Anatomia de uma Stack Modular de Rollup

Camada de Execução: EVM, WASM, VMs Personalizadas

Os ambientes de execução em rollups modernos diversificaram-se significativamente para além da tradicional compatibilidade com a Ethereum Virtual Machine (EVM). Embora a EVM continue a ser o padrão em muitos casos, devido à sua familiaridade e ao suporte de ferramentas, têm surgido novos frameworks que oferecem máquinas virtuais baseadas em WASM ou soluções híbridas, como zkEVM e VMs personalizadas. Estas alternativas eliminam as limitações da EVM ao proporcionar maior capacidade de processamento, suporte para várias linguagens de programação e sistemas de provas criptográficas otimizados. Por exemplo, algumas soluções já disponibilizam ambientes EVM+WASM integrados, permitindo que os programadores escrevam contratos em Solidity ou Rust e, simultaneamente, beneficiem de modelos de execução mais avançados e ganhos de desempenho.

Inovações como a DTVM introduzem arquiteturas de máquinas virtuais determinísticas capazes de executar contratos de forma consideravelmente mais rápida, compatíveis com diversas Arquiteturas de Conjunto de Instruções (Instruction Set Architectures - ISA), e com pipelines de compilação JIT determinísticos. Normalmente, estes modelos híbridos duplicam a velocidade de execução em relação a cadeias apenas EVM, mantendo a compatibilidade ABI com as ferramentas do ecossistema Ethereum.

Sequenciadores: Modelos Centralizados, Descentralizados e Partilhados

Os sequenciadores são essenciais para a ordenação e agregação de transações em rollups. O modelo tradicional mantém-se assente em sequenciadores centralizados, que oferecem elevado rendimento e simplicidade, mas também expõem os rollups a riscos de censura e concentração de MEV (Maximal Extractable Value). Cada vez mais, os projetos optam por descentralizar a sequenciação, migrando gradualmente para based rollups, nos quais a autoridade de sequenciação é transferida para conjuntos de validadores ou redes de proponentes integradas com protocolos L1.

Os sequenciadores partilhados emergem como um terceiro modelo em 2025, permitindo que vários rollups utilizem uma única rede descentralizada de sequenciação. Este formato visa promover a composabilidade entre rollups e reduzir os custos e encargos operacionais associados a cada rollup manter a sua própria infraestrutura de sequenciação. Projetos como Astria e Espresso apresentam redes de sequenciação partilhada, e existem já investigações preliminares que avaliam o impacto desta abordagem na coordenação de MEV e na rentabilidade da arbitragem.

Camadas de Disponibilidade de Dados (Data Availability - DA): Celestia, EigenDA, Avail

As camadas de disponibilidade de dados são fundamentais nas arquiteturas modulares dos rollups, pois separam o armazenamento de dados e as garantias de disponibilidade da componente de execução. A Celestia foi pioneira neste conceito, fornecendo uma blockchain modular com serviços de consenso e DA, mas sem lógica de execução, utilizando Data Availability Sampling para que clientes leves possam verificar dados dos blocos sem downloads completos. O seu design possibilita altos volumes de transações (por exemplo, blocos de vários MB por segundo) e escalabilidade que as camadas de execução, isoladamente, não conseguem atingir.

A EigenDA assenta na Ethereum, recorrendo ao restaking do EigenLayer, herdando a segurança desta rede e disponibilizando DA como serviço. Utiliza codificação de eliminação e compromissos criptográficos para garantir DA segura e de alto rendimento a um custo muito inferior ao da publicação integral dos dados na Ethereum. A Avail, desenvolvida pela Polygon, disponibiliza uma camada DA independente de blockchain, otimizada para rollups em diferentes ecossistemas. Separa a DA do consenso, permite “sampling” para verificação por clientes leves e está vocacionada para a interoperabilidade entre várias redes de rollups.

Liquidação & Ponte: Publicação de Provas em Cadeias L1

Liquidação refere-se ao processo de finalização do estado dos rollups numa cadeia Layer 1, o que, frequentemente, implica a publicação de compromissos de estado ou provas em L1, por exemplo, na Ethereum. Os optimistic rollups dependem de provas de fraude para contestar estados inválidos durante o período de “challenge”, enquanto os ZK rollups oferecem verificação criptográfica imediata através de provas de validade. Ambos os métodos asseguram confiança e garantias de liquidação na camada base, que mantém o consenso e a segurança de forma independente dos rollups que operam por cima.

A infraestrutura de ponte permite a ligação dos rollups aos ativos dos utilizadores e a redes externas. As pontes devem garantir a transferência segura de tokens ou dados entre cadeias, recorrendo normalmente a arquiteturas alinhadas com o sistema de provas e a camada DA do respetivo rollup. A liquidação é articulada com os protocolos de ponte, permitindo que as transferências registadas em rollups sejam reconhecidas e finalizadas na cadeia de destino. Estes mecanismos recorrem a contratos on-chain e a infraestruturas off-chain para assegurar confiança e continuidade transacional.

Modelos de Segurança: Provas de Fraude, Provas de Validade, Segurança Restaked

A segurança dos rollups modulares assenta nos sistemas de prova e nas camadas de liquidação. Os optimistic rollups dependem de provas de fraude, em que participantes contestam transições de estado incorretas num prazo pré-definido, garantindo que transações inválidas podem ser revertidas antes de serem consideradas finais. Já os ZK rollups apresentam provas de validade que asseguram criptograficamente a correção das transações antes da sua inclusão, proporcionando finalização quase imediata e resistência a manipulações de estado.

Além dos diferentes tipos de provas, alguns rollups incorporam modelos de segurança restaked, através dos Actively Validated Services (AVSs) do EigenLayer. Nestes sistemas, os validadores podem efetuar restaking de ativos na Ethereum e expandir as garantias de segurança às camadas DA e aos ambientes de execução. Este modelo permite que as garantias modulares de segurança cresçam com as premissas de confiança da Ethereum, mantendo a flexibilidade na implementação e atualização dos rollups. Ao escolher as combinações certas de sistemas de prova, provedores de DA e modelos de “staking” de validadores, as equipas que constroem rollups modulares conseguem ajustar o equilíbrio entre velocidade de finalização, descentralização, premissas de confiança e custos.