A mais recente visão de longo prazo de Vitalik Buterin para a Ethereum coloca a rede num caminho para se tornar um “computador mundial criptográfico” até 2030, com provas de conhecimento zero, prova de participação otimizada e infraestrutura descentralizada fora da cadeia a assumirem funções antes desempenhadas diretamente por cada nó completo.
O cofundador da Ethereum descreveu um sistema concebido para preservar as garantias fundamentais da rede — resistência à censura, execução determinística de regras e liquidação irreversível — ao mesmo tempo que altera a forma como os participantes verificam blocos, processam dados e organizam a computação. Esta orientação reduziria a necessidade de todos os nós descarregarem e executarem novamente toda a atividade, um modelo herdado dos primeiros designs de blockchain, proporcionando simultaneamente aos utilizadores formas mais económicas e potencialmente mais privadas de interagir com aplicações.
A proposta não sugere que a camada base da Ethereum desapareça da utilização quotidiana. Em vez disso, atribui à rede principal um papel mais definido de motor de liquidação e verificação, enquanto os sistemas de disponibilidade de dados, as redes de provas e as aplicações tratam de mais trabalho fora do ambiente de execução mais limitado da cadeia.
As provas e a amostragem substituiriam a reexecução integral
O modelo de verificação proposto por Buterin assenta em dois componentes técnicos: PeerDAS, abreviatura de Peer Data Availability Sampling, e SNARKs, um tipo de prova de conhecimento zero.
O PeerDAS permite aos nós verificar se os dados de um bloco estão amplamente disponíveis sem exigir que cada participante descarregue o bloco inteiro. Os nós recolhem amostras de pequenas porções de dados em toda a rede; um número suficiente de amostras bem-sucedidas proporciona confiança de que o conjunto de dados completo pode ser obtido, se necessário. Esta abordagem pretende permitir à Ethereum suportar quantidades de dados muito maiores sem tornar a operação de um nó proibitivamente dispendiosa.
Os SNARKs desempenhariam uma função distinta, ao provar que os cálculos foram executados corretamente. Em vez de repetir independentemente todas as transações de um bloco, um verificador poderia validar uma prova criptográfica compacta. O modelo transfere a verificação da reexecução extensa para a validação de provas, o que pode ser substancialmente mais leve para o verificador, mesmo que a geração da prova continue a exigir muitos recursos computacionais.
A Ethereum já utiliza elementos desta arquitetura através dos rollups, que agrupam atividade fora da cadeia e enviam dados de transações e provas para a Ethereum. O plano de Buterin estende essa lógica para além das redes de escalabilidade, sugerindo que a verificação baseada em provas poderá ficar mais profundamente integrada no próprio protocolo.
Objetivos de confirmações mais rápidas
A latência é uma das medidas mais claras no roteiro de Buterin. Observou que a Ethereum produzia um bloco aproximadamente a cada 17 segundos em 2015, enquanto os utilizadores que procuravam 12 confirmações esperavam cerca de 200 segundos.
Até 2030, projetou que um único slot — o intervalo durante o qual pode ser proposto um bloco — poderia durar aproximadamente quatro a oito segundos. A finalização, o momento em que uma transação se torna excecionalmente difícil de reverter ao abrigo das regras de consenso da Ethereum, poderia ocorrer entre oito e 32 segundos.
Esses objetivos dependem de melhorias no design de prova de participação da Ethereum e no processo de produção de blocos. Buterin descreveu uma evolução da prova de trabalho, o mecanismo de consenso original da Ethereum, para a prova de participação e, depois, para formas mais otimizadas de prova de participação. Também apontou uma transição de uma construção de blocos dominada por um único produtor para sistemas que envolvem várias partes.
FOCIL, ou Fork-Choice Enforced Inclusion Lists, está entre os mecanismos referidos nesse esforço. Foi concebido para dar às transações válidas um caminho mais forte para serem incluídas nos blocos, respondendo às preocupações de que os construtores de blocos ou intermediários pudessem excluir determinadas atividades. Slots mais rápidos, por si só, não garantiriam uma inclusão mais rápida, tornando a resistência à censura e a propagação de transações elementos centrais da discussão sobre o design.
Uma divisão de trabalho diferente
Buterin defendeu que os custos das aplicações dependerão cada vez mais da forma como os programadores estruturam a computação. O trabalho que exige alterações estritamente ordenadas ao estado partilhado tem de permanecer serial: uma operação tem de ocorrer antes da seguinte. Esse tipo de atividade continua a ser dispendioso porque a rede precisa de um registo comum e ordenado do resultado.
Outras cargas de trabalho podem ser reorganizadas. Os cálculos podem ser executados em paralelo, agregados antes da liquidação ou concluídos externamente e submetidos com uma prova. Neste design, a camada base da Ethereum concentrar-se-ia na informação que requer verdadeiramente uma liquidação ordenada globalmente, enquanto o trabalho menos sensível ou mais facilmente paralelizável ocorreria noutro local.
Essa divisão tem consequências diretas para o design das aplicações. A execução de contratos inteligentes de uso geral oferece flexibilidade, mas pode implicar custos mais elevados e uma privacidade mais fraca do que sistemas concebidos para uma função específica. Uma exchange especializada, um sistema de identidade ou uma aplicação de pagamentos privados poderá utilizar criptografia concebida para esse fim e uma lógica mais limitada para obter custos mais baixos ou uma confidencialidade mais forte do que um programa totalmente geral na cadeia.
Buterin apresentou também a descentralização como uma possível fonte de desempenho, e não apenas como uma salvaguarda de segurança. O armazenamento paralelo, a computação paralela e o trabalho realizado na mempool — a área onde as transações pendentes aguardam antes de serem incluídas num bloco — poderiam distribuir as cargas de trabalho pelos participantes. As provas criptográficas poderiam então verificar a computação externalizada com menos atrasos e complexidade do que os modelos mais antigos baseados em grandes comités de coordenação.
A privacidade continua desigual entre os casos de utilização
O roteiro oferece um caminho para uma maior privacidade em aplicações selecionadas, mas não implica que toda a atividade da Ethereum se tornaria privada por defeito. Espera-se que a execução de uso geral continue a ser mais dispendiosa e a preservar menos a privacidade do que os sistemas especializados.
Para a investigação a mais longo prazo, Buterin mencionou a ofuscação de indistinguibilidade, ou iO, uma técnica criptográfica que procura tornar dois programas equivalentes computacionalmente indistinguíveis. Se se tornasse prática e segura, a iO poderia viabilizar ferramentas como mempools encriptadas, nas quais o conteúdo das transações permanece oculto antes da inclusão.
Essa tecnologia continua a ser uma fronteira da investigação, e não um pré-requisito para as mudanças mais próximas. Buterin afirmou que a transição da Ethereum para a verificação baseada em provas, uma maior disponibilidade de dados e um consenso otimizado não depende de a iO estar pronta.
Operação de nós e atualizações do protocolo
O plano aborda também uma tensão persistente na estratégia de escalabilidade da Ethereum: como aumentar a capacidade sem tornar inacessível a verificação independente. Segundo o enquadramento de Buterin, executar um nó continuaria a ser a forma mais robusta de um utilizador verificar a Ethereum de forma independente, mas os requisitos de hardware e operação poderiam diminuir à medida que os nós dependessem mais de amostragem e verificação de provas.
Um estado de grandes dimensões continua a ser um desafio por resolver. A Ethereum tem de encontrar formas de permitir que muitos participantes acedam e atualizem um conjunto crescente de saldos de contas, armazenamento de contratos inteligentes e dados de aplicações, sem transformar a rede numa infraestrutura que apenas operadores com financiamento significativo consigam executar. A geração eficiente e segura de provas em grande escala é outro obstáculo de engenharia.
Relativamente à governação e às atualizações, Buterin referiu o plano Strawmap e afirmou que o fork Hegota, agendado para o próximo ano, poderá tornar-se o último hard fork “regular” da Ethereum. A agenda técnica subsequente centrar-se-ia em STARKs recursivos, verificação formal automatizada, mecanismos de consenso altamente otimizados e criptografia resistente à computação quântica.
STARKs recursivos permitiriam combinar provas em provas cada vez mais compactas, reduzindo potencialmente o esforço necessário para verificar grandes volumes de computação. A verificação formal utilizaria métodos matemáticos para confirmar se o código do protocolo funciona conforme previsto, uma abordagem que poderá tornar-se mais valiosa à medida que os sistemas fundamentais da Ethereum se tornam mais complexos.
A resistência quântica também faz parte do design a longo prazo. Buterin sugeriu que as assinaturas digitais básicas poderão eventualmente ser complementadas ou substituídas por esquemas de assinatura resistentes à computação quântica e métodos de conhecimento zero. Estas alterações exigiriam testes e coordenação extensivos, mas a sua inclusão no roteiro reflete a longa vida útil que a Ethereum prevê para a sua camada de liquidação.
O PeerDAS já começou a afastar a Ethereum do modelo simples em que cada participante processa todos os elementos dos dados de cada bloco. A próxima fase descrita por Buterin transformaria essa mudança inicial numa arquitetura de computação mais abrangente: uma em que a Ethereum verifica enormes volumes de trabalho, em vez de o executar diretamente na sua totalidade.
Para aprofundar a sua compreensão da evolução da Ethereum, explore este guia detalhado sobre Ethereum e relacione a teoria do roteiro com a utilização no mundo real.
Aviso: O conteúdo desta página é fornecido apenas para fins informativos gerais e não representa as opiniões nem o aconselhamento financeiro da Toobit. Não garantimos a exatidão ou a integralidade destas informações e não poderemos ser responsabilizados por quaisquer erros, omissões ou consequências resultantes da sua utilização. Investir em ativos digitais envolve riscos; os utilizadores devem avaliar de forma independente a sua situação financeira e os riscos envolvidos. Para mais informações, consulte os nossos Termos de Serviço e a nossa Informação sobre Riscos.
