O Ethereum emerge como uma plataforma blockchain descentralizada e de código aberto, notavelmente apoiando contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (DApps). Sua estrutura incorpora vários componentes essenciais que se integram para proporcionar sua funcionalidade distinta.
Diferentemente do Bitcoin, o precursor na arena blockchain, que primariamente gerencia transações de criptomoedas de pessoa para pessoa, o Ethereum amplia suas funções. Ele é capaz de suportar uma variedade de aplicações e plataformas, incluindo exchanges de criptomoedas descentralizadas (DEXs) e soluções de finanças descentralizadas (DeFi).
Uma Visão Geral Do Blockchain Ethereum E Sua Arquitetura
O blockchain Ethereum possui uma estrutura única, funcionando de maneira independente de outros blockchains, como o do Bitcoin. A criptomoeda nativa desta rede é o Ether (ETH).
A rede Ethereum é notável pelo suporte que oferece ao desenvolvimento de DApps. Estes aplicativos diferem dos tradicionais, operando sob a infraestrutura de um blockchain, atuando de forma autônoma e sem a interferência de entidades centrais. Uma categoria notável dentro dos DApps são os protocolos DeFi. Estes aproveitam os contratos inteligentes para facilitar e automatizar transações financeiras diversas, incluindo empréstimos, staking e negociações.
Ether (ETH)
O Ether é a moeda principal do blockchain Ethereum. Dentro do ecossistema Ethereum, a ETH serve para múltiplos propósitos, incluindo o pagamento de taxas por atividades na blockchain, comumente referidas como taxas de gás. Estas taxas são os custos associados ao uso da rede Ethereum, pagos em ETH para compensar os validadores da rede pelo seu papel no processamento e validação de transações.
O ETH é dividido em unidades menores, sendo a menor delas conhecida como wei, equivalente a 0,000000001 ETH (10^-9 ETH). Outra denominação comum é o gwei, que representa um bilionésimo de ETH. O gwei é frequentemente usado ao discutir taxas de gás, com um exemplo prático sendo uma taxa de gás de 100 gwei, custando 0,0000001 ETH para realizar uma transação.
Taxas de Gás e Transações
As taxas de gás do Ethereum historicamente apresentaram desafios significativos para seus usuários. Em 2020, as taxas da rede atingiram patamares sem precedentes, ultrapassando 500 gwei por transação, levando a custos superiores a US$ 50 por transação básica. Isso tornou a rede Ethereum inacessível para muitos usuários.
Em resposta a isso, a comunidade Ethereum tomou medidas proativas. Em 2021, a Fundação Ethereum implementou a atualização EIP-1559 com o hard fork de Londres, que trouxe uma redução nas taxas de gás exorbitantes. Esta atualização introduziu uma taxa base, tornando os custos de gás menos previsíveis, mas mais acessíveis. Com a diminuição das taxas e o aumento da confiabilidade, a experiência do usuário na rede Ethereum melhorou significativamente.
Atualmente, as taxas médias de gás estão em torno de 23,91 gwei, equivalendo a aproximadamente US$ 0,809 por transação direta.
Além disso, transações de envio de ETH entre carteiras deixam rastros visíveis no blockchain, incluindo os endereços ETH do remetente e do destinatário, a quantidade de ETH transferida e o preço do gás pago.
Evolução da Estrutura de Tarifas do Ethereum: A Atualização de Londres e Suas Implicações
O Ethereum vivenciou uma evolução significativa com o hard fork conhecido como Londres, implementado em 2021. Esta atualização trouxe mudanças substanciais na maneira como as tarifas são estruturadas na rede. Anteriormente, as transações utilizavam um sistema de leilão de primeira oferta, pagando aos mineradores. Após Londres, introduziu-se uma nova estrutura compreendendo uma tarifa base, uma taxa de prioridade e um limite máximo de tarifa.
Tarifa Base
A tarifa base no Ethereum é o valor mínimo de ETH necessário para o processamento de uma transação na rede. Essa tarifa é calculada considerando a complexidade da transação e o atual nível de congestionamento da rede. A complexidade é medida pelo número de operações necessárias para completar a transação, enquanto o congestionamento se refere à demanda atual por espaço no bloco. Com maior congestionamento, a tarifa base tende a aumentar.
Taxa de Prioridade
A taxa de prioridade é um valor adicional que os usuários podem optar por pagar para acelerar suas transações na rede Ethereum. Essa taxa é um acréscimo à tarifa base e varia de acordo com o nível de congestionamento da rede. Quanto maior o congestionamento, maior será a taxa de prioridade exigida para processar uma transação de forma mais rápida. Esta taxa proporciona aos usuários maior controle sobre o tempo de processamento de suas transações, permitindo que aqueles dispostos a pagar mais tenham suas transações processadas antes.
Tarifa Máxima (MaxFeePerGas)
MaxFeePerGas é uma opção que os usuários têm ao realizar transações na rede Ethereum. Este parâmetro define o valor máximo de ETH que o usuário está disposto a pagar pelos custos da transação. Ao estabelecer um MaxFeePerGas mais elevado, aumenta-se a probabilidade de que a transação seja processada mais rapidamente. Contudo, é importante notar que um MaxFeePerGas elevado pode resultar em um custo total de transação mais alto. Geralmente, o MaxFeePerGas é maior que a soma da tarifa base com a taxa de prioridade. Qualquer diferença entre a tarifa máxima e a soma da tarifa base e taxa de prioridade é reembolsada ao remetente após a conclusão da transação.
A atualização realizada no blockchain Ethereum, conhecida como fork, trouxe a capacidade de expansão e contração dos blocos em resposta ao tráfego da rede. Essa inovação permite um ajuste dinâmico da taxa base, fortalecendo também a rede contra tentativas de sobrecarregar o sistema com operações desnecessárias, cobrando uma taxa de gás por cálculo executado.
Nós na Rede Ethereum
Um nó na blockchain Ethereum é uma entidade essencial, seja um dispositivo ou computador, que sustenta a rede ao manter uma cópia do ledger blockchain e validar transações. Na Ethereum, existem três categorias principais de nós: leves, completos e de arquivo, cada um com características e funções específicas.
Nós Leves
Os nós leves desempenham um papel na verificação das transações da rede, concentrando-se na inspeção dos cabeçalhos dos blocos. Eles não participam ativamente dos processos de consenso do blockchain, mas contribuem para a eficiência e agilidade da rede.
Nós Completos
Os nós completos são responsáveis por armazenar informações abrangentes do blockchain, incluindo todas as transações e blocos. Esses nós são vitais para a autenticação de transações e blocos, garantindo a segurança e a descentralização da rede. Eles representam o alicerce da rede, mantendo e disseminando dados essenciais.
Nós de Arquivo
Os nós de arquivo mantêm um registro completo do histórico do blockchain Ethereum, arquivando todos os blocos e transações passadas. Eles são fundamentais para manter a integridade histórica e a acessibilidade aos dados da rede.
Clientes na Rede Ethereum
Clientes são elementos cruciais no ecossistema Ethereum, responsáveis pela validação de dados conforme as regras do protocolo, contribuindo significativamente para a segurança da rede. Na prática, um nó normalmente opera dois tipos de clientes: um de execução e outro de consenso.
Cliente de Execução
O cliente de execução, ou mecanismo de execução, é encarregado de processar novas transações na Máquina Virtual Ethereum (EVM), monitorando os dados e o estado atual da rede.
Cliente de Consenso
O cliente de consenso, também referido como Beacon Node, utiliza o método de consenso proof of stake para assegurar a concordância em toda a rede, baseando-se nas informações verificadas pelo cliente de execução.
Validadores
Os validadores são uma adição opcional ao cliente de consenso, permitindo que os nós contribuam ativamente para a segurança da rede Ethereum. Trabalhando em conjunto, estes clientes acompanham o estado mais recente da cadeia Ethereum, facilitando as interações dos usuários com a rede.
Tipos de Contas na Blockchain Ethereum
A blockchain Ethereum abriga contas com múltiplas funções, classificadas em duas categorias principais. A primeira é a conta de propriedade externa (EOA), que permite aos indivíduos armazenar, receber e transferir ETH ou tokens baseados na blockchain Ethereum, como os ERC-20.
O acesso às EOAs é garantido por uma chave privada, conferindo ao detentor da chave o controle total sobre a conta e seus ativos. As EOAs são as contas mais comuns na blockchain Ethereum.
O segundo tipo são as contas de contrato. Diferentemente das EOAs, as contas de contrato são geridas por contratos inteligentes. Um contrato inteligente é um acordo codificado inserido no ledger distribuído, que se ativa automaticamente sob condições predefinidas. Por exemplo, um contrato inteligente pode ser programado para transferir ETH automaticamente em datas específicas. As contas de contrato requerem ETH para serem estabelecidas, ao contrário das EOAs.
Uma distinção importante é que enquanto as EOAs podem interagir tanto entre si quanto com contratos inteligentes, as contas de contrato necessitam de contratos inteligentes para operar, embora possam se comunicar com outras contas de contrato e EOAs.
Máquina Virtual Ethereum (EVM)
A Máquina Virtual Ethereum (EVM) funciona como um computador descentralizado dentro da blockchain Ethereum. A EVM é o ambiente onde as contas Ethereum e os contratos inteligentes coexistem. Em cada bloco da blockchain, há um estado canônico único, e a EVM dita as regras para a transição para um novo estado válido conforme a blockchain progride.
Sendo Turing-completa, a EVM pode executar qualquer programa, desde que haja gás suficiente para custear o processo computacional. A EVM possibilita a criação de uma diversidade de aplicações, graças à sua capacidade flexível.
Além disso, a EVM assegura a execução determinística de contratos inteligentes, garantindo que, dadas as mesmas entradas e estado, o resultado será sempre consistente. Esta característica é fundamental para alcançar o consenso na rede Ethereum.
Contratos Inteligentes
Os contratos inteligentes são acordos autônomos embutidos na blockchain, consistindo de códigos que se ativam sob condições específicas. Eles são utilizados para uma variedade de finalidades, desde executar transações até gerar ativos digitais.
O processamento de contratos inteligentes ocorre na EVM. Para implantar um contrato inteligente na blockchain Ethereum, os usuários devem pagar ETH como taxas de gás. Uma vez ativados, os contratos inteligentes tornam-se imutáveis e definitivos, e as transações realizadas são irreversíveis. Os contratos inteligentes proporcionam inúmeras vantagens para o setor de criptomoedas, revolucionando a maneira como transações e acordos são realizados, ao trazer mais velocidade, automação, segurança, confiança e transparência ao ecossistema blockchain.
Blocos Ethereum e Mecanismo de Consenso
O Ethereum adota um mecanismo de consenso baseado em prova de participação (Proof of Stake – PoS), um sistema onde validadores são selecionados aleatoriamente para criar blocos e receber recompensas. A introdução da Beacon Chain incorporou o PoS ao Ethereum, reforçando sua segurança e permitindo que os validadores acumulem ETH adicional através do processo.
Os participantes realizam staking de seus ETH, bloqueando-os como garantia para se engajarem no mecanismo de consenso. A probabilidade de ser escolhido para forjar um bloco aumenta com a quantidade de ETH em staking.
O sistema PoS do Ethereum foi projetado para ser mais sustentável e seguro em comparação com o antigo sistema de prova de trabalho (Proof of Work – PoW). No PoW, os mineradores competem na resolução de puzzles matemáticos complexos para criar blocos, um processo que exige grande quantidade de energia e capacidade computacional. Em contraste, no PoS, os validadores são escolhidos com base no montante de ETH em staking, eliminando a necessidade de competição entre mineradores.
Além disso, o PoS possui a vantagem de ser resistente a ataques de 51% através de iniciativas lideradas pela comunidade. Validadores podem ignorar a cadeia bifurcada pelo invasor, continuando a desenvolver a cadeia minoritária e incentivando aplicativos, exchanges de criptomoedas e pools a fazerem o mesmo. Também podem optar por destruir os ativos em staking e expulsar o atacante da rede, criando fortes dissuasões econômicas contra esse tipo de ataque.
O Papel da Comunidade de Desenvolvimento no Futuro do Ethereum
A “comunidade de desenvolvimento” do Ethereum é um grupo diversificado, incluindo programadores, entusiastas e desenvolvedores comprometidos com a melhoria e manutenção contínua do blockchain Ethereum e seu ecossistema. Essa comunidade desempenha um papel fundamental na escrita e revisão de códigos, na proposta e implementação de atualizações de rede (hard forks), no desenvolvimento e aprimoramento de padrões Ethereum (como o ERC-20 para tokens), e na criação de DApps e ferramentas compatíveis com a plataforma Ethereum. Esses contribuidores são decisivos para direcionar o futuro do Ethereum, abordando desafios de escalabilidade, segurança e usabilidade.
Além disso, a comunidade de desenvolvedores é essencial no avanço das soluções de interoperabilidade blockchain. Eles estão ativamente envolvidos no desenvolvimento e uso de tecnologias como tokens encapsulados, que permitem a representação de ativos de uma blockchain em outra, facilitando a compatibilidade entre diferentes redes. Os desenvolvedores também trabalham na criação de pontes entre blockchains, permitindo a transferência de dados e ativos entre diversos ecossistemas.
No futuro, espera-se que a comunidade de desenvolvedores continue a impulsionar inovações em interoperabilidade à medida que a tecnologia blockchain evolui. Eles provavelmente aperfeiçoarão protocolos existentes e desenvolverão novos, facilitando a interação do Ethereum com várias redes, aumentando assim a adoção e utilidade em todo o ambiente digital e ampliando a funcionalidade dos ecossistemas blockchain.
Conclusão
O panorama do blockchain Ethereum revela uma plataforma robusta, versátil e em constante evolução, projetada para atender às necessidades de um ecossistema digital em expansão. Sua arquitetura única, que suporta contratos inteligentes e DApps, posiciona o Ethereum na vanguarda da inovação tecnológica, oferecendo soluções descentralizadas e seguras para uma variedade de aplicações.
Com a implementação do mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS) pela Beacon Chain, o Ethereum não só fortaleceu sua segurança, mas também deu um passo significativo em direção à sustentabilidade, destacando seu compromisso com práticas ecológicas no mundo das criptomoedas. Além disso, a estrutura de taxas adaptativa e os diversos tipos de contas, incluindo EOAs e contas de contrato, exemplificam a flexibilidade e eficiência da rede.
A Máquina Virtual Ethereum (EVM) e os contratos inteligentes são componentes cruciais dessa arquitetura, permitindo a execução de uma gama de aplicações descentralizadas e autônomas. A imutabilidade e a transparência dos contratos inteligentes asseguram confiabilidade e segurança, aspectos essenciais em um ambiente digital.
A comunidade de desenvolvimento do Ethereum, composta por programadores dedicados e entusiastas de tecnologia, continua a ser um pilar vital para o crescimento e inovação contínua da plataforma. Sua contribuição na criação de padrões, como o ERC-20, e no desenvolvimento de soluções de interoperabilidade, não apenas molda o futuro do Ethereum, mas também amplia seu impacto e aplicabilidade em todo o ecossistema blockchain.
Olhando para o futuro, o Ethereum está bem posicionado para se adaptar e prosperar diante dos desafios emergentes e das oportunidades do mundo digital. A combinação de sua arquitetura avançada, comunidade ativa e foco na sustentabilidade e segurança faz do Ethereum uma peça fundamental na evolução contínua da tecnologia blockchain. Conforme o mundo se torna cada vez mais digitalizado, o Ethereum está preparado para desempenhar um papel crucial na construção de um futuro descentralizado, seguro e eficiente.