nos protocolos Aave e Curve.

O ambiente de soluções de segunda camada se tornará cada vez mais competitivo e projetos que não estiverem recebendo tanta atenção podem (e provavelmente vão) se beneficiar do que estiver disponível.

Ter um token pode ser uma vantagem competitiva, pois Arbitrum, Optimism e StarkWare ainda não deram informações sobre o lançamento de seus tokens nativos.

Metis pretende lançar sua rede de testes pública ainda em setembro e sua rede principal em outubro.

O ambiente competitivo de soluções de segunda camada está evoluindo cada vez mais. A terceira versão da Uniswap está disponível na Optimistic Ethereum e será implementada na Arbitrum. A veterana do setor DeFi Synthetix está disponível na Optimistic desde o fim de julho.

Arbitrum afirmou que já deu “acesso à rede principal a mais de 400 projetos e dezenas completaram, com sucesso, sua implementação”.

Conforme Optimism e Arbitrum estão prontas para dar início à adesão de aplicações, Metis precisará preencher seu ecossistema rapidamente antes de ser lançada.

MetiSwap, uma bifurcação da segunda versão da Uniswap, está disponível na rede de testes da Meris, enquanto WOWswap se comprometeu a ser um protocolo para a negociação alavancada de tokens.

Embora cada nova rede precise de acumulação primitiva e financeira, a presença de mercado da Metis está bem longe da atividade de desenvolvimento da Optimism e Arbitrum.

Metis planeja impulsionar seu ecossistema de aplicações por meio de seu programa de desenvolvimento. Desenvolvedores precisam estar criando um projeto, ter uma comunidade já estabelecida ou ter uma grande ideia e se unir para ganhar uma bonificação do ecossistema.

Metis irá facilitar apresentações a fundos de capital de risco, suporte técnico, formação de mercado e comunidades, além de fornecer recompensas a bons candidatos.

Roteiro de desempenho (“roadmap”)

Junto com o desenvolvimento contínuo das ferramentas de middleware da Polis, Metis está focada em incentivar o desenvolvimento do ecossistema para um futuro lançamento da rede principal em outubro.

Metis criou relações com parceiros do setor DeFi, de infraestrutura e de lançamento de tokens, incluindo Trustee Wallet, OroPocket OpenDeFi, PARSIQ, PAID Network e muitos outros.

Futuros desafios

Efeitos de rede são o principal direcionador do volume em blockchain e grandes competidores — como Optimism e Arbitrum — bem como redes de primeira camada — como Solana e Terra — têm ecossistema crescentes, com projetos DeFi e do metaverso em grande escala já estabelecidos ou sob desenvolvimento.

ZK-rollups também estão evoluindo rapidamente do aspecto de soluções específicas a dapps, como Loopring e dYdX.

Immutable X planeja fornecer suporte a um segundo jogo blockchain, aproximando-se de seu objetivo de se tornar um ecossistema de metaverso. As redes de testes da zkSync e StarkWare são compatíveis com ZK-rollups.

A competição está acirrada, então a Metis precisa cumprir com sua promessa de melhorar a experiência dos optimistic rollups por meio de sua versatilidade proposta e melhorias de experiência de usuário (UX).

Se Metis fomentar um ecossistema de aplicações por meio de seu programa de incentivos, pode ser capaz de gerar os efeitos de rede que toda rede de segunda camada precisará ter para sobreviver.

A transferência de desenvolvedores e usuários da Web 2.0 para a Web 3.0 já está a caminho e o ritmo só irá aumentar, pois o mercado pode ser grande o suficiente para que cada projeto consiga prosperar.

Porém, projetos e infraestruturas que se diferenciarem o bastante de seus competidores mais próximos se tornarão os líderes da próxima geração da internet.