O que é Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0, às vezes chamado de Eth2 ou Serenity, é uma atualização para a blockchain Ethereum. Seu objetivo é aumentar a velocidade, eficiência e escalabilidade da rede Ethereum sem comprometer sua segurança ou descentralização. Nesse sentido, é uma tentativa de superar o chamado 'trilema da blockchain' (a crença amplamente difundida de que, em relação à descentralização, segurança e escalabilidade, as redes blockchain só podem otimizar dois dos três recursos ao mesmo tempo).

O Ethereum 2.0 integra várias mudanças fundamentais na estrutura e design do Ethereum - tanto técnicas quanto econômicas. Duas das principais mudanças são a transição para 'prova de participação' e a adição de 'sharding.'

O que é Prova de Participação?

Prova de Participação é um tipo de mecanismo de consenso utilizado por redes blockchain para alcançar consenso distribuído. Em um mecanismo de consenso de Prova de Participação, participantes que colocaram ativos de criptomoedas em staking (staking significa "trancá-los" ao enviá-los para um contrato inteligente específico) são selecionados aleatoriamente para se tornarem validadores que propõem novos blocos - e são recompensados por fazê-lo. Assim, os validadores assumem o papel desempenhado pelos mineradores em um sistema de Prova de Trabalho. Participantes que violam as regras do protocolo estão sujeitos à perda, parcial ou total, dos seus ativos em staking. Esta abordagem de incentivo e punição é projetada para incentivar os participantes a contribuir para a validação e ordenação de transações em blocos de acordo com as regras do protocolo.

Quais são as vantagens da Prova de Participação?

As vantagens mais comumente citadas pela comunidade Ethereum para a mudança para Prova de Participação são as seguintes:

Melhoria na eficiência energética. Como a Prova de Participação não requer que os participantes dediquem poder de processamento a um algoritmo de hashing de Prova de Trabalho, consome dramaticamente menos energia. As estimativas são de que o Ethereum 2.0 consumirá menos de 1% da energia consumida pelo Ethereum de Prova de Trabalho.

Capacidade melhorada de escalar ao suportar 'cadeias shard'. As cadeias shard (veja abaixo) aumentam o rendimento das transações ao permitir que uma rede crie vários blocos simultaneamente. Enquanto em um sistema de Prova de Trabalho a fragmentação reduz o poder de hashing necessário para comprometer cada parte da rede (reduzindo assim a segurança de toda a rede), em um sistema de Prova de Participação, isso não é o caso. Em outras palavras, a mudança para Prova de Participação é necessária para permitir a fragmentação, que, por sua vez, pode ser uma tecnologia de escalonamento eficaz.

Aumento da descentralização. Como a Prova de Participação elimina a mineração baseada em poder de hashing, a necessidade de grandes e intensivas fazendas de mineração de capital é eliminada. Em teoria, isso deve diminuir a barreira de entrada para validadores, diminuindo o risco de centralização. Além disso, devido ao grande número de cadeias shard, a transição completa para o Ethereum 2.0 requer um grande conjunto de validadores (mais de 16.000). A expectativa é que este grande número de validadores torne a rede menos suscetível a manipulações por interesses especiais.

Quais são as desvantagens da Prova de Participação?

Menos comprovada. Enquanto a Prova de Trabalho foi testada em batalha por mais de uma década no Bitcoin e desde 2015 no Ethereum, a Prova de Participação tem menos histórico. Embora a Prova de Participação tenha sido usada em várias blockchains públicas sem incidentes, a complexidade relativamente alta de sua implementação no Ethereum significa que podem existir vetores de ataque ou vulnerabilidades ainda desconhecidos.

Os ricos ficam mais ricos. Uma crítica comum à Prova de Participação no Ethereum é que, como não há custo essencial para a mineração e porque quanto mais ETH você coloca em staking, mais recompensas você recebe, aqueles que já possuem mais capital continuarão a acumular mais capital. Em contraste, embora seja verdade que a mineração de Bitcoin é uma empreitada altamente intensiva em capital, a margem de lucro é estreita. Isso significa que a maior parte do bitcoin ganho pelos mineradores deve ser vendida para cobrir seus custos de mineração - e ao vender, os mineradores estão distribuindo a maior parte do Bitcoin recém-cunhado (e taxas) para participantes mais amplos, distribuindo assim o novo Bitcoin amplamente.

O que é fragmentação?

Fragmentação é uma técnica de escalonamento projetada para melhorar significativamente a eficiência e capacidade de uma rede blockchain. Envolve o particionamento do estado inteiro da rede em várias partes menores e gerenciáveis, conhecidas como "shards". Cada shard opera quase como uma blockchain separada, com seu próprio conjunto de saldos de contas e contratos inteligentes. No entanto, ao contrário de blockchains completamente independentes, os shards se comunicam e coordenam entre si através da cadeia principal ou de uma camada que garante a segurança e a consistência dos dados em toda a rede.

No contexto do Ethereum 2.0, a fragmentação visa resolver a escalabilidade distribuindo a responsabilidade de processamento de dados entre múltiplos shards. Cada shard será capaz de processar transações e contratos inteligentes de forma independente, aumentando assim a capacidade geral da rede. A implementação inicial da fragmentação no Ethereum 2.0 é esperada para se concentrar principalmente na melhoria da disponibilidade de dados, o que, por sua vez, melhorará a escalabilidade das soluções de camada 2 ao permitir que elas façam referência a dados armazenados nas cadeias shard.

Os validadores desempenharão um papel crucial na segurança e operação da rede Ethereum fragmentada. Eles serão atribuídos aleatoriamente a diferentes shards, garantindo que nenhum shard seja excessivamente influenciado ou controlado por um grupo específico de validadores. Essa atribuição aleatória ajuda a aumentar a segurança da rede, tornando-a mais resistente a ataques coordenados ou manipulações.

À medida que o Ethereum continua a evoluir, os detalhes da fragmentação e sua implementação podem ser refinados.

Cronograma do Eth 2.0

A transição para o Eth 2.0 é uma transição gradual em várias fases que está ocorrendo ao longo da seguinte linha do tempo:

Cadeia Beacon. Implantada com sucesso em dezembro de 2020, a Cadeia Beacon introduziu um mecanismo de consenso de Prova de Participação (PoS), operando em paralelo com a rede Ethereum existente. Esta fase ainda não processou transações ou contratos inteligentes, mas lançou as bases para um novo modelo de consenso PoS. Foi estabelecida uma "cadeia beacon" para armazenar o registro de validadores e operar em paralelo ao Ethereum mainnet, mas durante a fase da Cadeia Beacon, o Ethereum continuou a depender do mecanismo de consenso de Prova de Trabalho.

A Fusão. Concluída em setembro de 2022, esta fase crucial viu o mainnet original do Ethereum, operando em Prova de Trabalho (PoW), fundir-se sem problemas com o sistema PoS da Cadeia Beacon. Esta transição marcou o fim da mineração intensiva em energia no Ethereum, adotando totalmente o PoS para segurança e consenso na rede. Como resultado, o consumo de energia do Ethereum caiu significativamente, abrindo caminho para operações de blockchain mais eficientes e escaláveis.

Fragmentação. Após a Fusão, o Ethereum planeja implementar a fragmentação para aumentar drasticamente a capacidade da rede e reduzir as taxas de transação. A fragmentação dividirá a rede em várias partes (shards), cada uma capaz de processar transações e contratos inteligentes de forma independente. Isso expandirá a capacidade geral da rede Ethereum, permitindo que ela processe muito mais transações por segundo e tornando-a mais acessível para usuários em todo o mundo. As etapas iniciais da fragmentação se concentrarão na distribuição de dados pelos shards, com fases posteriores visando permitir que os shards executem contratos inteligentes e gerenciem contas de forma independente, melhorando ainda mais a escalabilidade e eficiência da rede. A introdução da fragmentação é antecipada para começar em fases.