Uma explicação sobre a transição do Ethereum 1.0 para o Ethereum 2.0

A recente atualização de Londres do Ethereum gerou grande entusiasmo em todo o setor de ativos de criptografia. Por que a atualização de Londres é tão importante? Porque é uma etapa crucial na transição do Ethereum de 1.0 para 2.0. Desde o seu nascimento, a rede Ethereum passou por várias atualizações de hard fork. A primeira ajustou a dificuldade de mineração, a segunda foi a forquilha “Homestead”, a terceira foi a “forquilha DAO e Blockchain” devido a um ataque de hacker. Em novembro de 2016, foi realizada a quarta forquilha para redução de peso e prevenção de ataques DDoS. Em março de 2019, para aumentar a velocidade e a capacidade, foram implementadas as atualizações “Constantinopla e St. Petersburg”. Em abril de 2021, para otimizar o desempenho da rede principal, o Ethereum executou novamente a “atualização de Berlim”… até a atualização de Londres do Ethereum em 4 de agosto de 2021. À medida que avança, as atualizações da rede Ethereum se tornam mais frequentes.

Por que o Ethereum tem tantas atualizações? Como o Ethereum passou de 1.0 para 2.0? Quais são os principais estágios envolvidos?

01 Por que o Ethereum tem tantos Hard Forks?

O grandioso plano do “computador mundial” e “plataforma global de código aberto” do Ethereum, baseado no mecanismo de consenso blockchain POW, estabelece o destino do Ethereum de estar em constante atualização. A “plataforma global de código aberto” do Ethereum deve suportar aplicações, portanto, a maior exigência sobre a camada base é: velocidade de processamento extremamente alta. Mas essa é precisamente a falha do mecanismo de consenso POW. POW, público e transparente, descentralizado e de alta segurança, mas: a velocidade de processamento de transações é muito lenta. O Bitcoin, que utiliza o mecanismo de consenso POW, pode processar apenas 7 transações por segundo; o Ethereum, que também usa o mecanismo de consenso POW, não tem uma velocidade alta, processando apenas 15 transações por segundo. Assim, quanto mais o desenvolvimento da rede Ethereum cresce, mais usuários e mais aplicações desenvolvidas na cadeia haverá, e as atualizações serão mais frequentes.

Além disso, as confirmações de transações do Ethereum têm adotado um modelo de leilão nos últimos 6 anos. Ou seja, quando várias transações aparecem diante dos mineradores ao mesmo tempo, a transação com a taxa de transação mais alta é escolhida para ser confirmada primeiro. Isso resulta em: durante períodos de pico na rede, as taxas de transação disparam, e para que uma transação seja confirmada rapidamente, é necessário pagar taxas elevadas; alguns usuários que pagam menos pela transação podem nem mesmo conseguir uma confirmação. Essa confirmação rápida de transações a um custo extremamente alto, e a confirmação de baixa taxa com atraso infinito, prejudicarão grandemente o ecossistema da rede Ethereum.

Além disso, um problema frequentemente criticado do mecanismo de consenso POW é: o consumo excessivo de recursos, não sendo ecológico; o mecanismo POW também pode levar à concentração crescente da mineração. Com o aumento do poder de computação e os custos de mineração cada vez mais altos, isso resulta em que apenas um pequeno grupo de pessoas com grandes capitais pode realizar a mineração. 65% da mineração de Bitcoin é realizada por grandes grupos de mineração. E para usuários comuns, executar um nó completo para validar e registrar dados da blockchain se torna cada vez mais difícil. Essa tendência de concentração do poder de computação dos mineradores e dos nós completos já fez com que a rede não fosse mais descentralizada como inicialmente idealizado, o que é muito prejudicial para a segurança de todo o protocolo.

Esta é a razão pela qual o Ethereum passou por várias forquilhas de atualização, e até mesmo por uma atualização revolucionária, permitindo que o Ethereum saltasse de 1.0 para 2.0.

02 O que é o Ethereum 2.0?

Então, o que é o Ethereum 2.0? Quais são as diferenças em relação ao Ethereum 1.0? Como o Ethereum está passando de 1.0 para 2.0? Desde o seu nascimento, o Ethereum planejou um roteiro de desenvolvimento detalhado:

Primeira fase: Fronteira (Frontire); Fronteira, que é o nascimento da versão inicial do Éter.

Segunda fase: HomeStead; Após a segunda atualização de forquilha da rede principal em março de 2016, foi lançado a primeira versão estável, chamada “HomeStead”. Após essa versão, o projeto Ethereum cresceu rapidamente.

Terceira fase: Metrópole. Nesta fase, a segurança do Ethereum é aprimorada, a redação de contratos inteligentes é melhorada e o desempenho da rede principal é otimizado. A rede Ethereum entra oficialmente em um período de maturidade, mostrando gradualmente seu poder. A prosperidade das “Ofertas Iniciais de Moedas (Initial Coin Offering, ICO)” em 2017, a ascensão do ecossistema DeFi em 2020 e o calor dos NFTs na cadeia trouxeram uma série de oportunidades de riqueza na cadeia. Ao mesmo tempo, as falhas inerentes da rede sob o mecanismo de consenso POW tornam-se evidentes.

Quarta fase: Tranquilidade. Na fase de tranquilidade, o Ethereum fará a transição oficial do mecanismo de prova POW para o mecanismo de prova POS e desenvolverá um segundo plano de expansão, melhorando significativamente a eficiência operacional da rede Ethereum. Especificamente, isso significa que deve resolver completamente os problemas de congestionamento da rede Ethereum acumulados ao longo do tempo e as altas taxas de transação, ao mesmo tempo em que deve considerar a segurança descentralizada da rede, buscando um equilíbrio e solução ideal no triângulo impossível da blockchain. Isso permitirá que o Ethereum realize um “ecossistema completo de aplicações”, uma velocidade de processamento ultrarrápida e o plano de “computador mundial” com o desenvolvimento colaborativo de várias redes.

Em resumo, as três primeiras fases foram uma longa exploração e ajustes do Ethereum na versão 1.0; a fase de tranquilidade é necessária para completar o salto qualitativo do Ethereum 2.0, podendo até mesmo afirmar que “tranquilidade” é o Ethereum 2.0.

03 Como é que a rede Ethereum passou de 1.0 para 2.0?

Então, como a rede Ethereum passou de 1.0 para 2.0, quais são os principais aspectos envolvidos?

1. Lançamento da cadeia de sinalização.

A maior mudança de Ethereum 1.0 para 2.0 é a capacidade de passar de POW para POS, portanto, a cadeia Ethereum deve ser capaz de minerar com POS. Assim, a Ethereum lançou a cadeia Beacon em 1 de dezembro de 2020, permitindo que os usuários utilizem contratos inteligentes na Ethereum para apostar ETH e participar do POS, obtendo recompensas. No entanto, a cadeia Beacon atual ainda não possui a capacidade de processar transações e executar contratos, e o ETH apostado e as recompensas obtidas estão bloqueados; espera-se que para retirá-los sejam necessários pelo menos 2 anos.

2. Para que o Ethereum prospere, é necessário resolver o problema das taxas de transação.

O problema das taxas de transação do Ethereum existe há muito tempo. Finalmente, na atualização de Londres em 4 de agosto de 2021, foi resolvido. O conteúdo importante da atualização de Londres é o design do EIP-1559. O EIP-1559 alterou o modelo de taxa anteriormente baseado em leilão completo para o modelo de “taxa base + gorjeta”. A taxa base é obrigatória e seu nível de taxa é determinado com base na taxa base do bloco anterior e na taxa de utilização dos recursos do bloco; a parte da gorjeta é a taxa que os usuários pagam opcionalmente para “furar a fila” e confirmar a transação. Isso suavizou as taxas de confirmação de transações, evitando que as taxas de confirmação rápida aumentassem indefinidamente e que as taxas baixas não pudessem ser confirmadas. Assim, garantiu eficiência e, até certo ponto, considerou a equidade.

Além disso, o design do EIP-1559 faz com que a taxa base de cada transação seja destruída. Isso significa que: quanto mais atividades econômicas ocorrem dentro da economia da rede Ethereum, maior será a quantidade de ETH destruída. Do ponto de vista econômico: a destruição de ETH como taxa base leva a uma certa deflação do Ethereum; e, com a otimização baseada em taxas, quanto mais aplicações econômicas ocorrerem na cadeia Ethereum, mais será necessário ETH como compra; e, como venda, parte da receita dos mineradores é destruída, o que aumentará ainda mais a capacidade de armazenamento de valor do Ethereum.

3. Explosão de dificuldade de design, fazendo com que os mineradores mudem de mineração POW para POS.

Em teoria, o POS é realmente mais eficiente e ecológico do que o POW, e após a atualização de Londres, as taxas de transação também são mais baixas. Claro que os usuários de transações na rede pública Ethereum e os empresários certamente votariam com os pés a favor do POS, mas como fazer com que os mineradores abandonem o POW e se voltem para o POS? Essa dificuldade é muito maior. Os mineradores investiram uma grande quantidade de capital, comprando máquinas de mineração e construindo minas. De repente, pedir que eles abandonem toda essa capacidade produtiva e escolham outra pista para levantar capital e minerar do zero. Isso é muito difícil.

Se o Ethereum apenas lançar a cadeia de sinalização, permitindo que a mineração POW e POS ocorram simultaneamente, então o Ethereum pode ter dificuldades para entrar na versão 2.0. Os mineradores podem continuar a insistir na mineração POW, resultando em um impasse.

Por isso, o Ethereum projetou a dificuldade de mineração explosiva. Mas foi originalmente planejado para ser lançado juntamente com a atualização de Londres, mas foi adiado repetidamente. Por que será?

A dificuldade explode, essencialmente aumentando a dificuldade de mineração para os mineradores de POW. E essa dificuldade aumenta de forma geométrica. Ou seja, chega a um certo ponto, a mineração se torna muito difícil, e os mineradores podem não conseguir nada. De forma clara: a explosão de dificuldade é um design que força os mineradores a desistir do POW. Se os mineradores não estiverem satisfeitos, isso pode facilmente levar a uma forquilha. Porque a essência do funcionamento da blockchain é o “consenso”. Além disso, se o mecanismo POS não resolver a eficiência de confirmação de transações, juntamente com a descentralização e segurança; a cadeia POW, devido à explosão de dificuldade, impedindo a mineração, leva à impossibilidade de confirmação de transações, causando congestionamento de rede. Isso pode levar diretamente ao colapso da rede Ethereum. Portanto, como utilizar a explosão de dificuldade para permitir uma transição suave do POW para o POS é muito importante.

Uma coisa que é óbvia: pelo menos antes da explosão da dificuldade, o desempenho da cadeia POS deve ser suficientemente grande para assumir a carga de trabalho do POW, suportando todos os processos de transação. Deve ser eficiente, ao mesmo tempo que atende aos requisitos de descentralização e segurança.

Para isso, o Ethereum tem uma solução? Sim, usando cadeias em fragmentos.

4. cadeia de fragmentos.

Muitas vezes, pensamos que o avanço notável do desempenho do Ethereum 2.0 se deve à mudança de POW para POS. Na verdade, o POS não pode reduzir diretamente a congestão da rede ou aumentar a velocidade de processamento de transações, mas o POS possibilita o Shard. O shard é a tecnologia chave que melhora a eficiência da rede, permitindo que a rede blockchain passe de processar dezenas de transações por segundo para milhares ou até centenas de milhares. Como essa tecnologia realmente melhora a escalabilidade da rede?

Atualmente, a Ethereum possui apenas uma rede principal, e os blocos são gerados em sequência. Assim, a velocidade de geração de blocos e o número de transações que cada bloco pode registrar determinam o número de transações que a Ethereum pode processar por segundo. É como se, em um supermercado, apenas uma caixa estivesse aberta. Todos devem fazer fila para pagar nessa única caixa. A menos que o supermercado esteja vazio, será muito difícil fazer o pagamento rapidamente. Mas se várias caixas forem abertas ao mesmo tempo, a eficiência aumentará consideravelmente.

A fragmentação shard é precisamente esse princípio. Para aumentar a velocidade de processamento de transações, o Ethereum 2.0 divide a cadeia única que suportava dados e validava nós em 64 cadeias de fragmentos, processando transações simultaneamente. É evidente que essa abordagem aumentará muito a eficiência. No entanto, cada cadeia processa informações de forma independente, e as informações não são sincronizadas em toda a rede, então isso não facilitaria o gasto duplo e ações maliciosas? A abordagem do Ethereum 2.0 é: as diferentes informações dos fragmentos se comunicam, permitindo que transações entre fragmentos diferentes também sejam confirmadas; e projetou a cadeia beacon como a cadeia principal, estabelecendo contratos inteligentes na cadeia beacon para distribuir aleatoriamente os nós de validação; 128 nós de validação formarão um comitê para gerar blocos e distribuir recompensas; e após a geração de 64 blocos, a cadeia beacon selecionará aleatoriamente uma nova rodada de nós de validação. Isso ajuda a prevenir significativamente a possibilidade de ações maliciosas.

Além disso, para prevenir de forma mais rigorosa ataques de double spend e comportamentos maliciosos dos nós, o Ethereum 2.0 adota um mecanismo de punição para os malfeitores. Ou seja, uma vez que um nó malicioso é descoberto, todo o ETH que ele tinha em staking será confiscado. Isso é muito mais severo do que a punição do mecanismo POW para os “malfeitores”.

Essa camada de defesa melhora significativamente a segurança da operação da blockchain sob o mecanismo POS, não ficando atrás do mecanismo POW.

04 Conclusão

Apenas, esta tecnologia é realmente muito complexa. Ethereum ainda está em desenvolvimento. Para implementar completamente a tecnologia de fragmentação, e integrar todos os dados da versão 1.0, provavelmente ainda levará muito tempo. Portanto, o futuro do Ethereum 2.0 é promissor, mas não devemos ser precipitados. O que realmente importa é acompanhar o progresso técnico do projeto Ethereum. É por isso que, ao investir em criptomoedas, enfatizamos a importância da equipe técnica por trás da moeda. Isso porque a tecnologia pode parecer distante e incerta, mas é extremamente importante para o investimento em moedas. Elas são a chave para saber se uma moeda ou uma cadeia pode se desenvolver. **$DOGE **$DOT