O que é a Fase Surge na Atualização do Ethereum 2.0?

Ethereum continua a evoluir com sua próxima grande atualização, The Surge. Essa fase tem como objetivo aumentar a escalabilidade sem comprometer a descentralização ou a segurança. Como parte da visão de longo prazo do Ethereum, The Surge aumentará a capacidade da rede para mais de 100.000 transações por segundo (TPS) em Layer 1 e Layer 2. Este artigo explica tudo o que você precisa saber sobre o próximo passo do Ethereum para se tornar a blockchain mais escalável e eficiente.

 

The Surge refere-se à transição do Ethereum em direção à escalabilidade, principalmente por meio de soluções Layer 2 (L2) e rollups. O fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, introduziu esse conceito como parte do roadmap do Ethereum para tornar a rede mais rápida e eficiente. O principal objetivo é processar mais transações enquanto mantém a descentralização, a segurança e a interoperabilidade.

 

Atualmente, o Ethereum processa cerca de 15–30 TPS em sua camada base. Embora isso funcione para muitas aplicações, causa congestionamento durante períodos de pico, resultando em taxas de gás mais altas. The Surge visa resolver esses gargalos, melhorando a capacidade do Ethereum de atender aplicações em escala global.

 

Principais Recursos do The Surge

O roadmap do The Surge | Fonte: Vitalik Buterin 

 

1. 100.000+ TPS em Redes L1 e L2: Com os rollups Layer 2, o Ethereum pode processar mais de 100.000 transações por segundo. Rollups agrupam várias transações e as submetem à blockchain do Ethereum, aumentando a capacidade e reduzindo as taxas de gás.

2. Descentralização e Segurança: The Surge garante que o Ethereum permaneça descentralizado ao permitir que os usuários operem nós com recursos mínimos. Provas criptográficas aprimoradas, como SNARKs, fortalecerão a natureza confiável do Ethereum.

3. Melhor Disponibilidade de Dados com DAS (Amostragem de Disponibilidade de Dados): DAS permite que os nós verifiquem dados sem baixá-los por completo. Isso melhora a eficiência e apoia o crescimento das soluções L2.

O Caminho do Ethereum para 100.000 TPS

A capacidade atual do Ethereum é de cerca de 15–30 TPS na Camada 1. No entanto, com rollups e DAS, a rede visa alcançar mais de 100.000 TPS. Vitalik Buterin enfatiza que o Ethereum deve ser percebido como um único ecossistema, e não como uma coleção de blockchains fragmentadas.

 

Isso significa uma melhor interoperabilidade entre cadeias nas L2s e uma experiência de uso fluida. O roteiro do Ethereum se concentra em criar uma rede onde mover ativos entre camadas seja tão fácil quanto enviar ETH entre carteiras.

 

O The Surge do Ethereum envolve múltiplas etapas, com foco em atualizações contínuas na Camada 1 e Camada 2. Aqui está o cronograma esperado com base em atualizações recentes e no roteiro:

 

1. Q1 2024 – Atualização Dencun (Lançamento do Proto-Danksharding)

• Introduzido Proto-Danksharding (EIP-4844) para melhorar a disponibilidade de dados por meio de "blobs" de dados.

• Estabelece a base para maior escalabilidade em rollups.

• Soluções de Layer 2 do Ethereum começam a aproveitar a maior disponibilidade de dados para transações mais rápidas e baratas.

2. 2024–2025 – Expansão de Rollups e Sistemas de Prova em Maturação

• Rollups como Arbitrum, Optimism e zkSync implementarão atualizações para melhorar a escalabilidade.

• Novas provas criptográficas (por exemplo, SNARKs) melhorarão a confiança nos rollups.

• Sistemas de Amostragem de Disponibilidade de Dados (DAS), como PeerDAS e 2D DAS, serão expandidos para suportar uma maior taxa de transações.

3. Final de 2025 – Otimização de Taxas de Gas e Melhorias no Layer 1

• Introdução do EOF (Formato de Objeto do Ethereum) para execução mais eficiente de contratos inteligentes.

• Potencial adoção de preços multidimensionais de gas para separar taxas de computação, dados e armazenamento.

• Possíveis soluções nativas de rollups integradas diretamente ao protocolo do Ethereum.

4. 2026 e Além – Implementação Completa do Danksharding

• Transição do Proto-Danksharding para o Danksharding completo, dividindo o Ethereum em múltiplos shards para aumentar ainda mais a escalabilidade.

• Ethereum visa atingir mais de 100.000 transações por segundo em todo o ecossistema do Layer 1 e Layer 2.

5. Após 2026 – Monitoramento e Atualizações Contínuas

• Introdução de mecanismos de consenso avançados, incluindo criptografia pós-quântica, para proteger a rede.

• Ethereum continua a otimizar e integrar interoperabilidade entre Layers 2 para uma experiência de usuário sem interrupções.

Esta linha do tempo reflete a abordagem faseada do Ethereum, garantindo estabilidade e uma adoção tranquila ao longo da transição. Cada etapa de The Surge baseia-se na anterior, visando, em última instância, uma blockchain capaz de suportar aplicações em escala global, enquanto mantém a descentralização e a segurança.

 

Os seguintes são os principais elementos que serão impactados durante a atualização The Surge no roteiro do Ethereum 2.0: 

 

Proposta de “divisão de trabalho” entre L1 e L2s | Fonte: Vitalik Buterin 

 

Rollups de Camada 2: O Pilar de The Surge

Os rollups de camada 2 são ferramentas essenciais para tornar o Ethereum mais rápido e acessível. Eles agrupam várias transações fora da cadeia (fora da rede principal do Ethereum) e publicam um resumo dessas transações na blockchain do Ethereum. Esse processo reduz a carga na rede principal, tornando as transações mais rápidas e baratas.

 

Existem dois tipos principais de rollups:

 

• Optimistic Rollups: Esses assumem que todas as transações são válidas, a menos que alguém reporte um erro dentro de um período específico. Essa abordagem mantém o processo rápido, pois não exige que cada transação seja verificada imediatamente.

• ZK-Rollups: Utilizam matemática avançada chamada provas de conhecimento zero (zero-knowledge proofs) para confirmar que as transações são válidas imediatamente. Esse método oferece verificação instantânea e segura.

Os rollups já estão causando um grande impacto. De acordo com o L2Beat, o Valor Total Bloqueado (TVL) nas redes de Camada 2 do Ethereum cresceu 216% no último ano, ultrapassando US$ 38 bilhões. À medida que mais pessoas e projetos utilizam os rollups, o Ethereum está se tornando mais escalável e acessível, preparando o terreno para o evento The Surge.

 

TVL da Camada 2 do Ethereum | Fonte: L2Beat 

 

Amostragem de Disponibilidade de Dados (DAS)

A Amostragem de Disponibilidade de Dados (Data Availability Sampling - DAS) é um método que ajuda o Ethereum a lidar com grandes volumes de dados de forma mais eficiente. Em uma rede descentralizada como o Ethereum, cada nó precisa confirmar que todos os dados das transações estão disponíveis. No entanto, não é prático que cada nó armazene todos esses dados. O DAS resolve esse problema permitindo que os nós verifiquem os dados sem precisar baixar e armazenar tudo.

 

Existem dois tipos principais de DAS:

 

• PeerDAS: Este sistema utiliza redes peer-to-peer para distribuir a carga de trabalho. Cada nó na rede verifica apenas uma pequena parte dos dados, e todos os nós trabalham juntos para confirmar todo o conjunto de dados. Esse método garante uma verificação eficiente dos dados sem exigir um armazenamento pesado.

• 2D DAS: Esta é uma versão aprimorada do PeerDAS que leva a verificação um passo adiante. Ele torna o Ethereum ainda mais escalável ao verificar não apenas partes individuais dos dados, mas também como essas partes se conectam. Isso garante maior segurança enquanto mantém a rede descentralizada.

Com o DAS implementado, os rollups podem processar mais transações sem sobrecarregar a rede Ethereum. Isso mantém o sistema rápido, acessível e descentralizado, apoiando o objetivo do Ethereum de escalar sem comprometer a segurança.

 

Plasma e Soluções de Compressão de Dados

Uma maneira (não a única) de criar uma cadeia plasma EVM: usar um ZK-SNARK para construir uma árvore UTXO paralela que reflete as alterações de saldo feitas pelo EVM e define um mapeamento único do que é "a mesma moeda" em diferentes pontos da história. Uma construção Plasma pode então ser criada em cima disso. 

Fonte: Vitalik Buterin

 

Além dos rollups, técnicas de Plasma e compressão de dados também ajudam o Ethereum a escalar de forma eficiente. Vamos analisá-las para entender como funcionam:

 

• Plasma: O Plasma processa transações fora da cadeia, ou seja, elas ocorrem fora da blockchain principal do Ethereum. Em vez de enviar cada transação individual para a blockchain, o Plasma envia apenas um resumo dessas transações. Isso reduz a quantidade de dados que precisam ser armazenados na cadeia principal, melhorando a velocidade e reduzindo os custos. Pense nisso como agrupar várias pequenas tarefas em um único relatório—economizando tempo e recursos.

• Compressão de Dados: A compressão torna as transações menores, reduzindo a quantidade de dados que elas utilizam. Por exemplo, o Ethereum pode mudar de assinaturas padrão para assinaturas BLS, que permitem combinar várias assinaturas em uma só. Isso economiza espaço na blockchain e torna as transações mais eficientes, especialmente para sistemas que lidam com um grande número de transações, como as redes de Camada 2.

Como o Plasma Funciona com Rollups

Uma maneira de construir um sistema Plasma é usando ZK-SNARKs—uma forma de criptografia—para rastrear o movimento das moedas. Esse sistema cria um “livro-razão paralelo” que mapeia toda a trajetória de uma moeda ao longo do tempo. Ao resumir apenas as informações necessárias para a cadeia principal, o Plasma garante eficiência sem sacrificar precisão ou segurança.

 

Juntos, o Plasma e as técnicas de compressão de dados aumentam ainda mais a eficácia dos rollups. Estas soluções ajudam o Ethereum a reduzir taxas de gás, processar mais transações e suportar aplicações em larga escala, tudo isso mantendo a descentralização.

 

Embora os rollups processem muitas transações fora da cadeia, a blockchain principal do Ethereum (Camada 1) ainda precisa de atualizações para acompanhar o ecossistema em crescimento. Essas melhorias garantirão que a camada base do Ethereum permaneça escalável, eficiente e acessível. Vamos explorar as principais melhorias que estão chegando à Camada 1:

 

1. Limites de Gás Aumentados: Os limites de gás determinam a quantidade de dados que pode ser processada em um único bloco. Elevar o limite de gás significa que o Ethereum pode lidar com mais transações por bloco, reduzindo os tempos de espera e aliviando a congestão da rede. No entanto, aumentar o limite de gás traz riscos. Se o limite for muito alto, pode tornar mais caro operar um nó, o que pode reduzir a descentralização ao limitar quem pode participar na segurança da rede. O objetivo do Ethereum é encontrar um equilíbrio—processar mais transações enquanto mantém a rede aberta e descentralizada.

2. Melhorias no Bytecode do EVM: A Ethereum Virtual Machine (EVM) é onde os contratos inteligentes são executados. O Ethereum está introduzindo um novo formato de bytecode chamado EOF (Ethereum Object Format), que tornará a execução de contratos inteligentes mais eficiente. Essa atualização reduzirá os custos de gás, tornando as transações e interações com contratos mais baratas tanto para desenvolvedores quanto para usuários.

3. Precificação de Gás Multidimensional: O Ethereum também implementará a precificação de gás multidimensional, que separa as taxas de gás em categorias baseadas no tipo de recurso utilizado—computação, dados ou armazenamento. Essa abordagem garante que os usuários paguem taxas justas com base no que suas transações realmente exigem, otimizando a estrutura de custos e melhorando a experiência do usuário.

4. Rollups Nativos no Ethereum: Os rollups nativos são rollups que serão executados diretamente no protocolo do Ethereum. Isso significa que o Ethereum oferecerá suporte a múltiplas versões paralelas da Ethereum Virtual Machine (EVM) funcionando simultaneamente. Esses rollups nativos aumentarão a capacidade do Ethereum de processar transações sem sobrecarregar a rede. Imagine ter várias trilhas em uma estação de trem, cada uma lidando com os trens de forma independente—isso torna todo o sistema mais rápido e eficiente.

Essas melhorias na Layer 1 garantem que o Ethereum permaneça escalável e eficiente, mesmo com as rollups assumindo a maior parte da carga de transações. Juntas, elas ajudarão o Ethereum a continuar crescendo como uma plataforma segura e descentralizada, capaz de suportar aplicativos complexos e milhões de usuários.

 

A atualização The Surge do Ethereum promete tornar a rede mais eficiente e acessível, beneficiando tanto usuários comuns quanto desenvolvedores. Embora alguns dos detalhes técnicos possam ser complexos, aqui está uma explicação simples de como essas mudanças irão impactar você:

 

• Redução nas Taxas de Gás: Uma das melhorias mais notáveis será a redução nas taxas de gás, especialmente em redes Layer 2 como Arbitrum e Optimism. Essas redes já oferecem transações mais baratas, com transferências de ETH atualmente custando em torno de $0.24 a $0.78. Após o The Surge, as taxas de transação podem cair ainda mais, tornando mais acessível enviar ETH ou interagir com aplicativos descentralizados (dApps). Taxas de gás mais baixas significam que os usuários podem realizar transações frequentes sem se preocupar com os altos custos em momentos de congestionamento da rede.

• Melhoria no Desempenho de dApps: Os desenvolvedores se beneficiarão com velocidades de transação mais rápidas, permitindo a criação de dApps mais complexos e ricos em recursos. Seja você um desenvolvedor criando uma plataforma DeFi, um jogo blockchain ou um marketplace de NFTs, a escalabilidade aprimorada do The Surge significa operações mais suaves. Transações mais rápidas também reduzirão atrasos e melhorarão a satisfação dos usuários, incentivando a inovação em diversos setores, como finanças descentralizadas (DeFi) e jogos.

• Maior Interoperabilidade: A interoperabilidade—capacidade de diferentes redes funcionarem juntas—também será melhorada. A movimentação de tokens e ativos entre redes Layer 2 e a mainnet do Ethereum se tornará mais simples. Os usuários não precisarão depender de pontes complicadas para transferir ativos entre redes. Em vez disso, o Ethereum parecerá um ecossistema unificado, onde interagir com dApps e mover fundos entre diferentes camadas será tão fácil quanto usar uma única rede.

Essas melhorias tornam o Ethereum mais amigável para usuários e desenvolvedores, fomentando um ecossistema onde tanto usuários casuais quanto criadores podem prosperar. Seja transferindo fundos, desenvolvendo aplicativos ou explorando novos projetos, o The Surge trará serviços blockchain mais rápidos, baratos e acessíveis para a comunidade Ethereum.

 

A escalabilidade da rede Ethereum aumenta a complexidade na manutenção da segurança. À medida que as rollups se tornam amplamente utilizadas, garantir sua confiança e robustez é crucial. As rollups dependem de provas criptográficas para confirmar transações, que devem permanecer seguras contra possíveis vulnerabilidades.

 

Vitalik Buterin também destacou o risco de longo prazo representado pela computação quântica. Os desenvolvedores do Ethereum já estão explorando criptografia resistente a ataques quânticos para preparar a rede para o futuro.

 

Após o Surge, o Ethereum continuará seu roteiro em direção ao Danksharding completo. Essa fase introduzirá o sharding total de dados, aumentando ainda mais a escalabilidade. Outras atualizações futuras incluem:

 

• The Splurge: Focado em melhorias diversas, como melhor precificação de gas e formatos de transação.

• The Verge: Aprimora a eficiência do mecanismo de consenso do Ethereum implementando clientes stateless.

• The Purge: Otimiza a rede reduzindo dados desnecessários e melhorando o desempenho dos nós.

A visão de longo prazo do Ethereum é criar uma blockchain capaz de suportar milhões de usuários em todo o mundo sem comprometer a segurança ou a descentralização.

 

Saiba mais sobre a atualização Danksharding - Sharding completo do Ethereum. 

 

O The Surge do Ethereum marca um avanço significativo em sua jornada para se tornar uma plataforma global e descentralizada. Ao focar em rollups, disponibilidade de dados e melhorias na Camada 1, o Ethereum busca atingir mais de 100.000 TPS, mantendo seus princípios fundamentais de descentralização e segurança.

 

À medida que essas atualizações são implementadas, os usuários se beneficiarão de transações mais rápidas e taxas mais baixas, enquanto os desenvolvedores poderão criar dApps mais inovadores. No entanto, a escalabilidade rápida também traz riscos. Os desafios potenciais incluem vulnerabilidades nas soluções de Camada 2, interrupções temporárias na rede e flutuações nas taxas de gás durante a transição. Desenvolvedores e usuários devem se manter informados e se adaptar à medida que o Ethereum evolui.

 

Com o The Surge, o Ethereum estabelece as bases para um futuro blockchain escalável, eficiente e seguro. Mas, como em qualquer grande atualização, o monitoramento cuidadoso e os ajustes contínuos serão essenciais para garantir o sucesso a longo prazo. Este é apenas o começo do caminho ambicioso do Ethereum.

 

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