Do Ethereum 1.0 ao Ethereum 2.0

A recente atualização de Londres ainda ecoa na indústria das criptomoedas. Sua importância deriva do papel crítico que desempenha na transição do Ethereum de ETH 1.0 para ETH 2.0. A atualização do Ethereum procede passo a passo e, desde o início da rede Ethereum, ocorreram várias bifurcações. Na fase inicial, a primeira atualização foi um ajuste de dificuldade de mineração, a segunda foi a "bifurcação Homestead", e a terceira foi a "bifurcação DAO" em resposta a um ataque hacker. Em novembro de 2016, surgiu a quarta bifurcação para prevenir ataques DDoS e reduzir o estado da blockchain. Em março de 2019, ocorreram as bifurcações "Constantinople" e "Istanbul" para acelerar o escalonamento e melhorar a segurança. Em abril de 2021, a "Atualização Berlin" foi implementada para otimizar o desempenho da rede principal do Ethereum. E quatro meses depois, em 04-08-2021, a bem recebida "atualização de Londres" foi ativada. Quanto mais estabelecida a rede Ethereum, mais frequentes se tornaram as atualizações.

Agora você pode perguntar, por que houve tantas atualizações de rede? Como o Ethereum será atualizado do ETH 1.0 para o ETH 2.0? E quais são os links essenciais envolvidos?

Por que houve tantas atualizações de bifurcação?

Para começar, o grande projeto do Ethereum de "computador mundial" e "plataforma global de código aberto" é construído sobre seu mecanismo de consenso de uma rede blockchain PoW, onde a atualização contínua do Ethereum é "inevitável". Sua "plataforma global de código aberto" executará aplicações sobre aplicações, exigindo assim uma velocidade de processamento super alta da cadeia subjacente. Mas é precisamente aí que reside a desvantagem do mecanismo de consenso PoW. O PoW tem todas as vantagens como abertura, transparência, descentralização e alta segurança, mas sua velocidade de processamento de transações está abaixo do padrão. O TPS médio aproximado da blockchain Bitcoin é cerca de 7, enquanto o Ethereum, em contraste, poderia processar aproximadamente 15 transações por segundo. Assim, quanto maior a rede Ethereum cresce, mais usuários e mais aplicações são desenvolvidos na cadeia, mais intensivas e frequentes serão as atualizações necessárias.

Além disso, nos últimos seis anos, o mecanismo de confirmação de transação do Ethereum tomou forma em leilões de primeiro preço. Ou seja, quando há múltiplas transações para serem confirmadas ao mesmo tempo, os mineradores preferem aquelas com taxas mais altas. Como resultado, as taxas de transação dispararam durante o período de pico da rede, forçando os usuários a gastar taxas adicionais para priorizar transações. E se não o fizerem, para alguns usuários que oferecem uma taxa de transação mais baixa, suas transações serão negligenciadas. Como resultado, o custo da confirmação rápida de transação aumenta muito, e a confirmação de transações de baixo custo é infinitamente atrasada, o que prejudicará muito o ecossistema da rede Ethereum.

Por outro lado, o mecanismo de consenso PoW também é criticado por seu consumo excessivo de recursos, que não é apenas prejudicial ao meio ambiente, mas também concentra taxas de hash para os mais ricos. Com o aumento nas taxas de hash totais, o custo da mineração de criptomoedas está ficando mais alto, e assim apenas alguns com recursos financeiros podem participar do jogo. Atualmente, 65% da mineração de Bitcoin é feita por grandes grupos de mineração, tornando cada vez mais difícil para o usuário médio executar um nó completo para verificar e registrar dados da blockchain. A centralização das taxas de hash e nós completos tornou a cadeia menos descentralizada do que originalmente pensado, o que coloca em risco a segurança de todo o protocolo.

É por isso que o Ethereum adotou tantas bifurcações, mesmo através do salto revolucionário do ETH 1.0 para o ETH 2.0.

O que é Ethereum 2.0?

Então, o que é Ethereum 2.0, e como ele é diferente do Ethereum 1.0? O que o Ethereum fará para completar a transição? Desde seu início, o Ethereum tem seguido um roteiro de desenvolvimento detalhado que estabeleceu os seguintes marcos principais:

Fase 1: Frontier, o lançamento inicial da rede Ethereum.

Fase 2: Homestead.

Foi o primeiro lançamento estável após a segunda atualização da rede principal do Ethereum em março de 2016. Desde então, projetos baseados em Ethereum proliferaram.

Fase 3: Metropolis.

Nesta fase, uma série de inovações foram introduzidas para tornar a programação de contratos inteligentes mais fácil e a rede mais segura e eficiente. Isso marca a maturidade da rede Ethereum. Do boom do ICO em 2017 à ascensão do DeFi e NFT em 2020, toda a comunidade blockchain testemunhou o sucesso do Ethereum ao abrir novas oportunidades para criação de riqueza. Ao mesmo tempo, as deficiências inerentes de seu consenso PoW também foram colocadas em evidência.

Fase 4: Serenity.

O lançamento do Serenity desencadeará uma mudança do consenso PoW para PoS, direcionando assim a rede para um futuro escalável. Fazer isso aumentará drasticamente a capacidade de processamento do Ethereum. Especificamente, fornece uma solução definitiva para problemas de longa data, como congestionamento e altas taxas de gas, e equilibra segurança, escalabilidade e descentralização. O objetivo é fazer do Ethereum o computador mundial, trazendo um ecossistema completo e uma alta velocidade de processamento.

Em resumo, as três fases anteriores são projetadas para abrir caminho para o Ethereum 2.0. E Serenity é o que torna a transição para o Ethereum 2.0 uma realidade. É justo dizer que Serenity é Ethereum 2.0 por direito próprio.

C omo o Ethereum fará a transição do ETH 1.0 para o ETH 2.0?

Então, como o Ethereum fará a transição do ETH 1.0 para o ETH 2.0? Quais são os links essenciais envolvidos?

1) Lançamento da Beacon Chain

O coração da transição para o Ethereum 2.0 é uma mudança de PoW para PoS, tornando o staking necessário. Em vista disso, o Ethereum lançou a Beacon Chain em 01-12-2020, para que todos os usuários possam usar contratos inteligentes para fazer stake de seus Ether na cadeia PoS e receber recompensas por sua participação. Por enquanto, no entanto, a Beacon Chain não é capaz de processar transações nem executar contratos. E os tokens em stake e as recompensas PoS permanecerão bloqueados por pelo menos mais dois anos.

2) Reformulando o Mecanismo de Precificação de Transações para um Ecossistema Mais Próspero

As altas taxas de gas no Ethereum não foram resolvidas até o lançamento da atualização de Londres em 04-08-2021. Uma das mudanças introduzidas nesta bifurcação é o EIP-1559, que permite que a rede mude de um sistema de leilão de primeiro preço para um novo que cobra uma "taxa base" e uma "gorjeta" para cada transação. Embora uma taxa base seja obrigatória, ela depende da quantidade de gas usado para incluir uma transação no bloco anterior e quão cheio está o bloco. Além disso, os mineradores podem receber uma gorjeta dos usuários que desejam que suas transações sejam priorizadas. Desta forma, os usuários não precisam mais pagar um alto preço por uma validação rápida, nem correrão o risco de ter suas transações excluídas por não pagarem generosamente. Isso permite que o Ethereum mantenha as taxas de transação sob controle e alcance um equilíbrio entre eficiência e igualdade.

Além disso, a taxa base para cada transação será queimada sob o EIP-1559. Isso significa que mais Ether sairá de circulação com cada nova atividade econômica ocorrendo no Ethereum, tornando o Ethereum uma moeda deflacionária. Essas mudanças no mecanismo de precificação de transações tornarão o Ethereum mais atrativo para desenvolvedores de DApp e compradores. Para os vendedores, seus tokens se tornarão ainda mais valiosos à medida que parte da renda dos mineradores é destruída.

3) Projetou uma bomba de dificuldade para forçar os mineradores a mudarem para PoS do PoW.

Teoricamente, PoS é mais eficiente e econômico em energia do que PoW, e as taxas de transação diminuem após a atualização de Londres. Portanto, é uma escolha natural para comerciantes e proprietários de negócios que usam as cadeias públicas Ethereum votar pelo PoS. Mas uma questão muito mais difícil é como fazer isso acontecer. Os mineradores investiram pesadamente na compra de equipamentos e construção de fazendas de mineração. Seria uma missão impossível para eles abandonar a produtividade existente e começar tudo de novo do zero em outro padrão.

Lançar a beacon chain e permitir que PoW e PoS coexistam sozinhos não poderia garantir uma atualização fácil para o Ethereum 2.0. Aparentemente, os mineradores podem se ater ao PoW e as coisas chegarão a um impasse.

É por isso que a bomba de dificuldade foi projetada. Estava inicialmente programada para ser lançada com a atualização de Londres, mas por que está sendo adiada repetidamente?

A bomba de dificuldade tem como objetivo tornar a mineração PoW mais difícil. Em determinado estágio, os níveis cada vez mais difíceis privarão os mineradores de quaisquer recompensas. Em suma, a bomba de dificuldade serve para forçar os mineradores a abandonarem o PoW. A insatisfação dos mineradores pode facilmente levar a uma bifurcação, pois a operação da blockchain é construída sobre consenso. Além disso, se o mecanismo PoS não conseguir resolver problemas como eficiência de confirmação de transações e equilíbrio entre descentralização e segurança, e os mineradores não puderem minerar quando a bomba de dificuldade for detonada, a confirmação da transação será negada e a rede ficará congestionada. No final, o Ethereum entrará em colapso. Isso torna uma transição suave do PoW para o PoS usando a bomba de dificuldade uma prioridade máxima.

Uma coisa é óbvia. A cadeia PoS deve ser competente o suficiente para substituir o PoW no processamento da transação antes da detonação. Deve ser eficiente enquanto atende aos requisitos de descentralização e segurança.

O Ethereum tem uma solução para isso? Sim, as cadeias de fragmentos.

4) Cadeias de fragmentos.

Em muitos casos, atribuímos o súbito salto de desempenho do Ethereum 2.0 à mudança do PoW para o PoS. O fato é que o PoS não pode reduzir diretamente o congestionamento da rede ou acelerar o processamento de transações. O truque é que o PoS torna possível a fragmentação, que faz a mágica de aumentar a eficiência da rede e aumentar as transações por segundo de dezenas para centenas de milhares. Como exatamente isso aumenta a escalabilidade?

O Ethereum tem apenas uma cadeia pública, na qual os blocos são gerados sequencialmente. A velocidade de geração de blocos e o número de transações que cada bloco pode registrar determinam quantas transações o Ethereum pode processar por segundo. Imagine uma cena assim: um supermercado só abre um caixa e todos devem fazer fila naquele caixa para pagar. A menos que o movimento do supermercado seja fraco com poucos clientes, o pagamento rápido seria extremamente difícil. Mas se vários caixas estiverem operando ao mesmo tempo, a eficiência aumentará.

O mesmo acontece com a fragmentação. Para tornar o processamento de transações mais rápido no Ethereum 2.0, 64 cadeias de fragmentos serão criadas a partir da cadeia original que carrega dados e verifica nós. Obviamente, essa abordagem aumentará muito a eficiência. No entanto, se cada cadeia processar informações separadamente e as informações não forem sincronizadas em toda a rede, o gasto duplo e atos maliciosos não se tornarão fáceis? O Ethereum 2.0 lida com isso em quatro etapas: as informações são compartilhadas entre fragmentos, atribuindo a confirmação de transações a diferentes fragmentos; a cadeia beacon é feita a cadeia principal, na qual contratos inteligentes são estabelecidos para atribuir e verificar nós aleatoriamente; 128 validadores formarão um comitê para gerar blocos e alocar recompensas; e após cada 64 blocos serem gerados, a cadeia beacon reelegerá uma rodada de validadores aleatórios. Todas essas medidas podem prevenir grandemente a possibilidade de atos maliciosos.

Para minimizar o gasto duplo e nós maliciosos, o Ethereum 2.0 adota um mecanismo para punir atores maliciosos. Todo o ETH depositado será confiscado quando um nó for descoberto fazendo mal. Esta punição é muito mais severa do que no mecanismo PoW.

Tudo isso garante uma operação blockchain suave e segura sob o mecanismo PoS, rivalizando com a operação sob o mecanismo PoW.

Conclusão

No entanto, o pacote tecnológico é muito complicado para o Ethereum lançar imediatamente. Pode levar muito tempo para ver um Ethereum totalmente fragmentado que carrega todos os dados existentes. O Ethereum 2.0 tem um futuro promissor, mas deve fazer as coisas devagar. Isso também depende do progresso tecnológico do projeto Ethereum. Por que investir em criptomoeda? Devemos valorizar a competência tecnológica da equipe de desenvolvimento. Embora a tecnologia possa parecer distante de nós, ela é crítica para o investimento em moedas e se uma moeda ou uma cadeia pode continuar crescendo.