O Caminho da Escalabilidade do Ethereum: Análise do Surge
Desde outubro de 2022, o cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, publicou uma série de artigos sobre o desenvolvimento futuro da Ethereum, cobrindo seis etapas-chave: The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge e The Splurge. Este artigo irá focar na segunda etapa, The Surge, explorando como a Ethereum pode alcançar melhorias na escalabilidade e desenvolvimento a longo prazo.
Visão central do Ethereum
O objetivo essencial do Ethereum é tornar-se a infraestrutura da internet descentralizada. Através de contratos inteligentes, o Ethereum suporta o desenvolvimento de aplicações descentralizadas complexas, incluindo DeFi, NFT, entre outras. No entanto, o Ethereum enfrenta desafios de escalabilidade, com a rede principal capaz de processar apenas 15-30 transações por segundo, muito abaixo das redes de pagamento tradicionais. Isso leva a altas taxas de gas durante a congestão da rede, limitando o potencial do Ethereum de se tornar uma infraestrutura global. O Surge foi projetado precisamente para resolver esse problema.
Os principais objetivos do Surge incluem:
Implementar a capacidade de processar mais de 100.000 transações por segundo em Ethereum L1+L2
Manter a descentralização e robustez do L1
Garantir que parte do L2 herde completamente as características essenciais do Ethereum.
Maximizar a interoperabilidade entre L2, criando um ecossistema unificado
Solução de escalabilidade com rollup como núcleo
O núcleo do Surge é melhorar a escalabilidade através de soluções L2, onde o rollup é um componente chave. O roteiro centrado no rollup propõe uma divisão clara de responsabilidades: o Ethereum L1 se concentra em se tornar uma camada base descentralizada poderosa, enquanto o L2 assume a tarefa de expandir o ecossistema.
Os Rollups empacotam transações fora da cadeia e as submetem à rede principal, aumentando significativamente a capacidade de processamento ao mesmo tempo em que mantêm a segurança e a descentralização. Vitalik acredita que os rollups podem escalar o Ethereum para mais de 100 mil transações por segundo, o que seria um aumento revolucionário, permitindo que o Ethereum suporte aplicações em escala global sem sacrificar a descentralização.
Vitalik enfatizou que o rollup não é apenas uma solução temporária, mas sim um plano de expansão a longo prazo. Após a conclusão do The Merge e a transição para PoS, o rollup é visto como o próximo marco importante. Em 2023, o roteiro centrado no rollup obteve progressos significativos: o lançamento do EIP-4844 blobs aumentou consideravelmente a largura de banda de dados do L1, e vários rollups EVM já entraram na primeira fase. Cada L2 existe como uma fragmentação independente, e a diversidade na implementação de fragmentação tornou-se uma realidade.
Amostragem de Disponibilidade de Dados ( DAS ) de desenvolvimento adicional
A amostragem de disponibilidade de dados ( DAS ) é outra tecnologia chave do The Surge, destinada a resolver problemas de disponibilidade de dados. Em redes descentralizadas, é crucial que todos os nós possam verificar os dados sem a necessidade de armazenar ou baixar todo o conteúdo. O DAS permite que os nós verifiquem os dados sem acessar o conjunto completo de dados, melhorando assim a escalabilidade e a eficiência.
Vitalik destacou duas formas de DAS: PeerDAS e 2D DAS. O PeerDAS promete aumentar a segurança dos rollups. O 2D DAS realiza amostragem aleatória não apenas dentro do blob, mas também entre os blobs. Através do DAS, o Ethereum pode processar uma maior quantidade de dados, alcançando rollups mais rápidos e de baixo custo, sem comprometer a descentralização.
O futuro requer mais pesquisa para determinar a versão ideal do 2D DAS e suas propriedades de segurança. Vitalik propôs várias possíveis rotas de longo prazo:
Implementar o ideal 2D DAS
Manter o uso do 1D DAS, sacrificando a eficiência de amostragem em troca de simplicidade e robustez.
Abandonar o DA e adotar completamente o Plasma como a principal arquitetura L2
É importante notar que, mesmo decidindo executar a expansão diretamente no L1, essas opções ainda existem. Porque se o L1 tiver que processar um grande número de transações, os blocos ficarão muito grandes, e os clientes precisarão de métodos de verificação eficientes, tendo que usar as mesmas tecnologias que os rollups.
Plasma e outras soluções
Além do Rollup, a solução de escalabilidade off-chain proposta inicialmente, Plasma, também é uma solução L2 importante. O Plasma cria sub-redes que processam transações de forma independente, enviando resumos para a rede principal periodicamente. Para cada bloco, os operadores enviam provas de Merkle aos usuários que demonstram as mudanças no estado dos ativos. Os usuários podem retirar ativos fornecendo a prova de Merkle, mesmo que haja problemas de disponibilidade de dados.
Embora o desenvolvimento do Plasma esteja relativamente atrasado em relação ao rollup, Vitalik ainda o considera uma parte importante do conjunto de ferramentas de escalabilidade do Ethereum. Além disso, a melhoria das técnicas de compressão de dados e das provas criptográficas também ajuda a aumentar a eficiência do rollup e de outras soluções L2.
Melhoria da Interoperabilidade entre L2
Os principais desafios que o atual ecossistema L2 enfrenta são a fraca interoperabilidade entre L2. Vários aspectos-chave para melhorar a interoperabilidade entre L2 incluem:
Endereço da cadeia específica: o endereço deve conter informações da cadeia, simplificando o processo de envio entre L2.
Pedido de pagamento em cadeia específica: Criação padronizada de pedidos de pagamento entre cadeias
Troca entre cadeias e pagamento de Gas: estabelecer um protocolo aberto padronizado para expressar operações entre cadeias.
Cliente leve: os usuários devem ser capazes de verificar a cadeia interativa, em vez de apenas confiar no provedor RPC.
Ponte de tokens compartilhados: criar um Rollup compartilhado e minimalista para manter saldos de tokens, possibilitando transferências de baixo custo entre L2.
Sincronização combinatória: permite chamadas síncronas entre L2 e L1 ou entre múltiplos L2, aumentando a eficiência do DeFi.
Essas melhorias não são apenas questões técnicas, mas também exigem a cooperação social entre L2, carteiras e L1.
Continuar a expandir o Ethereum L1
Vitalik acredita que é muito importante expandir o Ethereum L1 em si e garantir que ele possa suportar mais casos de uso. Existem três estratégias para a expansão do L1:
Melhorar a tecnologia para aumentar a eficiência de verificação L1, e depois aumentar o limite de Gas.
Reduzir os custos de operações específicas, aumentando a capacidade média sem aumentar o risco.
Rollups nativos, ou seja, a criação de múltiplas cópias paralelas do EVM
Essas estratégias têm suas compensações e precisam ser escolhidas de acordo com a situação específica.
Descentralização e segurança
O equilíbrio entre escalabilidade e descentralização é um tema que Vitalik enfatiza repetidamente. Muitas blockchains sacrificam a descentralização em troca de alta capacidade de processamento, mas Vitalik defende que a Ethereum deve manter a descentralização enquanto se expande. Rollup e DAS são vistos como métodos para aumentar a capacidade enquanto se mantém a descentralização.
À medida que a Ethereum avança para um futuro centrado em rollups, garantir a confiança sem necessidade desses sistemas é crucial. Embora os rollups tenham se mostrado eficazes, ainda existem riscos que precisam de testes rigorosos e iterações.
Perspectivas para The Surge
Após o Surge, Vitalik imaginou que o Ethereum não só poderia ser escalável, mas também manter-se completamente descentralizado, seguro e sustentável. Esta visão inclui a expansão do L1 através de rollups e DAS, a construção de algoritmos de consenso mais eficientes, a melhoria das ferramentas de desenvolvimento e o cultivo do ecossistema de dApps.
O roteiro do Ethereum enfrenta vários desafios, como a implementação em larga escala de rollups, garantir a segurança do L2, preparar-se para a era quântica, entre outros. Mas se conseguir superar esses obstáculos, o Ethereum consolidará sua posição como o núcleo do Web3.
No campo em rápida evolução da blockchain, o Ethereum se destaca ao se concentrar na escalabilidade sem sacrificar a descentralização. Se o The Surge for bem-sucedido, pode mudar novamente o panorama da tecnologia blockchain nos próximos anos.
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Análise da fase The Surge do Ethereum: o caminho para a escalabilidade com mais de 100.000 TPS
O Caminho da Escalabilidade do Ethereum: Análise do Surge
Desde outubro de 2022, o cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, publicou uma série de artigos sobre o desenvolvimento futuro da Ethereum, cobrindo seis etapas-chave: The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge e The Splurge. Este artigo irá focar na segunda etapa, The Surge, explorando como a Ethereum pode alcançar melhorias na escalabilidade e desenvolvimento a longo prazo.
Visão central do Ethereum
O objetivo essencial do Ethereum é tornar-se a infraestrutura da internet descentralizada. Através de contratos inteligentes, o Ethereum suporta o desenvolvimento de aplicações descentralizadas complexas, incluindo DeFi, NFT, entre outras. No entanto, o Ethereum enfrenta desafios de escalabilidade, com a rede principal capaz de processar apenas 15-30 transações por segundo, muito abaixo das redes de pagamento tradicionais. Isso leva a altas taxas de gas durante a congestão da rede, limitando o potencial do Ethereum de se tornar uma infraestrutura global. O Surge foi projetado precisamente para resolver esse problema.
Os principais objetivos do Surge incluem:
Solução de escalabilidade com rollup como núcleo
O núcleo do Surge é melhorar a escalabilidade através de soluções L2, onde o rollup é um componente chave. O roteiro centrado no rollup propõe uma divisão clara de responsabilidades: o Ethereum L1 se concentra em se tornar uma camada base descentralizada poderosa, enquanto o L2 assume a tarefa de expandir o ecossistema.
Os Rollups empacotam transações fora da cadeia e as submetem à rede principal, aumentando significativamente a capacidade de processamento ao mesmo tempo em que mantêm a segurança e a descentralização. Vitalik acredita que os rollups podem escalar o Ethereum para mais de 100 mil transações por segundo, o que seria um aumento revolucionário, permitindo que o Ethereum suporte aplicações em escala global sem sacrificar a descentralização.
Vitalik enfatizou que o rollup não é apenas uma solução temporária, mas sim um plano de expansão a longo prazo. Após a conclusão do The Merge e a transição para PoS, o rollup é visto como o próximo marco importante. Em 2023, o roteiro centrado no rollup obteve progressos significativos: o lançamento do EIP-4844 blobs aumentou consideravelmente a largura de banda de dados do L1, e vários rollups EVM já entraram na primeira fase. Cada L2 existe como uma fragmentação independente, e a diversidade na implementação de fragmentação tornou-se uma realidade.
Amostragem de Disponibilidade de Dados ( DAS ) de desenvolvimento adicional
A amostragem de disponibilidade de dados ( DAS ) é outra tecnologia chave do The Surge, destinada a resolver problemas de disponibilidade de dados. Em redes descentralizadas, é crucial que todos os nós possam verificar os dados sem a necessidade de armazenar ou baixar todo o conteúdo. O DAS permite que os nós verifiquem os dados sem acessar o conjunto completo de dados, melhorando assim a escalabilidade e a eficiência.
Vitalik destacou duas formas de DAS: PeerDAS e 2D DAS. O PeerDAS promete aumentar a segurança dos rollups. O 2D DAS realiza amostragem aleatória não apenas dentro do blob, mas também entre os blobs. Através do DAS, o Ethereum pode processar uma maior quantidade de dados, alcançando rollups mais rápidos e de baixo custo, sem comprometer a descentralização.
O futuro requer mais pesquisa para determinar a versão ideal do 2D DAS e suas propriedades de segurança. Vitalik propôs várias possíveis rotas de longo prazo:
É importante notar que, mesmo decidindo executar a expansão diretamente no L1, essas opções ainda existem. Porque se o L1 tiver que processar um grande número de transações, os blocos ficarão muito grandes, e os clientes precisarão de métodos de verificação eficientes, tendo que usar as mesmas tecnologias que os rollups.
Plasma e outras soluções
Além do Rollup, a solução de escalabilidade off-chain proposta inicialmente, Plasma, também é uma solução L2 importante. O Plasma cria sub-redes que processam transações de forma independente, enviando resumos para a rede principal periodicamente. Para cada bloco, os operadores enviam provas de Merkle aos usuários que demonstram as mudanças no estado dos ativos. Os usuários podem retirar ativos fornecendo a prova de Merkle, mesmo que haja problemas de disponibilidade de dados.
Embora o desenvolvimento do Plasma esteja relativamente atrasado em relação ao rollup, Vitalik ainda o considera uma parte importante do conjunto de ferramentas de escalabilidade do Ethereum. Além disso, a melhoria das técnicas de compressão de dados e das provas criptográficas também ajuda a aumentar a eficiência do rollup e de outras soluções L2.
Melhoria da Interoperabilidade entre L2
Os principais desafios que o atual ecossistema L2 enfrenta são a fraca interoperabilidade entre L2. Vários aspectos-chave para melhorar a interoperabilidade entre L2 incluem:
Essas melhorias não são apenas questões técnicas, mas também exigem a cooperação social entre L2, carteiras e L1.
Continuar a expandir o Ethereum L1
Vitalik acredita que é muito importante expandir o Ethereum L1 em si e garantir que ele possa suportar mais casos de uso. Existem três estratégias para a expansão do L1:
Essas estratégias têm suas compensações e precisam ser escolhidas de acordo com a situação específica.
Descentralização e segurança
O equilíbrio entre escalabilidade e descentralização é um tema que Vitalik enfatiza repetidamente. Muitas blockchains sacrificam a descentralização em troca de alta capacidade de processamento, mas Vitalik defende que a Ethereum deve manter a descentralização enquanto se expande. Rollup e DAS são vistos como métodos para aumentar a capacidade enquanto se mantém a descentralização.
À medida que a Ethereum avança para um futuro centrado em rollups, garantir a confiança sem necessidade desses sistemas é crucial. Embora os rollups tenham se mostrado eficazes, ainda existem riscos que precisam de testes rigorosos e iterações.
Perspectivas para The Surge
Após o Surge, Vitalik imaginou que o Ethereum não só poderia ser escalável, mas também manter-se completamente descentralizado, seguro e sustentável. Esta visão inclui a expansão do L1 através de rollups e DAS, a construção de algoritmos de consenso mais eficientes, a melhoria das ferramentas de desenvolvimento e o cultivo do ecossistema de dApps.
O roteiro do Ethereum enfrenta vários desafios, como a implementação em larga escala de rollups, garantir a segurança do L2, preparar-se para a era quântica, entre outros. Mas se conseguir superar esses obstáculos, o Ethereum consolidará sua posição como o núcleo do Web3.
No campo em rápida evolução da blockchain, o Ethereum se destaca ao se concentrar na escalabilidade sem sacrificar a descentralização. Se o The Surge for bem-sucedido, pode mudar novamente o panorama da tecnologia blockchain nos próximos anos.