Título original:O computador mundial criptográfico; Autor original: Vitalik
Compilado por Odaily Planet Daily (@OdailyChina); Tradutor: Asher (@Asher_ 0210)
Frequentemente chamamos Ethereum de "blockchain", e esse nome facilmente faz as pessoas pensarem que é essencialmente a mesma tecnologia que o Bitcoin criado por Satoshi Nakamoto em 2009. De muitas maneiras, isso é verdade; até mesmo o futuro "Lean Ethereum" construído de acordo com o roteiro Strawmap ainda manterá algumas características básicas de uma blockchain.
Mas, ao longo dos últimos quinze anos, essa tecnologia mudou muito, e continuará a se desenvolver nos próximos três anos.O que Ethereum está se tornando pode ser um sistema fundamentalmente diferente da blockchain primitiva.
O Ethereum de hoje suporta computação de propósito geral e usa prova de participação. Já existem aplicações on-chain usando provas de conhecimento zero, e as L2s também estão fornecendo escalabilidade e proteção de privacidade. O Ethereum do futuro será capaz de escolher, de acordo com as necessidades da aplicação, entre computação em escala extremamente grande e capacidade computacional totalmente de propósito geral; os blocos poderão ser construídos conjuntamente por várias partes de várias maneiras; a prova de participação será ainda mais otimizada; e as provas de conhecimento zero também desempenharão um papel fundamental na camada base.
Olhando para o whitepaper do Bitcoin, o que o Ethereum mudou?
Olhando para trás, para o whitepaper original do Bitcoin, e depois comparando seção por seção com o Ethereum em 2015, 2025 e o imaginado para 2030, quase todas as partes sofreram grandes mudanças.
Tomemos como exemplo a autorização de transações. A blockchain primitiva dependia principalmente de assinaturas, enquanto no futuro também poderá usar assinaturas resistentes a quantum ou provas de conhecimento zero. Verificar blocos não requer mais necessariamente baixar todos os dados e reexecutar toda a computação; em vez disso, a disponibilidade de dados pode ser verificada através do PeerDAS, e então o SNARK pode ser verificado. O processo pelo qual as transações entram nos blocos, a maneira como a computação e o armazenamento são tratados, e o que os clientes leves podem verificar por conta própria, são todos muito diferentes da blockchain primitiva.
Quase todos os atributos centrais que definem uma "blockchain" já mudaram, ou estão prestes a mudar:
- Método de verificação: de baixar blocos e reexecutar, para amostragem através do PeerDAS e verificação de SNARKs;
- Mecanismo de consenso: de PoW para PoS, e depois para um PoS mais altamente otimizado;
- Direitos de construção de blocos: de um único minerador construindo blocos, para várias partes participando da construção.
Portanto, após concluir a atualização Lean, o Ethereum ainda é chamado de "blockchain", em grande parte apenas continuando um nome histórico. Ele mantém as ideias centrais propostas por Satoshi Nakamoto e também usa ferramentas criptográficas desenvolvidas ao longo dos últimos cinquenta anos de pesquisa acadêmica. Essas ferramentas não existiam em 2009, ou ainda não estavam maduras.
A criptografia não é a única disciplina importante. Verificação formal, teoria de bancos de dados, redes ponto a ponto, teoria da informação e economia também desempenham um papel. No entanto, o progresso nesses campos não mudou o processo básico da blockchain primitiva. Todos tentam gerar o próximo bloco que esteja de acordo com as regras do PoW; depois que alguém consegue, eles transmitem o bloco, outros o baixam e reexecutam, e assim por diante. O desenvolvimento da criptografia, no entanto, está mudando esse processo em si.
O que os usuários ganham, e o que os desenvolvedores precisam mudar?
Essas mudanças tecnológicas também alterarão os trade-offs que os usuários enfrentam ao usar a rede Ethereum.
A rede Ethereum em 2015 podia continuar funcionando, resistir à censura de transações, garantir que as transações sejam executadas de acordo com regras pré-escritas e tornar as transações irreversíveis. Mas essas garantias vinham com custos muito altos. A capacidade de privacidade da rede era limitada, e confirmar transações levava tempo. Se os usuários quisessem verificar por conta própria, tinham que executar um nó bastante poderoso; caso contrário, só podiam confiar em outros.
A rede Ethereum visionada em 2030 manterá essas garantias e garantirá ainda mais que as transações entrem nos blocos em tempo real por meio do FOCIL. Em alguns cenários, a proteção de privacidade que ela oferece pode ser mais forte do que a dos servidores. No entanto, a computação de uso geral ainda é cara e também é difícil proteger totalmente a privacidade. Muitas computações especializadas podem ser muito mais baratas, e muitos aplicativos especializados também podem oferecer proteção de privacidade mais forte.
A confirmação de transações ainda leva tempo. Em 2015, a rede Ethereum produzia um bloco a cada cerca de 17 segundos, e esperar por 12 confirmações levava cerca de 200 segundos.Até 2030, um único slot pode ser reduzido para cerca de 4-8 segundos, e atingir a finalidade pode levar cerca de 8-32 segundos.Os usuários ainda precisam executar seus próprios nós para obter as garantias de verificação mais completas, mas os requisitos para executar um nó serão muito menores.
Ao mesmo tempo, a forma como os desenvolvedores organizam a computação afetará diretamente os custos dos aplicativos. No início da blockchain, a mesma quantidade de dados e computação geralmente significava sobrecarga semelhante. O futuro é diferente: se todas as operações forem comprimidas em uma única transação que só pode ser executada serialmente, o custo será alto; se as dependências entre as etapas forem esclarecidas para que possam ser processadas em paralelo, ou agregadas antes de entrar no bloco final, o custo pode ser reduzido.
Isso mudará gradualmente o design dos aplicativos Ethereum. A longo prazo, talvez apenas as informações que envolvem mudanças de estado e sua ordem de execução, que devem ser tratadas pela blockchain, precisem ir on-chain. Outro conteúdo pode ser agregado antecipadamente, permitindo que a blockchain se concentre mais em seu próprio trabalho.
A descentralização também pode se tornar uma vantagem de desempenho
Talvez a mudança mais importante seja que a descentralização da rede não é mais apenas um custo assumido por segurança e robustez. Em alguns casos, ela também pode se tornar uma vantagem de desempenho. Uma rede descentralizada pode armazenar mais dados em paralelo e também pode concluir grandes quantidades de computação em paralelo, muito do que pode ser feito no mempool. Em alguns casos, ela também pode aumentar a privacidade, porque apenas uma rede descentralizada pode efetivamente ocultar informações como de onde vêm os dados e as solicitações.
Isso já foi uma visão do Ethereum em meados da década de 2010.A descentralização não deve ser usada apenas para melhorar a robustez do sistema, mas também deve ajudar o sistema a escalar.Como um sistema centralizado pode melhorar o desempenho dividindo o trabalho entre diferentes participantes, um sistema descentralizado também deve ser capaz de fazer isso.
A condição-chave que faltava na época era a verificação. Depois de dividir o trabalho, deve-se confirmar que cada parte foi concluída corretamente. Os primeiros designs tentaram usar comitês selecionados aleatoriamente, mas estabelecer comitês era complexo e caro, e aumentaria muito a latência; se o comitê falhasse em seus deveres, também não havia remédio. Hoje, a criptografia moderna resolveu esse problema, e a sobrecarga adicional trazida por esquemas relacionados também está diminuindo mês a mês.
A latência é outra direção que merece atenção. O próprio Ethereum nunca pode igualar a latência de um servidor, mas a infraestrutura construída ao seu redor talvez possa. Em geral, se uma camada descentralizada mais forte puder ser estabelecida entre os usuários e a cadeia, e essa camada em si não for a cadeia, o Ethereum pode ser capaz de obter capacidades mais fortes sem prejudicar as propriedades básicas da cadeia.
Da blockchain ao "computador mundial criptográfico"
Mais adiante no futuro, o Ethereum também pode inaugurar outra mudança, ou seja, a ascensão da ofuscação indistinguível (iO). Idealmente, a tecnologia de ofuscação utilizável pode eliminar o trade-off entre privacidade e generalidade, permitindo que um número ilimitado de participantes participe de computação de uso geral de maneira segura e criptografada. Mesmo formas mais fracas de tecnologia de ofuscação podem ser usadas em cenários como mempools criptografados. No entanto, as mudanças discutidas anteriormente neste artigo não precisam esperar que essa tecnologia amadureça antes de ocorrerem.
Este é o "computador mundial criptográfico".O Ethereum não será mais apenas um livro-razão onde as pessoas colocam dados e computação a serem executados, mas se tornará uma arquitetura que combina blockchain, tecnologias criptográficas de privacidade e verificação, e poderosos componentes off-chain descentralizados.
Para construir totalmente um sistema assim, ainda há muitos desafios. Tornar as provas de conhecimento zero eficientes e seguras o suficiente não é fácil, mas o escopo desse problema é relativamente claro, e atualmente está sendo continuamente otimizado com a ajuda de ferramentas de IA. O problema mais difícil, em todo o sistema, pode ser como gerenciar um estado massivo e permitir que diferentes participantes acessem esse estado em paralelo. Soluções relacionadas já apareceram, mas ainda precisam ser continuamente aprimoradas à medida que as necessidades dos aplicativos futuros se tornam gradualmente mais claras.
De acordo com o roteiro Strawmap, o fork Hegota planejado para o próximo ano pode ser o último fork "regular" do Ethereum. Os recursos e tecnologias que ele adota ainda seriam aproximadamente reconhecíveis para as pessoas em 2015. O trabalho depois disso envolverá STARKs recursivos, verificação formal automatizada, algoritmos de consenso altamente otimizados e tornar tudo isso resistente a quantum.
O PeerDAS já começou a transformação do Ethereum de uma simples blockchain em um sistema mais poderoso. Após o Hegota, essa transformação se tornará a linha principal do desenvolvimento do Ethereum. Em última análise, espera-se que o Ethereum forneça computação de alta segurança que seja de custo mais baixo, em maior escala e mais privada do que no passado.
