Ethereum avança na infraestrutura modular sem forks

Autor: William M. Peaster (analista sênior do Bankless)

Tradução: Deep潮 TechFlow

Leitura da Shenchao: O prolongado processo de governança dos Desenvolvedores Núcleo (ACD) e ciclos de hard fork historicamente foi o principal gargalo na evolução das regras fundamentais do Ethereum. No entanto, recentemente, a infraestrutura periférica do Ethereum experimentou uma série de avanços combinatórios intensos:

O novo compilador Solar lançado pela Paradigm reduz os custos de implantação e execução de contratos em até 35%;

A rede de teste Rollup X da Ethereum Economic Zone (EEZ) demonstrou assinaturas L2 com liquidação atômica cruzada entre L2 e L1 spot, bem como verificação de assinaturas pós-quânticas;

A regra FCR comprime a confirmação de depósito L2 para 13 segundos; o evm.fast estabelece limites matemáticos formais para a prova de bloco no pior caso.

Ethereum está reestruturando o paradigma da finança descentralizada por meio de uma abordagem modular e colaborativa, contornando o longo processo de hard fork.

Tente imaginar um novo mercado de empréstimos descentralizados: totalmente construído sobre uma rede Rollup de segunda camada da Ethereum, mas que, ao ocorrer uma liquidação, consiga vender diretamente os ativos colaterais no vasto pool de liquidez spot da rede principal Ethereum L1.

E pode ser ainda mais impressionante: este mercado de empréstimos não apenas tem custos extremamente baixos de lançamento e implantação, mas também reduz significativamente a barreira de entrada e as taxas de gas para usuários comuns; os depósitos de fundos são creditados quase instantaneamente em poucos segundos; e seu Rollup subjacente consegue enviar, de forma estável, uma prova de estado para a rede principal da Ethereum a cada 12 segundos, mesmo sob as piores condições de congestionamento da rede.

Não há dúvida de que o sistema ideal que descrevi acima ainda não foi totalmente implementado hoje. No entanto, a distância entre esse sistema e a realidade já está muito mais próxima do que era há um mês. Mais intrigante ainda é que todos os módulos centrais necessários para construir esse sistema foram desenvolvidos de forma colaborativa, fora do processo lento e cuidadoso de hard fork da Ethereum.

Na verdade, nos últimos poucos dias, foram alcançadas avanços significativos em várias peças-chave necessárias para montar este motor financeiro. Especificamente incluindo:

1. Solar: novo compilador Solidity em Rust da Paradigm;

2. Rollup X: A primeira rede experimental construída sobre a arquitetura Ethereum Economic Zone (EEZ);

3. Regra de Confirmação Rápida (FCR): Lançada nova versão de teste público marcante;

4. evm.fast: Concurso aberto sobre o limite de prova formal de blocos Ethereum.

A seguir, vamos desmontar passo a passo a lógica subjacente desses blocos de construção fundamentais e reconstruí-los para apresentar de forma mais clara a transformação tecnológica que eles trazem.

Primeiramente, o Solar é uma infraestrutura fundamental extremamente impressionante no ecossistema recente. Em resumo, ele consegue reduzir significativamente os custos de implantação e execução de contratos inteligentes da Ethereum sem qualquer intervenção de Propostas de Melhoria da Ethereum (EIP).

Em 2 de novembro, o fundo de risco líder Paradigm lançou oficialmente a versão v0.3 do Solar. Trata-se do novo compilador Solidity totalmente reescrito em Rust (ou seja, a ferramenta central responsável por compilar e converter código de linguagem de alto nível em bytecode executável pela Máquina Virtual Ethereum) e é a primeira versão de marco capaz de gerar bytecode de produção completo. Desenvolvedores já podem invocá-lo diretamente, por meio de parâmetros de linha de comando, no conjunto de ferramentas Foundry.

De acordo com os dados de teste divulgados oficialmente pela Paradigm, em comparação com o compilador solc tradicional amplamente utilizado na indústria, contratos inteligentes compilados pelo Solar apresentam uma redução média de cerca de 26% nos custos de implantação e uma redução de cerca de 5% no consumo de Gas durante a execução interativa subsequente.

Esses dados também foram fortemente validados em testes reais de projetos DeFi anteriores. Por exemplo, em testes práticos no repositório de código do protocolo de stablecoin Origin, sem qualquer modificação no código da lógica de negócios, o custo de implantação do contrato diminuiu diretamente em 35%, e o gasto médio de gas por chamada foi reduzido em aproximadamente 4%.

Claro, a única limitação atual é que a documentação oficial do Solar alerta explicitamente que, devido ao projeto estar em fase de rápida iteração, não é recomendado aplicá-lo diretamente em ambientes de produção na mainnet para volumes de capital significativos. Além disso, os efeitos de otimização variam microscopicamente entre projetos. Quando a exchange descentralizada Ekubo migrou sua ramificação de desenvolvimento para o Solar, 166 métricas de teste de Gas diminuíram, enquanto 12 métricas apresentaram ligeiro aumento. Mas, independentemente disso, o potencial de eficiência demonstrado é indiscutível.

Em segundo lugar, o Rollup X estabeleceu um novo padrão para a experiência de interação transversal perfeita na Ethereum.

A Ethereum Economic Zone (EEZ) é um projeto de ponta liderado pela Gnosis e ZisK, com financiamento conjunto da Ethereum Foundation, cujo objetivo central é fornecer "componibilidade síncrona" à mainnet da Ethereum e a diversos Rollups. Em outras palavras, permite que contratos inteligentes em uma cadeia chamem logicamente contratos em outra cadeia e consumam os dados retornados dentro da mesma transação atômica; se qualquer ramo da operação falhar, a transação inteira será revertida sem perdas globais.

Durante a Devcon deste ano, a EEZ lançou oficialmente sua primeira rede de teste pública, Rollup X, e demonstrou simultaneamente casos de uso impressionantes. Em um dos cenários, o agregador CoW Swap conseguiu encaminhar diretamente ordens de troca assinadas pelos usuários no Rollup X para a profundidade de mercado spot na Ethereum L1 mainnet, executando a negociação e retornando os ativos obtidos pela troca ao Rollup X na mesma transação atômica; em outro cenário, o Rollup X validou rapidamente off-chain um algoritmo de assinatura pós-quântica, permitindo que contratos na L1 mainnet executassem operações seguras com base nessa validação.

Inegavelmente, essa tecnologia ainda está em processo de amadurecimento. As provas de conhecimento zero em tempo real (Real-time ZK proofs) devem se tornar plenamente maduras durante 2027, e a Gnosis oficialmente alerta que esta rede de teste atualmente não é adequada para acomodar grandes volumes de ativos reais. No entanto, o Rollup X já permitiu que toda a indústria vislumbrasse antecipadamente o futuro tecnológico.

Novamente, a Confirmação Rápida de Regras (FCR) reduz a latência no processamento de cenários críticos, como recargas entre cadeias, de vários minutos para alguns segundos.

No ambiente atual das cadeias públicas, a maioria absoluta das redes de escalonamento L2 e pontes intercadeias deve aguardar a finalidade da rede principal da Ethereum antes de confirmar depósitos originados da Ethereum, um período de espera que geralmente dura 13 minutos. Já, segundo a explicação autorizada da Ethereum Foundation, o mecanismo FCR consegue marcar um bloco como rapidamente confirmado dentro de um único slot de bloco (cerca de 13 segundos), contando diretamente as provas de atestação submetidas pelos nós validadores.

O modelo teórico do FCR não surgiu do nada; a ponte cross-chain da Gnosis já o estava aplicando para canais de transferência de ativos iniciados na Ethereum desde 8 de outubro. O que realmente desencadeou a indústria foi a queda abrupta na dificuldade de integração para desenvolvedores. Em 4 de novembro, o principal provedor de nós, QuickNode, lançou oficialmente a versão de teste pública do FCR e o integrou perfeitamente à interface de marcação de bloco seguro já amplamente utilizada por diversos aplicativos. Como avaliou o pesquisador da Ethereum Julian Ma, “os obstáculos técnicos para a adoção em larga escala do FCR em toda a indústria foram completamente removidos”.

É importante destacar que o alicerce de segurança do FCR baseia-se na suposição de que pelo menos 75% dos nós de validação stakeados na rede estejam online e honestos, com as provas entregues pontualmente. Em caso de agitação de rede extrema, o sistema retornará automaticamente ao processo conservador tradicional de confirmação final, eliminando o risco extremo de reorganizações raras (Reorg) em blocos confirmados rapidamente.

Por fim, o desafio evm.fast está abordando os limites de pior caso das provas de conhecimento zero de bloco a partir das bases matemáticas.

A ambição tecnológica de “prova em tempo real de milissegundos para o Ethereum” depende inteiramente da capacidade do gerador de provas (Prover) de acompanhar o ritmo de geração de cada bloco. Em condições normais, isso já foi basicamente alcançado: segundo a Gnosis, o ZisK atualmente consegue reduzir o tempo de prova para 99,9% dos blocos do Ethereum a menos de 10 segundos. No entanto, o verdadeiro calcanhar de Aquiles está escondido nos cenários extremos da cauda longa. Até agora, ninguém conseguiu definir matematicamente o limite máximo de carga computacional de um bloco maliciosamente construído, o que significa que, teoricamente, um bloco extremamente complexo poderia totalmente paralisar o provador.

Para superar esse teto teórico, a Ethereum Foundation, em parceria com a zkSecurity e a Verity Labs, lançou oficialmente o desafio evm.fast na plataforma de pesquisa Yukon em 2 de novembro. As equipes participantes devem usar a ferramenta formal de prova de teoremas Lean para derivar matematicamente e provar rigorosamente o limite absoluto do número de instruções de máquina RISC-V necessárias para verificar qualquer bloco Ethereum.

No início desta competição de matemática, o limite teórico registrado no ranking era infinito, o que significa que qualquer equipe que derivasse o primeiro constante absoluta finita e matematicamente válida subiria diretamente ao topo.

Esses quatro pilares avançados, analisados individualmente, cada um possui significado transformador. Mas apenas quando integrados organicamente, é possível desbloquear na cadeia um novo paradigma de finanças descentralizadas sem precedentes. Vamos retornar ao modelo de mercado de empréstimos da próxima geração mencionado no início.

Figura: Arquitetura do próximo modelo de empréstimo DeFi contornando o hard fork

Nesta nova arquitetura, esses quatro blocos fundamentais funcionarão em perfeita sincronia:

Ao lançar rapidamente o mercado com o Solar: a maioria absoluta dos protocolos de empréstimo precisa implantar uma nova instância de contrato independente ao ativar um novo par de empréstimo; a redução significativa nos custos de compilação e implantação gerará um efeito composto notável à medida que o negócio do protocolo se expandir; mais importante ainda, a lógica de cálculo de juros e determinação de liquidação é frequentemente chamada em cada empréstimo, reembolso e liquidação, e mesmo que cada interação economize alguns por cento de Gas de tempo de execução, isso se acumulará ao longo do tempo em riqueza substancial para os usuários finais.

Utilizando a EEZ para resolver o desafio de liquidação entre cadeias: anteriormente, os mercados de empréstimo em novas blockchains públicas estavam sempre em um estado frágil e de alto risco, pois, quando ocorria uma queda de mercado, geralmente não havia liquidez spot suficiente local para absorver imediatamente os grandes ativos de garantia confiscados. No entanto, com o suporte da EEZ, os清算adores podem vender diretamente e seamlessmente as garantias para o profundo pool de liquidez spot na rede principal Ethereum L1, liquidando simultaneamente a dívida da camada 2 em uma única transação atômica — qualquer falha em qualquer etapa resulta em rollback completo. Isso significa que os Rollups podem listar com segurança ativos cuja liquidez real está concentrada na rede principal, enquanto os arbitragistas podem manter a paridade de preços sem correr o risco de desancoragem da ponte intercadeia.

Utilize o FCR para eliminar a fricção de espera de depósito: nem todos os ativos colaterais são injetados por chamadas síncronas; grande parte da liquidez ainda provém de exchanges centralizadas e outras ecossistemas multichain. Ao introduzir o FCR, o mercado de empréstimos pode creditar colaterais em cerca de 13 segundos, reduzindo significativamente o ciclo de ociosidade de fundos e incentivando a liquidez off-chain a entrar rapidamente quando as taxas de empréstimo aumentam. Em termos de design de risco, o protocolo pode aplicar descontos dinâmicos de risco a colaterais confirmados rapidamente antes da confirmação final, eliminando mecanicamente a possibilidade de inadimplência causada por reorganizações ocasionais da blockchain.

Use o evm.fast para estabelecer a linha de segurança absoluta de gerenciamento de risco: durante picos de pânico no mercado, os blocos frequentemente ficam altamente congestionados, tornando-se o momento mais vulnerável a ataques em que adversários intencionalmente criam blocos de prova com alta latência para interromper a conexão entre o Rollup e a blockchain principal. Uma vez que o limite computacional absoluto da prova de bloco seja formalmente provado matematicamente, os operadores da rede poderão configurar com precisão redundância de poder computacional suficiente, garantindo que, mesmo nas condições mais extremas da rede, as provas de validade sejam entregues dentro de cada slot de tempo. O sistema, assim, passa de “geralmente rápido o suficiente” para “matematicamente absolutamente e sempre rápido o suficiente”.

Para o usuário final, essa evolução traz uma experiência extremamente intuitiva: poder emprestar e tomar emprestado com suporte de liquidez de nível mainnet, recarregar garantias com chegada em segundos, desfrutar de spreads e slippage extremamente estreitos, ao mesmo tempo em que paga custos de gas mais baixos. E tudo isso, sem precisar esperar pelo longo hard fork da Ethereum.

O caso do mercado de empréstimos é apenas a ponta do iceberg das aplicações deste conjunto de estratégias. Substituindo o modelo de empréstimo por outras direções, a mesma arquitetura lógica ainda pode fornecer capacitação abrangente.

Como exemplo da arquitetura de tesouraria pós-quântica de uma organização autônoma descentralizada (DAO):

Os signatários multisig do tesouro podem autorizar e assinar solicitações de financiamento usando o algoritmo criptográfico Falcon resistente a ataques quânticos; o Rollup de camada 2 é responsável por concentrar e executar os cálculos custosos de verificação de assinatura complexos; em seguida, a rede principal da Ethereum executa diretamente a transferência de fundos na mesma transação atômica com base nisso, reproduzindo integralmente o processo de liquidação demonstrado pelo Rollup X.

Nesta arquitetura, a rede principal da Ethereum só precisa suportar uma pequena fração do custo total de validação de assinaturas Falcon, que chega a 5,5 milhões de Gas (apenas cerca de 495.000 Gas, conforme demonstrado em testes práticos da Gnosis). O Solar pode reduzir ainda mais os custos operacionais do contrato de verificação, o FCR acelera o recebimento de doações e fundos externos, e o limite de capacidade computacional formalmente comprovado garante que todo o sistema nunca fique bloqueado.

Desde exchanges descentralizadas, redes de pagamento transfronteiriço até jogos totalmente on-chain, essas novas infraestruturas podem redefinir todo o panorama de aplicações descentralizadas. O cardápio de inovações do ecossistema Ethereum foi significativamente expandido, e todo esse processo nem sequer tocou uma única regra subjacente existente.

O processo de governança dos desenvolvedores principais da Ethereum e o ritmo lento de implementação de hard forks já são fatos abertamente reconhecidos pela indústria. No entanto, essa cautela e lentidão em si não estão erradas; quaisquer alterações nas regras de consenso subjacentes que suportam uma economia de centenas de bilhões de dólares devem ser implementadas de forma extremamente rigorosa e equilibrada.

Figura: Comparação entre o mecanismo de atualização dentro do fork e o mecanismo de evolução fora do fork

Mas também é indiscutível que o ecossistema Ethereum tem plena capacidade de contornar gargalos de governança no nível do protocolo e ampliar os limites tecnológicos por meio de colaboração auto-organizada. A série de avanços que presenciamos na última semana é um exemplo vivo dessa inovação tecnológica de baixo para cima.

Essa tendência terá um impacto particularmente profundo no campo da resistência quântica. O pesquisador principal da Ethereum, Justin Drake, já afirmou publicamente que o principal obstáculo para a transformação quântica da Ethereum já não é mais a própria tecnologia criptográfica, mas sim a priorização do cronograma do processo de governança dos desenvolvedores principais.

Drake admitiu que, se todas as equipes de desenvolvimento de clientes priorizassem a segurança quântica como a mais alta prioridade, os recursos relacionados poderiam ser entregues na mainnet em poucos meses; no entanto, seguindo o ritmo habitual de agenda atual, esse processo não poderá ser concluído antes do final de 2028. No entanto, a prática de assinatura Falcon do Rollup X prova a todos que os desenvolvedores não precisam esperar passivamente pela mainnet — é totalmente possível implementar imediatamente os avanços mais recentes.

A frequência da hard fork subjacente ao Ethereum provavelmente não acelerará significativamente no futuro. Mas a questão mais intrigante é: durante os intervalos entre as atualizações do protocolo da mainnet, quantas soluções alternativas sofisticadas o ecossistema periférico será capaz de desenvolver, e se o sistema de supervisão e avaliação descentralizado de todo o ecossistema conseguirá acompanhar consistentemente o avanço da evolução.