É amplamente reconhecido que o Ethereum enfrenta desafios significativos em termos de escalabilidade. Desde que Vitalik Buterin levantou o conceito do Trilema, este tem sido um tópico central de debate na comunidade blockchain. A EIP-4844, uma proposta para resolver os obstáculos de escalabilidade enfrentados pela rede Ethereum, surgiu em resposta a este problema.
Ethereum: Uma breve descrição histórica
O Ethereum estabeleceu-se como uma das plataformas de blockchain mais influentes e revolucionárias desde o seu lançamento em 2015. Criado por Vitalik Buterin e outros co-fundadores, o Ethereum introduziu o conceito de contratos inteligentes, programas que correm na cadeia de blocos e permitem a criação de aplicações descentralizadas(dApps). Esta inovação abriu um leque de possibilidades, desde as finanças descentralizadas (DeFi) até aos jogos digitais e aos objectos de coleção (NFT).
À medida que o Ethereum cresceu em popularidade, também enfrentou desafios significativos, especialmente em termos de escalabilidade. A escalabilidade refere-se à capacidade da rede para tratar eficientemente um número crescente de transacções. Nos seus primórdios, o Ethereum podia processar cerca de 15 transacções por segundo (tps), o que não era suficiente para suportar a sua crescente adoção e as exigências dos dApps.
As limitações na escalabilidade levaram a vários problemas, como o aumento das taxas de gás (o custo de transação e execução de contratos inteligentes no Ethereum) e tempos de confirmação mais lentos durante períodos de grande procura. Estes problemas não só afectam a experiência do utilizador, como também limitam o potencial do Ethereum para servir aplicações de grande escala.
A importância da fragmentação e da otimização de tarifas
Para enfrentar estes desafios, a comunidade Ethereum tem estado a trabalhar numa série de actualizações e propostas de melhoria. Uma das principais estratégias para melhorar a escalabilidade é o sharding, que divide a rede em vários shards que podem processar transacções e contratos inteligentes em paralelo, aumentando significativamente o número de tps que a rede pode suportar.
Além disso, foram propostas e aplicadas várias melhorias para otimizar as tarifas do gás e aumentar a eficiência da rede, como a EIP-1559, que introduziu um mecanismo de tarifas do gás mais previsível e queimou uma parte do gás utilizado nas transacções, reduzindo a emissão global de ETH.
Neste contexto, a EIP-4844 é uma proposta de melhoria que promete levar a escalabilidade do Ethereum a um novo nível, introduzindo blobs de dados, que permitem incluir mais dados nas transacções a um custo mais baixo. Este avanço é um passo crucial para a implementação da fragmentação total e representa um esforço significativo para superar os desafios de escalabilidade do Ethereum, garantindo a sua viabilidade a longo prazo como uma infraestrutura para aplicações descentralizadas globais.
O que é o EIP-4844?
EIP-4844, informalmente conhecido como “Proto-Danksharding”, é uma proposta de melhoria do Ethereum que procura resolver um dos desafios mais críticos da rede: escalabilidade. Concebida para otimizar a eficiência da rede e reduzir significativamente as tarifas de gás para as transacções e aplicações descentralizadas (dApps), esta proposta introduz um novo tipo de transação que envolve blocos de dados. Estes blobs permitem a inclusão de grandes quantidades de dados fora da cadeia principal do Ethereum (off-chain) de uma forma mais económica, sem comprometer a segurança e a descentralização da rede.
Contexto e justificação da proposta
Desde a sua criação, o Ethereum registou um crescimento exponencial, não só em termos de valor e adoção, mas também na diversidade e complexidade das aplicações construídas na sua plataforma. No entanto, este sucesso tem sido acompanhado de desafios significativos, especialmente relacionados com a capacidade da rede para processar transacções de forma eficiente e acessível. Antes da EIP-4844, as soluções propostas centravam-se em melhorias incrementais e na implementação futura do sharding como uma solução a longo prazo. A EIP-4844 surge como um passo intermédio para o sharding, procurando aliviar as actuais limitações da rede e abrindo caminho a soluções mais radicais.
Principais inovações e características
A inovação central da EIP-4844 é a introdução dos já referidos “blobs” de dados, que são essencialmente pacotes de dados que podem ser anexados às transacções por um custo de gás muito inferior ao exigido para os dados na cadeia principal. Isto é conseguido mantendo estes dados fora do estado principal do Ethereum, o que reduz a quantidade de dados que os nós precisam de processar e armazenar permanentemente. Embora estes dados blob não sejam executáveis (ou seja, não podem ser utilizados diretamente para executar código de contrato inteligente), são cruciais para as aplicações que requerem a inclusão de grandes volumes de dados, como as das finanças descentralizadas (DeFi), dos jogos em cadeia de blocos e do mercado de fichas não fungíveis (NFT).
A proposta tem também implicações significativas para a segurança e a descentralização do Ethereum. Ao reduzir a carga na rede, a EIP-4844 pode ajudar a manter baixos os requisitos de hardware para operar um nó completo, facilitando uma maior participação na rede e reforçando a sua natureza descentralizada. Além disso, ao otimizar o tratamento dos dados e as transacções, espera-se que esta proposta melhore a resistência da rede a diferentes tipos de ataques e congestionamentos.
Em suma, a EIP-4844 é uma proposta ambiciosa que procura melhorar a escalabilidade do Ethereum, introduzindo uma forma eficiente e económica de lidar com grandes volumes de dados. Ao fazê-lo, espera-se não só reduzir as tarifas de gás e melhorar a experiência do utilizador, mas também preparar o Ethereum para um futuro em que possa servir como espinha dorsal de uma economia global descentralizada.
Blobs de dados: O que são e como funcionam
No coração do EIP-4844 está o conceito de blobs de dados, uma inovação destinada a melhorar drasticamente a capacidade do Ethereum de lidar com grandes volumes de informação de forma eficiente. Um blob de dados é essencialmente um pacote de dados brutos que é anexado a uma transação na rede Ethereum. Ao contrário dos dados tradicionais que são armazenados diretamente na cadeia de blocos, os blobs são concebidos para serem armazenados fora da cadeia, ou fora da cadeia principal, embora permaneçam acessíveis e verificáveis pela rede.
Esta caraterística fundamental permite que os blobs de dados ofereçam uma solução intermédia entre o armazenamento de dados totalmente na cadeia, que é seguro mas dispendioso e limitado em termos de capacidade, e as soluções totalmente fora da cadeia, que podem ser mais baratas e mais escaláveis mas menos seguras e mais difíceis de verificar. Os blobs de dados representam, portanto, um equilíbrio entre segurança, custo e capacidade, permitindo que os desenvolvedores incluam grandes quantidades de dados em seus dApps sem sobrecarregar a rede ou incorrer em altos custos de gás.
Impacto na eficiência da rede
A EIP-4844 e a sua implementação de blobs de dados têm o potencial de transformar significativamente a eficiência da rede Ethereum. Ao permitir que grandes volumes de dados sejam processados e armazenados de forma mais económica, a pressão sobre a cadeia de abastecimento é reduzida. Isto tem um impacto direto na escalabilidade da rede, permitindo o processamento de mais transacções por segundo sem comprometer a integridade e a segurança da cadeia de blocos.
Além disso, ao reduzir a quantidade de dados que cada nó precisa de armazenar e processar diretamente, o EIP-4844 pode ajudar a reduzir os requisitos de hardware para operar um nó Ethereum, facilitando uma maior participação e ajudando a preservar a descentralização da rede.
Vantagens para programadores e utilizadores
Para os criadores de aplicações descentralizadas (dApps), a EIP-4844 abre novas possibilidades para a criação e o funcionamento de aplicações que exigem o tratamento de grandes quantidades de dados, como jogos em cadeia de blocos, mercados de NFTs e plataformas financeiras descentralizadas (DeFi). A capacidade de incluir blobs de dados a um custo reduzido permite aos programadores conceber experiências de utilizador mais ricas e complexas sem se preocuparem com as limitações de escalabilidade e os custos proibitivos das tarifas de gás.
Para os utilizadores finais, isto traduz-se numa experiência mais simples e acessível, com tempos de espera mais curtos e custos mais baixos ao interagir com dApps na rede Ethereum. Ao reduzir os obstáculos económicos e técnicos à utilização de dApps, a EIP-4844 tem o potencial de incentivar uma maior adoção e desenvolvimento de aplicações descentralizadas, contribuindo para o crescimento e diversificação do ecossistema Ethereum.
Proto-Danksharding
O termo “Proto-Danksharding” é um nome coloquial para a EIP-4844, que engloba o objetivo da presente proposta de ser um precursor ou uma fase inicial para a implementação completa da “Danksharding”. Danksharding é uma proposta de escalabilidade futura para o Ethereum que visa dividir a blockchain em vários shards, cada um dos quais processaria transacções e armazenaria dados em paralelo, aumentando significativamente a capacidade global da rede. O prefixo “Proto” indica que a EIP-4844 introduz conceitos e tecnologias essenciais que serão fundamentais para a Danksharding, embora de uma forma mais simplificada e mais fácil de implementar a curto prazo.
Diferenças e semelhanças com o Full Sharding
Ao contrário do sharding completo, que envolve uma reestruturação significativa da blockchain Ethereum para permitir várias cadeias paralelas, o Proto-Danksharding com EIP-4844 concentra-se na introdução de um aprimoramento específico e gerenciável na estrutura de rede atual. Esta melhoria é a inclusão de blobs de dados, que, como mencionado acima, permite que grandes quantidades de dados sejam tratadas de forma mais eficiente sem a necessidade de reorganizar completamente a arquitetura do Ethereum.
Embora o Proto-Danksharding não divida a rede em fragmentos, abre caminho para esta evolução futura ao demonstrar como grandes volumes de dados podem ser tratados e verificados de forma eficiente na blockchain. Ao fazê-lo, estabelece as bases tecnológicas e conceptuais para o Danksharding, assegurando que a comunidade e a infraestrutura Ethereum estarão preparadas para esta mudança quando chegar a altura.
Implicações para a escalabilidade do Ethereum
A implementação do Proto-Danksharding usando o EIP-4844 tem implicações significativas para a escalabilidade do Ethereum. Ao reduzir o custo e aumentar a eficiência do armazenamento de dados, a presente proposta permite que a rede trate um volume muito maior de transacções sem incorrer num aumento proporcional das tarifas de gás. Isto é especialmente relevante para aplicações que exigem a troca ou o armazenamento de grandes quantidades de dados, como os mercados de fichas não fungíveis (NFT), os jogos baseados em cadeias de blocos e as plataformas financeiras descentralizadas (DeFi).
Ao melhorar a capacidade da rede para lidar com dados e transacções, o Proto-Danksharding contribui para uma solução mais imediata e prática para os desafios de escalabilidade do Ethereum, ao mesmo tempo que abre caminho para implementações de sharding mais ambiciosas no futuro. Esta abordagem incremental permite que o Ethereum evolua de forma mais suave e menos disruptiva, garantindo a estabilidade e a segurança da rede enquanto introduz novas tecnologias.
Em conclusão, o Proto-Danksharding representa um passo intermédio crucial para a visão a longo prazo de um Ethereum altamente escalável e eficiente. Ao introduzir tecnologias e conceitos fundamentais para a futura fragmentação da rede, a EIP-4844 não só responde às necessidades imediatas de escalabilidade, como também prepara a Ethereum para a sua próxima grande evolução, mantendo a sua posição como uma das plataformas de blockchain mais avançadas e mais utilizadas no mundo.
EIP-4844 e reduções das tarifas de gás
Uma das promessas mais significativas do EIP-4844 é a sua capacidade de reduzir as taxas de gás na rede Ethereum, uma questão crítica que tem afetado tanto os utilizadores como os programadores. Esta secção analisa a forma como o PEI-4844 pretende resolver este problema, comparando os custos antes e depois da implementação e dando exemplos práticos de poupanças nas transacções.
As taxas de gás são uma preocupação central para a comunidade Ethereum, variando drasticamente com o congestionamento da rede. Durante os picos de grande procura, as tarifas podem aumentar substancialmente, afectando a viabilidade das transacções e dos projectos na rede. A EIP-4844 procura atenuar este problema introduzindo blobs de dados, que permitem incorporar grandes volumes de dados nas transacções a um custo de gás muito inferior ao da atual estrutura tarifária.
Ao passar para um sistema em que os dados podem ser processados e armazenados de forma mais eficiente, a rede pode tratar um maior número de transacções sem um aumento proporcional das tarifas de gás. Isto é possível porque os blobs de dados reduzem a quantidade de dados que têm de ser processados diretamente pela cadeia principal, aliviando assim o congestionamento e reduzindo a procura de recursos de rede.
Comparação de custos antes e depois da EIP-4844
Antes do EIP-4844, o armazenamento de dados na cadeia principal é dispendioso, tanto em termos de espaço como de computação. Por exemplo, a implementação de um contrato inteligente ou a realização de uma transação que exija uma quantidade significativa de dados pode implicar custos proibitivos para os programadores e os utilizadores finais. Com a implementação da EIP-4844, estes custos seriam significativamente reduzidos pela capacidade de anexar blocos de dados às transacções por uma fração do custo.
Para ilustrar, uma transação que anteriormente poderia custar dezenas ou mesmo centenas de dólares em tarifas de gás, especialmente durante períodos de grande procura, poderia ver o seu custo reduzido a uma percentagem significativa desse montante. Esta redução torna a interação com contratos inteligentes e a execução de transacções no Ethereum mais acessível e prática para um maior número de utilizadores.
Exemplos práticos de poupança de transacções
Considera o caso de um jogo baseado em blockchain que precisa de armazenar informações sobre o estado de milhares de jogadores. Antes do EIP-4844, cada atualização de estado podia exigir transacções individuais com elevados custos de gás, tornando-as economicamente inviáveis. Com o EIP-4844, estes dados podem ser consolidados em blobs, reduzindo drasticamente os custos de transação e permitindo uma experiência de jogo perfeita e rentável.
Outro exemplo prático são as plataformas DeFi, que exigem frequentemente a interação com vários contratos inteligentes para executar uma única transação. Com a introdução de blobs de dados, a eficiência destas interacções pode ser aumentada, reduzindo os custos operacionais e facilitando transacções mais complexas a um custo mais baixo.
Implementação e desenvolvimento da EIP-4844
A implementação de uma proposta de melhoria como a EIP-4844 numa rede tão grande e complexa como a Ethereum é um processo que envolve várias fases, desde a conceção inicial e os testes até à aceitação pela comunidade e eventual ativação na rede principal. Este segmento explora o estado atual da proposta, os desafios técnicos que apresenta e o roteiro para a sua implementação.
Situação atual da proposta
A EIP-4844 passou por várias fases de desenvolvimento, começando pela sua concetualização e redação inicial. Como é habitual no processo de evolução do Ethereum, a proposta é submetida a uma análise e discussão rigorosas no seio da comunidade, incluindo programadores, investigadores e utilizadores finais. Estas discussões são cruciais para aperfeiçoar a proposta, assegurando que esta responde efetivamente aos desafios de escalabilidade da rede sem comprometer a sua segurança ou descentralização.
A partir da data da última atualização, a EIP-4844 está em fase de revisão e teste, com implementações de teste em várias redes de teste Ethereum. Estas redes de teste permitem que os programadores e a comunidade experimentem novas funcionalidades e avaliem o seu impacto em diferentes cenários, sem afetar a rede de base.
Roteiro e datas importantes
O caminho para a implementação completa da EIP-4844 na rede principal do Ethereum está delineado num roteiro que inclui várias fases. Após as fases iniciais de conceção e discussão, a proposta é submetida a testes exaustivos em redes de ensaio. Estes testes são essenciais para identificar e corrigir eventuais problemas antes de considerar a implementação na rede de base.
As datas exactas para a implementação da EIP-4844 dependem dos resultados destes testes e da aceitação geral da proposta pela comunidade Ethereum. No entanto, o objetivo é avançar para a ativação numa das futuras actualizações da rede, conhecidas como hard forks, depois de garantir que a proposta é sólida e apoiada.
Comparação com outras propostas de melhoramento: EIP-1559 VS EIP-4844
A EIP-4844 é apenas uma das muitas propostas de melhoria concebidas para dar resposta aos desafios de escalabilidade e eficiência da rede Ethereum. Para melhor compreender o contexto e a importância da EIP-4844, é útil compará-la com outras propostas significativas, como a EIP-1559 e outros desenvolvimentos relevantes no ecossistema. Esta comparação destaca as sinergias, as diferenças e a forma como a EIP-4844 complementa outras melhorias para avançar para um Ethereum mais escalável e eficiente.
- EIP-1559implementado como parte da modernização de Londres em agosto de 2021, introduziu um mecanismo de tarifas de gás mais previsível e a queima de ETH que reduz as emissões globais de ETH. Embora a EIP-1559 tenha sido fundamental para melhorar a economia de gás do Ethereum, o seu principal objetivo é otimizar o sistema de tarifas e não necessariamente aumentar a capacidade de processamento de transacções da rede.
- A EIP-4844, por outro lado, centra-se especificamente na melhoria da escalabilidade através da introdução de blobs de dados para permitir transacções com grandes volumes de dados a um custo reduzido. Embora ambos os PEI abordem aspectos das tarifas de gás, o PEI-4844 tem um impacto mais direto na capacidade da rede para tratar um maior número de transacções e dados, complementando as melhorias do PEI-1559 na gestão das tarifas.
O EIP-4844 não existe no vácuo; faz parte de um conjunto mais vasto de melhorias planeadas para a rede Ethereum, incluindo a transição para o Ethereum 2.0 com a introdução do consenso de prova de participação (PoS), sharding e outras optimizações de escalabilidade e segurança.
- Prova de participação (PoS) ConsensoA transição para o PoS, concluída com o The Merge, abriu caminho para futuras melhorias de escalabilidade, tornando a rede mais segura e eficiente em termos energéticos. A EIP-4844 complementa esta transição, abordando diretamente a escalabilidade das transacções.
- FragmentaçãoEthereum: Uma atualização futura planeada para o Ethereum, que dividirá a rede em vários fragmentos capazes de processar transacções e contratos inteligentes em paralelo. A EIP-4844 é vista como um passo em direção à fragmentação total, introduzindo conceitos como os blobs de dados que ajudarão a aliviar a carga sobre a rede antes da implementação da fragmentação.
Perguntas frequentes sobre o EIP-4844
O que é o EIP-4844?
A EIP-4844, também conhecida como “Proto-Danksharding”, é uma proposta de melhoria da rede Ethereum que introduz blobs de dados. Estes blobs permitem o armazenamento eficiente de grandes quantidades de dados fora da cadeia, reduzindo as tarifas de gás e melhorando a escalabilidade da rede.
Como é que o EIP-4844 funciona?
Funciona permitindo a inclusão de blobs de dados nas transacções a um custo de gás reduzido. Estes blobs foram concebidos para armazenar grandes volumes de dados de forma mais económica, sem serem executáveis, o que alivia a carga na cadeia principal e melhora a eficiência da rede.
Que problemas procura a EIP-4844 resolver?
A EIP-4844 procura resolver dois problemas principais do Ethereum: as elevadas tarifas de gás e as limitações de escalabilidade. Ao permitir uma forma mais eficiente de tratar grandes quantidades de dados, facilita operações mais rentáveis e uma maior capacidade de processamento de transacções.
Quais são as vantagens do EIP-4844?
As vantagens incluem a redução das taxas de gás para transacções que envolvem grandes quantidades de dados, o aumento da escalabilidade da rede Ethereum e a possibilidade de novas aplicações e utilizações para dApps, permitindo-lhes tratar os dados de forma mais eficiente.
Como é que a EIP-4844 afecta os criadores de dApp?
Positivamente, reduzindo os custos associados ao armazenamento e à gestão dos dados. Isto permite que os programadores criem aplicações mais complexas e ricas em dados sem se preocuparem com as limitações de escalabilidade e os elevados custos do gás.
A EIP-4844 já está implementada?
Até à última atualização, a EIP-4844 estava a ser revista e testada em redes de teste. A sua implementação final dependerá dos resultados destes testes e da aprovação da comunidade Ethereum.
Como é que a EIP-4844 se relaciona com a fragmentação?
A EIP-4844 é um passo em direção à implementação completa do sharding no Ethereum. Introduz conceitos como os blobs de dados, que se espera venham a desempenhar um papel crucial na futura arquitetura de fragmentos de rede, melhorando a escalabilidade e o tratamento de dados.
Que impacto terá a EIP-4844 nas tarifas do gás a longo prazo?
Prevê-se que reduza significativamente as tarifas do gás para as transacções que envolvem grandes volumes de dados, embora o impacto exato dependa da forma como os criadores e os utilizadores adoptarem e utilizarem as novas capacidades introduzidas pela PEI.
Há alguma desvantagem no EIP-4844?
Embora as vantagens sejam significativas, a implementação da EIP-4844 exige alterações técnicas complexas e pode apresentar desafios em termos de adaptação das infra-estruturas e práticas de desenvolvimento existentes. Além disso, como acontece com qualquer mudança importante, existe o risco de se deparar com problemas imprevistos durante a implementação.