Hyperbridge: Equilibrando as contas com apenas 10 milhões de mensagens processadas por ano!

No mundo do blockchain, muitos protocolos cross-chain são apenas uma “combinação de componentes” — uma cadeia, um conjunto de nós, um pouco de criptografia — mas o Hyperbridge não é nada disso.

Hyperbridge é um sistema mais complexo, mais rigoroso e também mais ousado: ele é composto por múltiplos níveis de nós, mecanismos de validação, incentivos econômicos e a própria segurança do Polkadot. Nenhuma dessas partes pode faltar, e nenhuma delas pode operar isoladamente.

Percebi isso pela primeira vez na primeira Sub0 em Bruxelas. Na época, todos discutiam a base criptográfica do Hyperbridge — provas, validação, lógica cross-chain. Mas só depois, em conversas contínuas com a equipe, entendi de fato: o núcleo do Hyperbridge não é apenas a criptografia, mas sim o mecanismo criptoeconômico que permite que ele continue funcionando mesmo após os desenvolvedores saírem de cena.

É a partir dessa questão que conseguimos enxergar o verdadeiro Hyperbridge: ele não é uma parachain, não é um tipo de nó relayer, nem é um submódulo do Polkadot, mas sim um sistema cross-chain com estrutura em camadas, papéis bem definidos, incentivos dinâmicos e respaldado pela segurança econômica do Polkadot.

• De uma “camada relayer não confiável” para uma “camada confiável com validação final pelo Polkadot”;
• Do Collator responsável pela validação das provas, ao relayer de consenso que mantém a sincronização do consenso, até o relayer de mensagens que transmite efetivamente os dados cross-chain;
• De nós leves com requisitos mínimos de hardware (2GB de RAM), até o conjunto de validadores do Polkadot que sustenta toda a segurança...

Cada detalhe do Hyperbridge responde à mesma pergunta: “Como construir um protocolo cross-chain verdadeiramente sem custódia e que funcione de forma confiável a longo prazo?”

Este artigo vai te mostrar toda a estrutura interna dessa máquina cross-chain chamada Hyperbridge, desde a arquitetura, os nós, o modelo econômico até o papel do Polkadot!

O protocolo Hyperbridge não é um único componente

O protocolo Hyperbridge não é um único componente. Ele não é a parachain Hyperbridge em si, nem um tipo específico de nó relayer, muito menos uma parte da rede Polkadot, mas sim um organismo composto por todos esses elementos juntos.

Esse todo inclui relayers de consenso, relayers de mensagens, produtores de blocos, stakers, e também depende do Polkadot como rede subjacente. Sem qualquer uma dessas partes, o Hyperbridge não pode funcionar corretamente.

Se o Polkadot não estiver disponível, o Hyperbridge não pode existir; se um tipo de nó relayer ficar offline, o protocolo também para. Por isso, precisamos construir uma estrutura clara de incentivos e garantias criptoeconômicas para unir todos os participantes e manter o protocolo funcionando.

Se você está familiarizado com o modelo OSI (especialmente a arquitetura em camadas do TCP), será mais fácil entender a lógica de design do Hyperbridge. O modelo OSI tem camada física, de enlace, de aplicação, de apresentação, e na interoperabilidade cross-chain, adotamos uma abordagem semelhante em camadas.

No topo da estrutura está a rede Polkadot, que fornece a base para todas as outras partes da stack do Hyperbridge. Abaixo dela está a própria rede Hyperbridge, incluindo seu sistema de parachains. Na camada mais baixa estão os nós relayer, que funcionam como a “conexão física” do protocolo Hyperbridge, conectando todas as redes externas, coletando informações externas, validando provas e processando dados cross-chain, enviando tudo isso para o Hyperbridge; após uma validação inicial, o Hyperbridge encaminha os resultados para o Polkadot para confirmação final. Em outras palavras, o Polkadot fornece o endosso final de que “todos os dados e operações foram executados conforme as regras”.

Aqui há uma característica estrutural importante: a rede Hyperbridge e os nós relayer em si são “não confiáveis”, essa camada não possui garantias de segurança econômica; somente quando os dados chegam à camada superior da rede Polkadot, eles entram na parte “protegida pela segurança econômica”. Ou seja, o Polkadot supervisiona tanto o Hyperbridge quanto os relayers, garantindo que ambos operem conforme as regras. Na divisão de tarefas, os relayers precisam colaborar com os Collators para completar o processo cross-chain: os relayers coletam transações, provas e dados cross-chain e os enviam aos produtores de blocos; os Collators validam se todas as informações são verdadeiras, completas e em conformidade. Só as transações validadas entram no bloco, enquanto dados inválidos são interceptados nesta fase.

Isso é fundamental, pois interceptar transações inválidas antecipadamente economiza espaço valioso nos blocos. Após o Collator concluir toda a validação e empacotamento, ele submete o bloco à rede Polkadot. Uma das principais capacidades do Polkadot é validar todos os blocos. Diferente do ecossistema Ethereum, onde o Layer2 precisa gerar suas próprias provas de conhecimento zero, o Polkadot faz a validação dos blocos para você. Após a validação, o Polkadot confirma que “o conteúdo do bloco está em conformidade com todas as regras” e gera um “certificado de validade do bloco” (ou atestado de validade). Isso é crucial e será detalhado mais adiante.

Os três principais papéis do Hyperbridge: como Collator, relayer de consenso e relayer de mensagens impulsionam todo o sistema cross-chain

Vamos começar pelo primeiro papel-chave na rede Hyperbridge: Collator (produtor de blocos)

Seu papel principal é coletar e validar vários tipos de provas de interoperabilidade cross-chain, lidando principalmente com dois tipos de transações com provas anexadas: mensagens de consenso e mensagens cross-chain.

Aqui há uma diferença importante em relação ao sistema blockchain tradicional: Collator não é um nó de staking. Na maioria das blockchains, para ser um nó ativo, normalmente é preciso fazer staking de muitos tokens para entrar no conjunto de nós. No Hyperbridge, adotamos um mecanismo completamente diferente:

• Para ser Collator, basta bloquear uma pequena quantidade de Bridge Token como requisito mínimo;
• Mas para ser realmente selecionado como Collator pelo sistema, é preciso consumir “pontos de reputação”;
• E esses pontos de reputação só podem ser obtidos atuando como relayer ativo por um longo período.

Ou seja, apenas relayers podem se tornar Collators, não há outro caminho. Não é possível entrar no conjunto de Collators por suborno, contatos ou compra de qualificações; a única forma é executar o trabalho de relayer de forma estável e acumular pontos de reputação. Além disso, para se candidatar a Collator, é necessário pagar um pequeno depósito como garantia para entrar no processo de validação.

A seleção final é direta: o sistema classifica os relayers por pontos de reputação, e os com maior pontuação se tornam os Collators do período. O conjunto de Collators é rotacionado a cada 24 horas, garantindo que novos relayers de bom desempenho tenham chance de entrar na próxima rodada.

O trabalho do Collator é remunerado: a cada bloco empacotado, ele recebe cerca de 0,7 Bridge Token. Mas se perder o bloco ou não concluir o trabalho a tempo, não recebe a recompensa.

Agora, vamos falar sobre os relayers de consenso

O consenso é crucial para mensagens cross-chain, pois todas as transações cross-chain precisam ser confirmadas no Hyperbridge como “finalizadas na cadeia de origem”. Para isso, precisamos obter provas de consenso da cadeia externa.

O problema é: blockchains modernas — especialmente as baseadas em Slot — produzem blocos continuamente, mesmo sem transações. Isso significa que, mesmo sem atividade cross-chain, o número de blocos externos cresce. Portanto, o Hyperbridge precisa sincronizar essas informações em tempo real para validar corretamente futuras mensagens cross-chain.

Esse é o principal papel dos relayers de consenso: submeter continuamente mensagens de consenso das redes externas, mantendo o Hyperbridge sincronizado com as cadeias externas. Mesmo sem transações, essa sincronização deve continuar. Eles não pagam taxas para submeter essas mensagens, pelo contrário, o protocolo Hyperbridge os recompensa diretamente.

Para incentivar os relayers de consenso a executar esse trabalho contínuo, o protocolo oferece recompensas em Bridge Token — ou seja, eles podem obter renda estável de tokens ao executar tarefas de sincronização.

Agora vamos falar sobre os relayers de mensagens

Primeiro, entenda a relação deles com os relayers de consenso: suponha que uma blockchain externa produza blocos continuamente, os relayers de consenso ficam entre essa cadeia e o Hyperbridge, coletando provas de cada novo bloco finalizado e enviando-as ao Hyperbridge, recebendo Bridge Token como recompensa. Esse fluxo garante que os relayers de consenso permaneçam online, mantendo o Hyperbridge e as cadeias externas sempre sincronizados.

Os relayers de mensagens são semelhantes aos de consenso, mas com foco diferente: eles são responsáveis por submeter mensagens cross-chain. Quando o Hyperbridge sincroniza um novo bloco finalizado, os relayers de mensagens comparam esse bloco com o anterior para verificar se surgiram novas mensagens cross-chain. Se encontrarem comandos válidos, enviam a mensagem e a prova ao Hyperbridge.

No entanto, há uma diferença importante: os relayers de mensagens nem sempre recebem recompensas ao submeter mensagens, às vezes precisam pagar taxas ao Hyperbridge.

O fluxo é assim:

• Usuários ou aplicativos podem iniciar mensagens cross-chain de qualquer blockchain, anexando uma quantidade de stablecoin como taxa;
• Os relayers de mensagens, ao escanear o bloco, identificam essas mensagens e as transmitem ao Hyperbridge;
• Após o sucesso do envio, o relayer pode retirar a stablecoin anexada como recompensa.

Além disso, há um mecanismo de ajuste:

• Se o volume de mensagens processadas não atingir o limite definido pelo protocolo, o Hyperbridge concede Bridge Token extra aos relayers de mensagens;
• Se o volume exceder o limite, os relayers precisam pagar Bridge Token ao Hyperbridge.

Esse design permite que o protocolo forme um pool de receitas e controle o comportamento dos relayers de mensagens, garantindo que a capacidade de transmissão não seja excessiva nem insuficiente.

Essencialmente, todo esse mecanismo serve para manter os relayers de mensagens sempre online: assim que surgem dados cross-chain, o sistema pode enviá-los ao Hyperbridge rapidamente. A lógica geral é semelhante à dos relayers de consenso — ambos ficam entre a cadeia externa e o Hyperbridge, coletando e transmitindo transações cross-chain. A diferença está na forma de recompensa: quando o volume de mensagens é baixo, o Hyperbridge subsidia os relayers com Bridge Token; quando o volume excede o alvo, os relayers pagam Bridge Token ao Hyperbridge, que acumula receita de tokens.

O custo cross-chain ZK pode chegar a milhões, mas o Hyperbridge só precisa de um servidor de 2GB

Vamos falar rapidamente sobre os requisitos de hardware para rodar esses Relayers e Collators.

Começando pelos relayers. O software dos relayers é muito leve, sua principal tarefa é fazer requisições RPC aos nós blockchain, então a demanda por hardware é quase nula. Um CPU quad-core é suficiente, e até um servidor com apenas 2GB de RAM dá conta. Afinal, o software é escrito em Rust, com uso de memória muito eficiente.

A demanda de banda também é baixa. Se o relayer e o nó RPC estiverem no mesmo data center, 20 MB/s de banda bastam; se for acessar RPC pela internet, recomenda-se uma banda maior para estabilidade.

Na verdade, o maior custo de rodar um relayer vem da assinatura do serviço RPC.

Seja usando Alchemy, Quicknode ou Anchor, você pode obter todas as provas e dados cross-chain necessários diretamente dos nós completos que eles fornecem, então o custo operacional próprio é baixíssimo.

Esse é um dos motivos fundamentais pelos quais o Hyperbridge tem vantagens significativas em interoperabilidade cross-chain em larga escala. Muitos protocolos cross-chain atuais dependem de provas de conhecimento zero (ZK proofs), que são caras de gerar e têm custos operacionais altos; em comparação, o custo operacional do Hyperbridge é incrivelmente baixo.

Agora, sobre os Collators. Eles exigem hardware mais robusto, pois o software Collator precisa rodar um nó local da relay chain do Polkadot. Isso implica grande demanda de armazenamento — um nó de arquivo do Polkadot precisa de cerca de 3TB, então recomenda-se pelo menos 4TB de SSD.

Além disso, para garantir comunicação eficiente com a relay chain do Polkadot e submissão oportuna de blocos, o Collator precisa de um servidor com banda alta. O custo mensal desse tipo de servidor gira em torno de 200 dólares. Claro, se você já é um validador doméstico e quer rodar o nó em casa, esse custo pode ser ignorado.

Qual é o papel do Polkadot no Hyperbridge

Por fim, vejamos qual é o papel do Polkadot no Hyperbridge.

Como uma parachain no ecossistema Polkadot, o Hyperbridge atua como um “coprocessador de validação criptográfica” para mensagens cross-chain. Mas essa capacidade de validação não vem dele próprio, e sim da segurança da rede principal do Polkadot. O “certificado de validade criptográfica” dos blocos Hyperbridge mencionado antes é, na verdade, uma assinatura digital gerada pelo conjunto de validadores do Polkadot, ou seja, esses certificados têm o endosso coletivo dos validadores ativos da rede Polkadot.

Entender isso é fundamental: blockchain, em essência, é um grande “mecanismo de multiassinatura”, e o conjunto de validadores é uma conta multisig gigante e dinâmica.

Então, qual a diferença fundamental entre esse “multisig” em nível de blockchain e as pontes multisig tradicionais? São duas principais:

Primeiro: o conjunto de validadores é rotativo, enquanto o comitê multisig é fixo

• No Polkadot, o conjunto de validadores rotaciona automaticamente a cada 4 horas;
• No modelo de ponte multisig, os membros do “comitê de assinaturas” são fixos e suas chaves privadas ficam nos mesmos dispositivos por longo tempo.

Isso significa que pontes multisig tradicionais são mais vulneráveis a ataques por vazamento de chaves, enquanto o design dinâmico de validadores do Polkadot aumenta muito a segurança.

Segundo: as assinaturas dos validadores blockchain têm “garantia de segurança econômica on-chain”

• Os validadores do Polkadot precisam fazer staking, e se assinarem informações erradas ou maliciosas, seu stake é confiscado (slashing).
• Já o comitê multisig tradicional não tem custo ou risco: mesmo que ajam de má fé, não sofrem perdas.

Isso explica por que, quando uma ponte multisig é hackeada, o atacante pode roubar bilhões de dólares sem que os membros do comitê sofram consequências.

Por que não usar blockchain como “multisig gigante” diretamente? O único problema é a escala. O número de validadores em blockchains costuma ser grande. No caso do Polkadot:

• Atualmente, há mais de 600 validadores
• No futuro, pode chegar a mais de 1000

Sem otimização, validar assinaturas em escala tão grande seria caro. Mas isso pode ser resolvido com as seguintes tecnologias:

• Assinaturas BLS agregáveis
• Técnicas de validação assistidas por provas de conhecimento zero (ZK)

Essas soluções reduzem o custo de validação de assinaturas em grande escala para níveis aceitáveis.

Em comparação, comitês multisig mantêm escala pequena para baratear a validação, mas sua segurança é muito inferior à do blockchain.

Há ainda uma diferença fundamental: a estrutura de governança é totalmente diferente. O mecanismo de validadores blockchain é aberto e permissionless:

• Qualquer pessoa pode entrar ou sair do conjunto de validadores, desde que faça o staking necessário;
• O comitê multisig é fechado e permissionado: os membros são escolhidos manualmente e precisam de endosso de confiança, o que traz centralização.

O Hyperbridge precisa processar cerca de 10 milhões de mensagens por ano para atingir o equilíbrio financeiro

Agora vamos analisar o modelo econômico do Hyperbridge. O custo operacional anual do Hyperbridge é claro e relativamente fixo. Já mencionamos que o protocolo precisa incentivar diferentes papéis, incluindo:

• Incentivo aos relayers de consenso: cerca de 3 milhões de Bridge Token
• Incentivo aos relayers de mensagens: cerca de 1,4 milhão de Bridge Token
• Incentivo aos Collators: cerca de 3 milhões de Bridge Token
• E o custo do coretime do Polkadot (embora variável, o custo total não é alto)

No total, o custo anual para manter a rede Hyperbridge funcionando é de cerca de 10 milhões de Bridge Token.

Então, de onde vem o dinheiro para cobrir essa despesa?

A resposta é o tesouro on-chain do Hyperbridge. O tesouro detém cerca de 40% do suprimento total de Bridge Token, sendo o maior detentor de tokens do sistema. Essa reserva é suficiente para sustentar o protocolo por cerca de 40 anos, dando tempo para o Hyperbridge alcançar lucratividade sustentável.

A forma de lucro é clara: sempre que um usuário inicia uma mensagem cross-chain, transação cross-chain ou consulta de armazenamento cross-chain, o tesouro do Hyperbridge cobra uma taxa, que é coletada pelos relayers de mensagens “em nome do tesouro”.

Pelo modelo atual, o Hyperbridge precisa processar cerca de 10 milhões de mensagens por ano para atingir o equilíbrio financeiro.

Segundo dados do Token Terminal: o volume global de transações cross-chain supera 1 bilhão por ano. Portanto, o Hyperbridge precisa de apenas cerca de 1% de participação de mercado para atingir o ponto de equilíbrio e, a partir daí, entrar em fase de lucro contínuo.

Aqui estão alguns indicadores-chave atuais do Hyperbridge:

• Economizou mais de 13 trilhões de gas em operações de validação
• Processou mais de 50 mil mensagens cross-chain: incluindo mensagens de aplicativos próprios da Polytope Labs e operações cross-chain de terceiros na mainnet
• Validou mais de 10 milhões de provas (provas de consenso, de mensagens, etc.)
• O volume de transações cross-chain já ultrapassou 180 milhões de dólares
• A segurança econômica é fornecida pelo Polkadot, atualmente acima de 2 bilhões de dólares
• Já suporta mais de 14 principais blockchains EVM: Polkadot, Hydration, Bifrost, Arbitrum, Polygon, Base, Gnosis, Ethereum Mainnet, Unichain... e continua expandindo

Principais cenários de aplicação do Hyperbridge

Vamos apresentar rapidamente os principais cenários de aplicação do Hyperbridge.

1. Token Gateway

• Suporta o modelo cross-chain de burn & mint;
• Totalmente compatível com ERC-20, também pode usar o modelo lock & mint;
• Pode fazer bridge de qualquer token, com dados de chamada customizados;
• Já suporta vários ativos na mainnet, incluindo DOT, vDOT, ZKVerify, Manta, etc.

2. Intent Gateway

• Suporta transações cross-chain rápidas;
• A maioria das operações cross-chain é concluída em até 30 segundos;

O maior diferencial é:

• Se a ordem cross-chain não for executada, o usuário pode solicitar reembolso permissionless e instantâneo na interface do Hyperbridge.
• Todo o mecanismo depende do sistema de provas de validação: o Hyperbridge pode consultar o status da cadeia oposta em tempo real e, se a ordem não for executada, aciona imediatamente o reembolso.

3. Ecossistema de desenvolvedores e aplicativos de terceiros em construção

Atualmente, vários times de terceiros estão desenvolvendo sobre o Hyperbridge:

• Hydration: está construindo uma solução de Intent customizada baseada no Hyperbridge e desenvolvendo um oráculo de preços para derivados de staking ETH.
• Bifrost: está construindo um oráculo de preços para vToken e planeja lançar a função de mint assíncrono de vToken.
• Várias equipes de hackathon já implantaram aplicativos na testnet do Hyperbridge.

Também estamos explorando mais aplicações nativas, incluindo:

• Oráculo de preços verificável
• Governança cross-chain (propostas de governança em uma cadeia, leitura de resultados em todas as cadeias)
• Autenticação de identidade cross-chain (dados de identidade armazenados em uma cadeia, acessíveis por várias cadeias)
• Consulta de histórico de armazenamento (permite que contratos leiam o estado histórico de uma cadeia alvo, essencial para protocolos que usam Merkle tree para distribuição de incentivos)

Lançamos recentemente um novo kit de ferramentas para desenvolvedores, incluindo:

• Interface completa Hyperbridge Solidity para aplicativos Solidity
• SDK TypeScript para carteiras e front-end
• Indexador Subquery
• Componentes auxiliares como Intent Filler, facilitando o desenvolvimento de aplicativos cross-chain.

Grande anúncio: Hyperbridge será integrado nativamente ao Polkadot Hub

O Hyperbridge será integrado nativamente ao Polkadot Hub. Isso significa que todos os aplicativos rodando no Polkadot Hub poderão interagir diretamente com blockchains fora do ecossistema Polkadot via Hyperbridge, usando recursos como armazenamento cross-chain, consultas cross-chain e mensagens cross-chain.

Também estamos colaborando profundamente com a equipe Parity para implementar o BLS Beefy:

• Atualmente, os nós de prova de consenso do Polkadot ainda são operados pela equipe Polytope Labs
• No futuro, a descentralização dos validadores será alcançada com assinaturas BLS agregáveis
• Isso permitirá a operação totalmente descentralizada do Hyperbridge

A integração do Hyperbridge ao ecossistema EVM continua crescendo, e em breve teremos suporte para:

• Arc
• Tempo
• Monad
• Sonic
• Tron (Tron está desenvolvendo a funcionalidade de state commitment, e será suportado após a conclusão)

Além disso, já suportamos cadeias EVM do ecossistema Cosmos, incluindo:

• Sei
• Cronos
• Injective
• e outras redes Cosmos compatíveis com EVM.

Minha apresentação termina aqui, obrigado a todos pela atenção e participação!