Como uma das plataformas blockchain mais renomadas do mundo, superada apenas pelo Bitcoin, Ethereum aspira a superar várias limitações que seu predecessor enfrenta. Desafios como a adesão do Bitcoin a um algoritmo de consenso de Proof of Work (PoW) e questões de escalabilidade são barreiras que o Ethereum busca ultrapassar.
A série de atualizações do Ethereum, que incluem o Beacon Chain, o Merge e o Shard Chains, tem como objetivo aprimorar tanto a escalabilidade quanto a segurança da rede Ethereum através de mudanças significativas na sua infraestrutura. Destaca-se a transição de um sistema de consenso de Proof of Work (PoW) para um modelo de Proof of Stake (PoS), marcando uma evolução notável no protocolo.
Em 2013, Vitalik Buterin, o fundador do Ethereum, idealizou uma plataforma blockchain capaz de suportar aplicações diversas, estendendo-se para além das funcionalidades financeiras. Buterin vislumbrou um cenário em que os desenvolvedores pudessem utilizar o potencial da descentralização para criar sistemas de governança, plataformas de empréstimo, bases de dados, assim como para digitalizar ativos físicos, entre outras possibilidades.
Buterin descreve o Ethereum como um supercomputador global, contudo, a rede enfrenta desafios na validação eficiente de transações. Usuários realizando transações de pequenos valores na rede Ethereum frequentemente se deparam com taxas que podem exceder 100% do valor transacionado. Esse cenário representa um contraste notável para uma plataforma que se propõe a revolucionar a interação digital global.
Conscientes dessas limitações, Buterin, junto a diversos desenvolvedores e à Fundação Ethereum, têm trabalhado para aprimorar o projeto. A equipe do Ethereum reconhece que as restrições atuais da blockchain são um empecilho para a adoção mais ampla da plataforma por investidores institucionais e outros interessados.
Para abordar as questões de escalabilidade do Ethereum, Buterin e a equipe propuseram uma atualização substancial, denominada Ethereum 2.0 ou Eth2. Esta atualização promete transformações fundamentais na operação do Ethereum, mas sua implementação completa demandará anos. Desde 2020, os desenvolvedores têm se dedicado intensamente ao desenvolvimento desta atualização, visando tornar o Ethereum mais rápido, seguro e acessível do que nunca.
O que é Ethereum 2.0?
“Ethereum 2.0” representa uma transformação fundamental no mecanismo de consenso utilizado pela rede Ethereum. A principal mudança introduzida pela atualização Eth2, agora conhecida como atualização da camada de consenso, é a transição de um algoritmo de Proof of Work (PoW), caracterizado por seu alto consumo de energia, para um algoritmo de Proof of Stake (PoS).
A adoção do algoritmo PoS oferece diversas vantagens em comparação ao PoW, influenciando diretamente aspectos cruciais da rede, como a escalabilidade, a segurança e a facilidade de acesso.
Proof of stake (PoS) vs. Proof of work (PoW)
No contexto do consenso blockchain, o Proof of Work (PoW) foi a técnica pioneira, implementada inicialmente pelo Bitcoin, a primeira criptomoeda. Neste sistema, os mineradores, que dedicam recursos computacionais como GPUs e CPUs, desempenham um papel crucial na resolução de algoritmos complexos e na validação de blocos. Estes blocos, que armazenam diversas transações da rede blockchain, são validados e registrados na blockchain pelos mineradores após estarem completamente preenchidos.
Um elemento vital no PoW é a necessidade de cada bloco de transações ser verificado como único, prevenindo assim despesas duplicadas ou transações repetidas. Cada bloco possui um código hexadecimal único de 64 dígitos que atesta sua singularidade. Os mineradores utilizam o poder de processamento de seus computadores para descobrir este código, originando a denominação “prova de trabalho”, dado que um computador emprega energia real para resolver um bloco.
Contudo, a mineração de blocos no PoW é criticada por seu impacto ambiental devido ao elevado consumo de energia, resultando em altos custos de eletricidade para os mineradores. Além disso, a mineração de criptomoedas é altamente competitiva, com mineradores individuais enfrentando grandes operações que possuem centenas ou milhares de placas gráficas.
No PoW, apenas o primeiro minerador a descobrir o código de um bloco é recompensado com Bitcoin, limitando as oportunidades para usuários sem recursos substanciais para investir em equipamentos de mineração. Uma alternativa é a participação em pools de mineração, mas isso resulta na divisão das recompensas entre vários participantes.
Por outro lado, o Proof of Stake (PoS) aborda muitas das limitações do PoW. No PoS, os participantes da rede, conhecidos como validadores, apostam ou travam uma certa quantidade de criptomoeda na rede. Ao sinalizar interesse em ser um validador e apostar fundos, esses usuários podem receber recompensas por sua participação.
Os validadores no PoS têm a responsabilidade de validar transações na rede. Uma vez validada, a transação é adicionada ao blockchain, e o validador recebe uma recompensa. Em comparação com o PoW, o PoS é mais acessível, permitindo a participação de qualquer pessoa que possua fundos, sem necessidade de hardware caro.
O PoS contribui para uma melhor escalabilidade da rede devido à maior participação de usuários na validação das transações. Isso também aprimora a segurança e a descentralização da rede, oferecendo múltiplos pontos de estabilidade em vez de um único ponto vulnerável a ataques. Além disso, o PoS é mais amigável ao meio ambiente, pois demanda significativamente menos energia do que a mineração no PoW.
A descentralização reforçada em uma rede PoS também auxilia na prevenção de ataques de 51%, um problema comum em redes PoW. No PoS, um ataque desse tipo seria extremamente difícil, já que exigiria a posse de 51% de todos os tokens na rede, uma façanha quase impossível de ser alcançada sem o comprometimento de centenas de carteiras.
Com a implementação completa da atualização, o Ethereum desfrutará de todos os benefícios do PoS, incluindo escalabilidade aprimorada, maior acessibilidade, segurança reforçada e uma pegada ecológica reduzida. No entanto, a transição do Ethereum para uma rede 2.0 é um processo complexo que demanda tempo e a colaboração ativa de seus usuários.
Ethereum vs Ethereum 2.0: Diferenças explicadas
A diferença fundamental entre o Ethereum original, baseado em Proof of Work (PoW), e o Ethereum 2.0, operando sob o modelo de Proof of Stake (PoS), reside na eficiência energética. O PoS se destaca por ser significativamente mais eficiente em termos de energia, pois não depende da intensa computação que caracteriza o PoW. Isso resulta em uma menor necessidade de energia de CPU para assegurar a blockchain.
Adicionalmente, o Ethereum 2.0 apresenta uma capacidade de processamento de transações muito superior à sua versão original. Enquanto o Ethereum PoW podia processar apenas 15 transações por segundo, o Ethereum 2.0 eleva essa capacidade para até 100.000 transações por segundo. Vale mencionar também que, após a implementação do The Merge, surgiu uma versão PoW do Ethereum denominada ETHPoW, que continua utilizando o mecanismo de consenso PoW para a validação de blocos.
O que é a fusão Ethereum?
A “Fusão Ethereum” representa a integração da camada de execução original do Ethereum com sua nova camada de consenso baseada em Proof of Stake (PoS), efetuando a mudança oficial do mecanismo de consenso da rede de Proof of Work (PoW) para PoS.
Conhecida anteriormente como Ethereum 2.0, essa fusão ocorreu entre a camada de execução original do Ethereum, ou mainnet, e a nova camada de consenso PoS, chamada Beacon Chain. Este marco foi alcançado em 15 de setembro de 2022, marcando a transição do Ethereum de PoW para PoS. Segundo informações da rede, a Fusão resultou em uma redução de aproximadamente 99,95% no consumo de energia do Ethereum.
Tecnicamente, a Fusão significou a união da mainnet do Ethereum com a Beacon Chain. Este evento é apenas a primeira fase em um roteiro de desenvolvimento mais amplo para o Ethereum, que inclui etapas subsequentes como The Surge, The Verge, The Purge e The Splurge.
De acordo com Vitalik Buterin, co-criador do Ethereum, a Fusão representa cerca de 55% do trabalho de desenvolvimento planejado para a rede. O objetivo final é aumentar a escalabilidade, a sustentabilidade e a segurança da rede, mantendo sua natureza descentralizada.
A eliminação do PoW com a Fusão permite que a rede agora seja segura através do staking de Ethereum. O staking oferece aos detentores de Ethereum a chance de obter recompensas por fornecer o poder computacional necessário para validar transações e manter a segurança da rede. Isso significa que, desde a Fusão, todas as transações na rede estão sendo validadas por stakers de Ethereum, e não mais por mineradores.
Outra mudança significativa com a transição para PoS é a redução na emissão de Ether (ETH), com recompensas dadas aos validadores por seus esforços em preservar a rede, o que tem potencial para transformar o ETH em um ativo deflacionário.
Atualmente, o mecanismo de staking do Ethereum aceita apenas depósitos, os quais não podem ser retirados imediatamente. No momento, uma quantia substancial de ETH está apostada na rede, mas permanece inacessível até que a funcionalidade de saque seja implementada pelos desenvolvedores do Ethereum em um futuro próximo.
Transição da Ethereum para Ethereum 2.0
A transição do Ethereum para a versão 2.0 é um processo que ocorre em etapas distintas, cada uma com objetivos específicos.
Fase 0
A primeira etapa, denominada Fase 0, foi implementada com o lançamento da Beacon Chain em 1º de dezembro de 2020. Essa cadeia marca a transição para o modelo de Proof of Stake (PoS), possibilitando que os usuários apostem (ou bloqueiem) seu Ethereum para se tornarem validadores. Nesta fase, a Beacon Chain opera paralelamente ao blockchain principal do Ethereum, sem afetá-lo diretamente. O objetivo final é a fusão da Mainnet com o sistema PoS coordenado pela Beacon Chain.
Para se tornarem validadores na Beacon Chain, os usuários devem apostar 32 ETH, um valor considerável em termos financeiros. Os fundos apostados ficarão retidos até que o Ethereum 2.0 esteja completamente operacional, o que implica um compromisso substancial dos primeiros validadores com o projeto.
Fase 1
Inicialmente prevista para meados de 2021 e posteriormente adiada para o início de 2022, a Fase 1 tem como objetivo principal a fusão da Beacon Chain com a mainnet, marcando a transição oficial para o algoritmo de consenso PoS. A partir dessa fase, o Eth2 passará a abrigar todo o histórico de transações do Ethereum e oferecerá suporte a contratos inteligentes na rede PoS. Com isso, os stakers e validadores assumirão suas funções, e a mineração será retirada da rede.
Originalmente, a Fase 1 incluiria a introdução do sharding, que envolve a divisão do blockchain em várias cadeias menores, conhecidas como shards, para otimizar a gestão de dados. A Eth2 contará com 64 shards, distribuindo a carga da rede por estas novas cadeias. O sharding facilitará a execução de um nó e reduzirá os requisitos de hardware. Essa inovação acontecerá após a fusão da mainnet e da Beacon Chain, permitindo aos validadores e usuários gerenciar seus próprios shards e validar transações, aliviando o congestionamento da cadeia principal.
Fase 2
Na Fase 2, será introduzido o Ethereum WebAssembly (eWASM), um subconjunto do WebAssembly criado pelo World Wide Web Consortium. O eWASM visa aumentar significativamente a eficiência do Ethereum. Atualmente, o Ethereum opera com a Ethereum Virtual Machine (EVM), que permite a execução de contratos inteligentes e interação com aplicativos descentralizados (DApps) em um ambiente global. O EVM armazena o código necessário para operações no Ethereum, gerencia endereços de carteira e calcula taxas de transação.
Apesar de sua capacidade de suportar múltiplas ações, a rede Ethereum se tornou congestionada, afetando a velocidade do EVM. Além disso, atualizações no EVM são complexas devido ao uso do Solidity, uma linguagem de codificação específica e desafiadora. O eWASM, destinado a substituir o EVM na Fase 2, promete compilar código mais rapidamente, otimizar o uso de gas e ser compatível com várias linguagens de programação tradicionais, como C e C++, facilitando assim o desenvolvimento na rede Ethereum.
O futuro do Ethereum
A atualização para o Ethereum 2.0 é um marco crucial para o avanço desta plataforma. Atualmente, os usuários enfrentam desafios significativos com o Ethereum original, como taxas de gás exorbitantes, longos tempos de processamento de transações e um consumo considerável de energia.
A escassez de escalabilidade do Ethereum não só afeta as transações comuns, mas também impacta diretamente os Tokens Não Fungíveis (NFTs) e aspectos das Finanças Descentralizadas (DeFi), incluindo empréstimos e investimentos. A criação e o comércio de NFTs no Ethereum, por exemplo, podem custar centenas de dólares em taxas de gás devido ao congestionamento da rede.
Com o lançamento do Ethereum 2.0, espera-se uma melhoria significativa em vários aspectos da rede. As transações com NFTs e as atividades de DeFi deverão se tornar mais econômicas graças à fragmentação e ao algoritmo de consenso de Proof of Stake (PoS). Além disso, o desenvolvimento de Aplicativos Descentralizados (DApps) e a compilação de contratos inteligentes serão facilitados pela implementação do eWASM, alinhado aos padrões da World Wide Web e proporcionando melhor suporte para clientes Ethereum Lite em navegadores. A transição para o PoS também promete tornar a rede mais acessível e ecologicamente sustentável.
Quanto aos impactos a longo prazo do Ethereum 2.0, eles permanecem, em grande parte, objeto de especulação. O Ether, a criptomoeda nativa da rede Ethereum, não tem necessariamente o objetivo de ser um ativo de alto valor como o Bitcoin, sendo frequentemente utilizado para movimentar valor. Por exemplo, um investidor pode converter Ether em DAI para empréstimos e ganhos de juros. Embora haja expectativas de que o Ethereum 2.0 eleve o preço do Ether, a atualização pode, na realidade, contribuir para a estabilização de seu valor.
O crescimento do ecossistema Ethereum possibilita maior circulação de ativos ERC-20, padrão técnico para tokens baseados em Ethereum. Com a migração de usuários para a rede Ethereum, é provável que invistam em Ether e o convertam em outros tokens ERC-20 para interagir com diversos DApps. No caso do Bitcoin, o valor tende a ser mantido por longos períodos, elevando gradualmente o preço do ativo. No entanto, no Ethereum, quanto mais eficiente a rede, mais valor circula continuamente.
Há expectativas de que o Ether valorize significativamente antes de se estabilizar, levantando questionamentos sobre como seu preço se comportará com a expansão e diversificação da rede. Fora do ecossistema Ethereum, a usabilidade ampliada do Ethereum 2.0 poderá influenciar positivamente a indústria de criptomoedas.
À medida que os desenvolvedores de DApps se beneficiarem do PoS do Ethereum 2.0, outras blockchains provavelmente seguirão o exemplo, incorporando recursos de escalabilidade semelhantes. Inclusive, o Bitcoin poderá ser pressionado a migrar de seu modelo PoW. Com a introdução de recursos como o staking no Ethereum 2.0, tanto indivíduos quanto empresas podem começar a reconhecer seus benefícios financeiros, incentivando uma maior participação na Eth2.
Espera-se que mais usuários se tornem validadores na rede Ethereum, aumentando o conhecimento geral sobre blockchain. Esse aprendizado pode se estender a outras redes, fomentando a participação em toda a indústria de criptomoedas. Investidores podem se direcionar para taxas de juros mais altas oferecidas por plataformas de empréstimo DeFi, em detrimento dos bancos tradicionais.
O Ethereum 2.0, sem dúvida, modificará a percepção global sobre o valor do Ether. Se funcionar conforme planejado, o Ether poderá evoluir de uma mercadoria valorizada para um ativo essencial, com corporações e indivíduos ao redor do mundo utilizando-o em suas operações diárias, construindo bancos de dados e aplicativos dentro da rede. Uma mudança abrangente na visão mundial sobre o Ethereum representaria, indubitavelmente, uma transformação inestimável.
Conclusão
O Ethereum 2.0 representa uma evolução significativa para a rede Ethereum, marcando uma transição de um modelo energicamente intensivo de Proof of Work (PoW) para um sistema mais eficiente e sustentável de Proof of Stake (PoS). Essa mudança não apenas reduzirá os custos de transação e a sobrecarga energética, mas também aumentará a escalabilidade e a capacidade de processamento da rede, permitindo até 100.000 transações por segundo.
O processo de transição do Ethereum para o Ethereum 2.0 é dividido em fases, começando com a implementação da Beacon Chain, seguido pela fusão com a mainnet e culminando na introdução do Ethereum WebAssembly (eWASM) para otimizar ainda mais a execução de contratos inteligentes e aplicações descentralizadas (DApps). Esta atualização é fundamental não apenas para melhorar a eficiência e acessibilidade da rede Ethereum, mas também para reforçar seu compromisso com a sustentabilidade ambiental.
A expectativa é que a implementação completa do Ethereum 2.0 traga impactos substanciais no mundo das criptomoedas e além. A redução de taxas e o aumento de velocidade e eficiência prometem tornar o Ethereum mais atraente para usuários e desenvolvedores, potencialmente levando a uma maior adoção de DApps e Tokens Não Fungíveis (NFTs). Além disso, a transição para o PoS pode servir como um modelo para outras criptomoedas e blockchains, incentivando inovações e mudanças em toda a indústria.
Assim, o Ethereum 2.0 não é apenas uma atualização técnica; é um passo em direção a um futuro mais sustentável e eficiente para as criptomoedas e a tecnologia blockchain. Com a sua implementação, o Ethereum está se posicionando não apenas como um líder em inovação tecnológica, mas também como um pioneiro em responsabilidade ambiental e acessibilidade no mundo digital.