Vitalik Buterin explica 3 maneiras como o roteiro focado em rollups da Ethereum pode resolver o trilema

A Ethereum tem se concentrado na escalabilidade com The Merge como uma grande mudança. O co-fundador Vitalik Buterin tocou novamente no assunto, ressaltando que o roteiro agora é centrado em rollups.

Isso significa que a Ethereum não se concentra apenas no sharding e os protocolos de camada 2 têm um papel crucial para a camada principal. Alcançar a descentralização e a interoperabilidade é outra tarefa essencial para esse objetivo. Tudo isso deve ser feito mantendo a escalabilidade, a segurança da rede e a descentralização.

A Ethereum está focada em um roteiro centrado em rollups

O co-fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, retomou o roteiro de 2023 para discutir o futuro da rede. Ele disse que o plano da Ethereum para escalar evoluiu de sharding e protocolos de camada 2 para um roteiro centrado em rollups, que agora é seu foco atual. Buterin explicou que os rollups dividirão tarefas entre a camada principal da Ethereum e as L2s.

Devido a atualizações como a EIP-4844, a L1 da Ethereum agora está lidando com mais dados e diferentes rollups (L2s) estão funcionando como shards, explicou o co-fundador.

Ele também diz que a Ethereum terminará de desenvolver a solução de escalabilidade baseada em rollups e trabalhará em torno dos desafios para a segurança e descentralização da rede intactas.

Enquanto isso, The Surge, que se refere a uma série de atualizações para melhorar a escalabilidade e eficiência da Ethereum, recebeu 4 objetivos principais.

O primeiro objetivo é levar as transações por segundo (TPS) para 100.000+ na camada 1 e na camada 2 combinadas. O segundo é preservar a descentralização e a robustez da rede principal.

O terceiro é garantir que algumas L2s herdem totalmente os recursos principais da Ethereum: serem sem confiança, abertas e resistentes à censura. Finalmente, deseja promover a máxima interoperabilidade entre as L2s, para que a Ethereum pareça um único ecossistema, não fragmentada em blockchains separadas.

Para alcançar esses objetivos, Buterin esclarece que quebrar o trilema da escalabilidade é difícil, mas não impossível. Buterin apresenta 2 abordagens para resolver o trilema de descentralização, escalabilidade e segurança.

A primeira abordagem é a amostragem de disponibilidade de dados com SNARKs, que permitirá que os nós verifiquem que os dados estão disponíveis e que os cálculos estão corretos. SNARKs (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) são sem confiança e eliminam a necessidade de verificação. A próxima abordagem é a arquitetura Plasma, que envolve transferir o processamento de transações e verificações de dados para os usuários de maneira inteligente e compatível com incentivos.

A implementação do PeerDAS vem com contrapartidas

Buterin sugere que resolver o trilema exigirá métodos avançados como SNARKs e Plasma e não apenas correções de software simples. Com isso, o PeerDAS e outras melhorias também visam tornar a Ethereum mais escalável, distribuindo dados pela rede.

Embora a atualização Dencun tenha melhorado a disponibilidade de dados, introduzindo 375 kB de dados por slot de 12 segundos, Buterin diz que isso ainda limita o número de transações.

No caso do Peer Data Availability Sampling, ele usa “blobs” de pontos de dados. Um nó da Ethereum reconstrói o blob inteiro usando apenas um subconjunto dessas amostras. Em seguida, no 1D Sampling, cada nó ouve uma parte específica dos dados sendo transmitidos. Os nós podem compartilhar as amostras de dados sem precisar baixar todos os dados.

Oi @VitalikButerin, Artigo muito informativo. Algumas perguntas para você, no entanto.
Se os rollups e a EIP-4844 são o caminho para escalar a ETH, como o DAS vai mantê-lo sem confiança sem estragar a descentralização? E o que acontece se todas essas L2s se tornarem seus próprios pequenos silos? Como a ETH vai…

— Zeerabets (@Zeerabets) Outubro 17, 2024

O co-fundador da Ethereum explicou que, embora o PeerDAS permita que os nós solicitem amostras de outros fora de sua sub-rede, há uma abordagem mais conservadora para usar o SubnetDAS usando a sub-rede local.

Com isso, o blog destaca que o objetivo é aumentar os dados por slot para 16 MB, o que resultaria em uma capacidade potencial de cerca de 58.000 TPS. Buterin escreve: “E, portanto, no final, queremos ir além e fazer a amostragem 2D, que funciona por amostragem aleatória não apenas dentro dos blobs, mas também entre os blobs.”

Buterin destaca que o próximo passo é lançar o PeerDAS e depois aumentar a contagem de blobs. No entanto, o objetivo a longo prazo é, segundo relatos, ir além do DAS 1D e desenvolver o Data Availability Sampling 2D (DAS) para permitir a amostragem tanto dentro quanto entre os blobs.

Buterin também acredita que a Ethereum precisa se afastar da técnica matemática de compromissos KZG e olhar para uma alternativa sem trusted-setup e resistente à quântica, como os STARKs mais avançados.

Enquanto isso, a Ethereum precisa escolher entre o DAS 2D e o DAS 1D. Há uma contrapartida em ambos os casos entre eficiência e simplicidade. O primeiro oferece a maior escalabilidade, mas é mais complexo, enquanto o último é mais fácil de gerenciar, mas tem uma capacidade de dados menor.

No entanto, Buterin aponta que o Plasma poderia reduzir a necessidade de DAS. Nesse caso, a contrapartida seria uma mudança na arquitetura da Ethereum, pois a dependência dos usuários para lidar com os dados aumentaria. Buterin também sugere que, se técnicas de compressão de dados forem implementadas, isso poderia reduzir a necessidade de um DAS 2D avançado.

A Ethereum pode olhar para a técnica de compressão de dados

A compressão de dados visa reduzir o tamanho de cada transação on-chain para melhorar a escalabilidade. A Ethereum poderia usar diferentes métodos de compressão como compressão de zero bytes, agregação de assinaturas,
substituindo endereços por ponteiros e serialização personalizada para valores de transação.

Independentemente do método usado, a técnica quer tornar cada transação menor em termos de bytes para processar muitas mais transações dentro do mesmo espaço de dados.

Isso será um benefício, mas há contrapartidas neste caso também. Por exemplo, Buterin explica que a compressão de dados exigiria a mudança para Assinaturas BLS, o que exigiria um grande desenvolvimento. Substituir endereços por ponteiros também é complexo para o código do cliente. No geral, essas mudanças poderiam potencialmente tornar mais difícil verificar ou auditar transações e poderiam criar problemas para ferramentas que dependem de dados completos de transação.

Dito isso, Buterin explica que todas as soluções de escalabilidade atuais têm dificuldades em vários aspectos. Portanto, a solução de escalabilidade Plasma poderia se tornar poderosa, pois utiliza um operador para publicar blocos off-chain enquanto coloca as raízes de Merkle desses blocos on-chain.

Claro, trazê-los para a produção continua sendo uma tarefa enorme. Alcançar a dependência dos sistemas de prova L2 é outra declaração de problema para a Ethereum. Buterin diz que a maioria dos rollups carece de total descentralização devido à presença de um conselho de segurança.

Com o objetivo principal de alcançar o Status 2, Buterin sugere técnicas de verificação formal junto com a criação de múltiplos sistemas de prova e o emprego de um mecanismo multisig. Como os sistemas de prova L2 avançados ajudarão a reduzir o estresse MEV na camada 1, a escalabilidade será alcançada como resultado.

Entre esses desenvolvimentos, as melhorias na interoperabilidade cross-L2 permanecem importantes. Buterin diz que uma melhor interação entre L2s e L1 melhorará a usabilidade geral da Ethereum. Ao contrário das outras mudanças sugeridas, a interoperabilidade não é uma única atualização técnica. No entanto, é crucial para o roteiro de escalabilidade de longo prazo da Ethereum.