Como a atualização Ethereum Cancun está a remodelar a escalabilidade: de avanços técnicos a aplicações práticas

Pontos-chave

• No dia 13 de março de 2024, o Ethereum implementou a atualização Cancun-Deneb na mainnet, um marco crucial na introdução do Proto-Danksharding no roteiro do Ethereum 2.0.
• Através das quatro propostas de melhoria do Ethereum, EIP-4844, EIP-1153, EIP-4788 e EIP-6780, esta atualização reduz significativamente os custos de transação da Layer 2 e melhora a capacidade de processamento da rede.
• Proto-Danksharding introduziu a estrutura de dados Blob, permitindo que os Rollups de Layer 2 armazenem dados temporários a um custo mais baixo, impulsionando o TPS (transações por segundo) em direção ao nível de 100.000.
• Os principais riscos enfrentados na atualização incluem problemas de compatibilidade com contratos inteligentes existentes e desafios na integração de novas tecnologias de armazenamento de dados.

Da Proof of Work à Proof of Stake: A consolidação da base de expansão do Ethereum

A transição do Ethereum para o mecanismo Proof of Stake (PoS) não é apenas uma atualização do algoritmo de consenso, mas uma base necessária que pavimenta o caminho para a tecnologia Sharding subsequente. Na era do PoW, os mineradores competiam pelo poder de computação para obter o direito de contabilização; enquanto no sistema PoS, os validadores são aleatoriamente alocados em diferentes Shards com base na quantidade de ETH apostada.

A beleza deste design reside no fato de que: o mecanismo de distribuição aleatória reduz significativamente a possibilidade de ataques às shards, enquanto dispersa o trabalho de validação em várias shards paralelas, permitindo que toda a rede processe um número múltiplo de transações simultaneamente. Em comparação com a ineficiência do Proof of Work, que requer a participação de toda a rede no cálculo, o Sharding no ambiente PoS pode realizar um processamento verdadeiramente paralelo.

A era Cancun após a atualização Shanghai do Ethereum

Se a atualização de Shanghai estabeleceu a base para o staking, a atualização subsequente de Cancun é uma reforma sistemática da eficiência da rede. A atualização Cancun-Deneb (também conhecida como Dencun) não surgiu do nada, mas foi cuidadosamente projetada com base em quatro propostas de melhoria específicas do Ethereum (EIPs):

Interpretação da proposta de melhoria central

EIP-4844: Implementação do Proto-Danksharding Esta é a proposta mais revolucionária das quatro. Introduz o conceito de “Blob” (objetos binários grandes) - uma estrutura de armazenamento de dados temporária que pode ser automaticamente limpa após cerca de 18 dias de existência no bloco. Para o Layer 2 Rollup, isso significa que eles não precisam armazenar permanentemente todos os dados de transações na cadeia principal do Ethereum, mas podem aproveitar o espaço de armazenamento temporário barato. Qual é o resultado? As taxas de Gas no Layer 2 podem cair entre 50% a 90%.

EIP-1153: Otimização do armazenamento de curto prazo Esta proposta reduz o consumo de Gas das operações de armazenamento em contratos, introduzindo um mecanismo de armazenamento temporário (transient storage) que permite aos contratos inteligentes armazenar dados temporariamente dentro da mesma transação, sem a necessidade de operações de armazenamento permanente dispendiosas.

EIP-4788: Ponte para comunicação entre cadeias Esta proposta expõe diretamente o estado da Beacon Chain à camada de execução, estabelecendo a base para interações cross-chain mais complexas no futuro e aumentando a interoperabilidade entre o Ethereum e outras redes blockchain.

EIP-6780: Reforço da segurança de contratos inteligentes Ao limitar os cenários de uso do código de operação SELFDESTRUCT, reduz-se o risco de destruição de contratos maliciosos, aumentando a segurança dos fundos dos usuários.

Implementação progressiva do Danksharding

Danksharding, como conceito proposto pelo pesquisador da Ethereum Dankrad Feist, representa o esquema de fragmentação da fase final do Ethereum 2.0 (Serenity). Ao contrário do Sharding tradicional, que atribui criadores de blocos independentes a cada fragmento, o Danksharding requer apenas um proponente de bloco, otimizando a disponibilidade de dados através de uma arquitetura simplificada.

Proto-Danksharding é a implementação protótipo dessa visão - mantém as características chave do Danksharding, mas adota uma transição mais suave. Com a introdução da estrutura de dados Blob, as aplicações Layer 2 podem beneficiar-se imediatamente, enquanto o quadro completo do Danksharding continua em desenvolvimento.

Como as transações Blob estão a mudar o ecossistema

As transações Blob são um produto direto do Proto-Danksharding. As transações tradicionais do Ethereum exigem que todos os dados sejam registrados permanentemente na blockchain, o que resulta em custos de armazenamento que aumentam exponencialmente com o crescimento da rede. As transações Blob permitem anexar grandes quantidades de dados como pacotes temporários às transações, que são limpos após a validação, reduzindo significativamente a pressão de custo sobre os desenvolvedores.

Para os Rollups Layer 2 (como Arbitrum, Optimism, etc.), isso significa que eles podem submeter provas de transação em massa na Ethereum a um custo muito mais baixo, beneficiando os usuários finais com taxas de Gas significativamente reduzidas.

Cinco Impactos Reais da Atualização de Cancun no Ecossistema

1. Aumento da escalabilidade O Proto-Danksharding, ao introduzir armazenamento de dados temporário, proporciona um salto qualitativo na capacidade de processamento das Rollups Layer 2. O objetivo de 100.000 TPS proposto no roteiro “Surge” oficial do Ethereum torna-se mais alcançável.

2. Queda significativa nos custos para o usuário A curva de custo de dados Blob é completamente independente das taxas de Gas convencionais e, em geral, é mais barata. Isso se traduz diretamente em uma redução de 50% a 90% nas taxas de Gas para usuários de Layer 2, e em certos períodos, até mais.

3. Gestão inteligente do armazenamento de dados O mecanismo de armazenamento temporário do EIP-1153 oferece aos desenvolvedores de contratos inteligentes uma opção de armazenamento mais flexível — para dados que precisam ser armazenados apenas por um curto período, não é mais necessário pagar o alto custo do armazenamento permanente.

4. Fortalecimento da interoperabilidade do ecossistema cross-chain O EIP-4788 fornece uma melhor base técnica para futuras pontes entre cadeias e aplicações multichain ao abrir o estado da beacon chain para a camada de execução.

5. Atualização de segurança do ecossistema de contratos inteligentes O EIP-6780 limita o espaço de abuso do SELFDESTRUCT, reduzindo certos vetores de ataque de vulnerabilidades conhecidas em contratos, protegendo os ativos dos usuários e diminuindo os custos de auditoria.

Desafios reais enfrentados na atualização

Embora as perspetivas de atualização do Cancun sejam promissoras, a sua implementação não está isenta de riscos. Em primeiro lugar, alguns contratos inteligentes antigos podem ter problemas de compatibilidade com o novo método de cálculo de Gas ou mecanismos de armazenamento, exigindo que os projetos se adaptem proativamente. Em segundo lugar, embora a nova estrutura de dados Blob seja mais eficiente, também requer que o software dos nós passe por atualizações e otimizações correspondentes, o que impõe exigências técnicas aos operadores de nós em toda a rede.

Além disso, o Danksharding completo ainda está em desenvolvimento, embora o Proto-Danksharding tenha trazido benefícios imediatos, a implementação da solução final ainda precisa ser testada com cautela.

Cronograma de Atualização e Progresso da Implementação

O upgrade de Cancun estava originalmente programado para ser lançado em outubro de 2023, mas foi adiado para o primeiro semestre de 2024 para garantir testes e auditorias adequados. O upgrade foi oficialmente implementado na mainnet Ethereum em 13 de março de 2024 (época do conjunto de validadores 269.568).

Os operadores de nós e os stakers precisam atualizar a versão do seu software cliente a tempo, garantindo a compatibilidade com a rede atualizada.

Perspectiva: Uma nova era de escalabilidade para Ethereum

A atualização Cancun-Deneb simboliza um marco crucial na transição do Ethereum do design teórico para a usabilidade prática. Com a introdução do Proto-Danksharding, o ecossistema Layer 2 ganhou espaço para respirar, os custos para os usuários diminuíram significativamente e a experiência do usuário em aplicações DeFi e NFT melhorou consideravelmente.

O significado mais profundo é que a atualização Cancun validou a viabilidade da visão de fragmentação do Ethereum, estabelecendo uma base sólida para a implementação final do Danksharding. No futuro, quando o plano completo de fragmentação estiver implementado, o Ethereum poderá ultrapassar o teto de desempenho de 100.000 TPS, tornando-se um suporte confiável para a infraestrutura financeira global.

Para desenvolvedores, apostadores e usuários comuns, o significado desta atualização é evidente - taxas mais baixas, maior velocidade e uma melhor experiência. E isso é exatamente o que mantém a Ethereum à frente na competição com outras blockchains de alto desempenho.