Rota de escalabilidade do Ethereum: alcançar 10.000 transações por segundo através das tecnologias ZK e zkEVM
Ethereum está prestes a comemorar o décimo aniversário do bloco gênese. Após dez anos de exploração, seu roadmap de escalabilidade está abrindo novas direções e visões. O mais empolgante é que, após anos de exploração de escalabilidade L2, o Ethereum L1 finalmente encontrou um caminho confiável para alcançar uma escalabilidade extrema, mantendo ao mesmo tempo a máxima descentralização.
Em resumo, a partir de agora, o limite de Gas do Ethereum e o TPS estão programados para aumentar várias vezes a cada ano. Os validadores não executarão mais repetidamente cada transação, mas apenas validarão uma prova de conhecimento zero (ZK-proof), para provar que este lote de transações foi executado corretamente, permitindo assim que o TPS da rede subjacente aumente para mais de dez mil por segundo.
Ao mesmo tempo, a L2 também irá sincronizar a ampliação, alcançando centenas de milhares ou até milhões de TPS. Um novo tipo de L2 chamado "Rollup nativo" funcionará como fragmentos programáveis, oferecendo a mesma segurança que a L1.
Essas propostas, embora não tenham sido formalmente aprovadas, são baseadas nas ideias que Vitalik Buterin começou a explorar desde 2017 e têm o apoio do pesquisador principal da Fundação Ethereum, Justin Drake.
Drake afirmou na conferência EthCC: "Estamos em um ponto de inflexão crucial para a escalabilidade do Ethereum, e estou convencido de que estamos prestes a entrar na era do GigaGas em L1 — cerca de 10.000 TPS, e a chave para iniciar essa era é o zkEVM e a prova em tempo real."
O objetivo final do Drake é alcançar 10 milhões de TPS no ecossistema Ethereum dentro de 10 anos. Isso significa que o futuro será, inevitavelmente, uma arquitetura de "rede nas redes": diferentes L2 assumindo diferentes cenários, trade-offs e vantagens, expandindo conjuntamente todo o ecossistema para atender à demanda global.
Por que é difícil escalar em grande escala o Ethereum L1?
Embora outras blockchains já tenham tentado ampliar a capacidade de throughput com hardware e poder computacional mais robustos, o Ethereum manteve uma dedicação quase ideológica à descentralização. Do ponto de vista dos maximalistas do ETH, cadeias como a Solana, que são "cadeias de centros de dados", possuem milhões de dólares em pontos de risco centralizados, onde o governo pode diretamente auditar transações nesses nós. Mesmo cadeias como a Sui, que exigem hardware menos intenso, têm custos e requisitos de largura de banda que são intimidantes, afetando o grau de descentralização.
Em comparação, o Ethereum pode até ser executado em um Raspberry Pi. Este design de baixa barreira permite que mais de 15.000 nós públicos e milhões de validadores participem da rede, tornando quase impossível censurar transações e conferindo à rede uma resiliência extrema contra ataques.
O custo é uma velocidade extremamente lenta - a TPS atual é de cerca de 18-20 transações por segundo, enquanto a Solana é de cerca de 1500 transações por segundo.
De certa forma, a arquitetura da blockchain é intrinsecamente ineficiente, um pouco como uma folha de cálculo do Google; sempre que se modifica uma célula, todos os computadores com cópias ao redor do mundo precisam recalcular toda a folha antes de poderem atualizar, garantindo que tudo está correto.
Devido ao espaço limitado para a expansão da mainnet, mantendo a descentralização, o Ethereum teve que seguir, em 2020, a rota controversa da expansão em camadas L2.
Como o ZK quebra o triângulo impossível da blockchain?
Vitalik Buterin propôs o conceito de "triângulo da impossibilidade do blockchain", descrevendo a dificuldade das blockchains públicas em conseguir simultaneamente segurança, escalabilidade e descentralização. Quase todas as soluções de escalabilidade só conseguem satisfazer duas dessas condições, sacrificando inevitavelmente a terceira.
Até a chegada da tecnologia ZK. As provas de conhecimento zero podem provar matematicamente que um grande número de transações complexas foi executado corretamente, sem revelar os detalhes da transação. O processo de geração da prova ZK é muito complexo, mas a verificação se uma prova está correta é rápida e leve.
Portanto, a visão futura do Ethereum é: em vez de permitir que um monte de nós Raspberry Pi com desempenho fraco recalculam todas as transações, é melhor fazer com que os validadores apenas verifiquem um pequeno resultado matemático da prova ZK.
Drake até brincou dizendo que, no futuro, a carga computacional para validar provas ZK será tão pequena que até um Raspberry Pi Pico de 7 dólares poderá lidar com isso, não sendo necessário um grande centro de dados.
zkEVM: o roteiro para 10.000 TPS
A Sophia Gold da Fundação Ethereum revelou recentemente em um blog: no próximo ano, a mainnet L1 pode integrar a máquina virtual Ethereum impulsionada por provas de conhecimento zero (zkEVM).
Vale a pena notar que muitas explorações práticas da tecnologia ZK começaram com redes L2. Por exemplo, uma cadeia pública ZK Rollup 100% compatível com EVM - qualquer aplicativo que funcione no Ethereum pode funcionar perfeitamente nela.
O responsável pela blockchain pública explicou que a tecnologia ZK oferece uma resposta ao triângulo impossível da blockchain: "A magia do ZK está em que podemos aumentar significativamente o limite de Gas do L1, enquanto a expansão da carga computacional não torna a verificação mais complexa."
Ele acrescentou que, à medida que a latência e os custos de geração de provas ZK continuam a diminuir, podemos lidar com uma maior capacidade de processamento, mantendo ao mesmo tempo os requisitos de hardware para verificação extremamente baixos - até mesmo um smartwatch pode realizar o trabalho de verificação.
No entanto, a comunidade também não deve ser excessivamente otimista, mesmo que o zkEVM seja integrado com sucesso ao L1 dentro do próximo ano, ele não conseguirá alcançar 10.000 TPS logo no primeiro dia.
Um passo de cada vez, e depois completar em um instante
Ethereum atualmente possui cinco principais clientes de software disponíveis para operar a rede, o que significa que mesmo que um cliente tenha problemas, a rede não parará diretamente.
Na futura rota de atualização, o Ethereum planeia lançar duas a três versões de cliente modificadas que suportam a validação ZK, permitindo que os validadores escolham completar a validação através da verificação de provas de zero conhecimento, sem precisar reexecutar cada transação.
Inicialmente, apenas alguns validadores irão mudar para o novo modo de validação, a fim de identificar e corrigir potenciais problemas nos primeiros estágios.
A Ladislaus da equipe de coordenação do protocolo da Fundação Ethereum disse: "A transição para um EVM snarkizado será um processo gradual".
Os usuários começarão a perceber gradualmente que o limite de Gas do L1 está aumentando, ou seja, a capacidade de atividade econômica da rede está a aumentar. Embora a transição do L1 para a validação ZK leve tempo, a expansão do limite de Gas está praticamente prestes a acontecer.
Na semana passada, o limite de Gas L1 foi aumentado em 22%, atingindo 45 milhões. O pesquisador Dankrad Feist propôs um EIP, sugerindo que os clientes aumentem automaticamente o limite de Gas três vezes por ano. De acordo com este plano, em quatro anos, a mainnet Ethereum poderá alcançar cerca de 2000 TPS.
Justin Drake até propôs estender esse ritmo por mais dois anos, alcançando uma capacidade de 1 gigagas até 2031, com cerca de 10.000 TPS.
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BTCBeliefStation
· 08-10 14:17
Dez mil transações por segundo? Espera um momento, vou calcular quantos meses para recuperar o investimento.
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OnchainDetective
· 08-10 05:08
Mantenha uma atitude cética em relação a essas chamadas "quebras"; os dados TPS não correspondem de todo ao meu monitoramento na cadeia, certamente há algo mais por trás...
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GhostAddressHunter
· 08-10 04:50
Finalmente posso me irritar! tps a subir
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SolidityJester
· 08-10 04:46
Finalmente conseguimos acompanhar o tps do Bitcoin?
Ethereum ZK scaling: a L1 revolution from 20 transactions per second to 10000 transactions.
Rota de escalabilidade do Ethereum: alcançar 10.000 transações por segundo através das tecnologias ZK e zkEVM
Ethereum está prestes a comemorar o décimo aniversário do bloco gênese. Após dez anos de exploração, seu roadmap de escalabilidade está abrindo novas direções e visões. O mais empolgante é que, após anos de exploração de escalabilidade L2, o Ethereum L1 finalmente encontrou um caminho confiável para alcançar uma escalabilidade extrema, mantendo ao mesmo tempo a máxima descentralização.
Em resumo, a partir de agora, o limite de Gas do Ethereum e o TPS estão programados para aumentar várias vezes a cada ano. Os validadores não executarão mais repetidamente cada transação, mas apenas validarão uma prova de conhecimento zero (ZK-proof), para provar que este lote de transações foi executado corretamente, permitindo assim que o TPS da rede subjacente aumente para mais de dez mil por segundo.
Ao mesmo tempo, a L2 também irá sincronizar a ampliação, alcançando centenas de milhares ou até milhões de TPS. Um novo tipo de L2 chamado "Rollup nativo" funcionará como fragmentos programáveis, oferecendo a mesma segurança que a L1.
Essas propostas, embora não tenham sido formalmente aprovadas, são baseadas nas ideias que Vitalik Buterin começou a explorar desde 2017 e têm o apoio do pesquisador principal da Fundação Ethereum, Justin Drake.
Drake afirmou na conferência EthCC: "Estamos em um ponto de inflexão crucial para a escalabilidade do Ethereum, e estou convencido de que estamos prestes a entrar na era do GigaGas em L1 — cerca de 10.000 TPS, e a chave para iniciar essa era é o zkEVM e a prova em tempo real."
O objetivo final do Drake é alcançar 10 milhões de TPS no ecossistema Ethereum dentro de 10 anos. Isso significa que o futuro será, inevitavelmente, uma arquitetura de "rede nas redes": diferentes L2 assumindo diferentes cenários, trade-offs e vantagens, expandindo conjuntamente todo o ecossistema para atender à demanda global.
Por que é difícil escalar em grande escala o Ethereum L1?
Embora outras blockchains já tenham tentado ampliar a capacidade de throughput com hardware e poder computacional mais robustos, o Ethereum manteve uma dedicação quase ideológica à descentralização. Do ponto de vista dos maximalistas do ETH, cadeias como a Solana, que são "cadeias de centros de dados", possuem milhões de dólares em pontos de risco centralizados, onde o governo pode diretamente auditar transações nesses nós. Mesmo cadeias como a Sui, que exigem hardware menos intenso, têm custos e requisitos de largura de banda que são intimidantes, afetando o grau de descentralização.
Em comparação, o Ethereum pode até ser executado em um Raspberry Pi. Este design de baixa barreira permite que mais de 15.000 nós públicos e milhões de validadores participem da rede, tornando quase impossível censurar transações e conferindo à rede uma resiliência extrema contra ataques.
O custo é uma velocidade extremamente lenta - a TPS atual é de cerca de 18-20 transações por segundo, enquanto a Solana é de cerca de 1500 transações por segundo.
De certa forma, a arquitetura da blockchain é intrinsecamente ineficiente, um pouco como uma folha de cálculo do Google; sempre que se modifica uma célula, todos os computadores com cópias ao redor do mundo precisam recalcular toda a folha antes de poderem atualizar, garantindo que tudo está correto.
Devido ao espaço limitado para a expansão da mainnet, mantendo a descentralização, o Ethereum teve que seguir, em 2020, a rota controversa da expansão em camadas L2.
Como o ZK quebra o triângulo impossível da blockchain?
Vitalik Buterin propôs o conceito de "triângulo da impossibilidade do blockchain", descrevendo a dificuldade das blockchains públicas em conseguir simultaneamente segurança, escalabilidade e descentralização. Quase todas as soluções de escalabilidade só conseguem satisfazer duas dessas condições, sacrificando inevitavelmente a terceira.
Até a chegada da tecnologia ZK. As provas de conhecimento zero podem provar matematicamente que um grande número de transações complexas foi executado corretamente, sem revelar os detalhes da transação. O processo de geração da prova ZK é muito complexo, mas a verificação se uma prova está correta é rápida e leve.
Portanto, a visão futura do Ethereum é: em vez de permitir que um monte de nós Raspberry Pi com desempenho fraco recalculam todas as transações, é melhor fazer com que os validadores apenas verifiquem um pequeno resultado matemático da prova ZK.
Drake até brincou dizendo que, no futuro, a carga computacional para validar provas ZK será tão pequena que até um Raspberry Pi Pico de 7 dólares poderá lidar com isso, não sendo necessário um grande centro de dados.
zkEVM: o roteiro para 10.000 TPS
A Sophia Gold da Fundação Ethereum revelou recentemente em um blog: no próximo ano, a mainnet L1 pode integrar a máquina virtual Ethereum impulsionada por provas de conhecimento zero (zkEVM).
Vale a pena notar que muitas explorações práticas da tecnologia ZK começaram com redes L2. Por exemplo, uma cadeia pública ZK Rollup 100% compatível com EVM - qualquer aplicativo que funcione no Ethereum pode funcionar perfeitamente nela.
O responsável pela blockchain pública explicou que a tecnologia ZK oferece uma resposta ao triângulo impossível da blockchain: "A magia do ZK está em que podemos aumentar significativamente o limite de Gas do L1, enquanto a expansão da carga computacional não torna a verificação mais complexa."
Ele acrescentou que, à medida que a latência e os custos de geração de provas ZK continuam a diminuir, podemos lidar com uma maior capacidade de processamento, mantendo ao mesmo tempo os requisitos de hardware para verificação extremamente baixos - até mesmo um smartwatch pode realizar o trabalho de verificação.
No entanto, a comunidade também não deve ser excessivamente otimista, mesmo que o zkEVM seja integrado com sucesso ao L1 dentro do próximo ano, ele não conseguirá alcançar 10.000 TPS logo no primeiro dia.
Um passo de cada vez, e depois completar em um instante
Ethereum atualmente possui cinco principais clientes de software disponíveis para operar a rede, o que significa que mesmo que um cliente tenha problemas, a rede não parará diretamente.
Na futura rota de atualização, o Ethereum planeia lançar duas a três versões de cliente modificadas que suportam a validação ZK, permitindo que os validadores escolham completar a validação através da verificação de provas de zero conhecimento, sem precisar reexecutar cada transação.
Inicialmente, apenas alguns validadores irão mudar para o novo modo de validação, a fim de identificar e corrigir potenciais problemas nos primeiros estágios.
A Ladislaus da equipe de coordenação do protocolo da Fundação Ethereum disse: "A transição para um EVM snarkizado será um processo gradual".
Os usuários começarão a perceber gradualmente que o limite de Gas do L1 está aumentando, ou seja, a capacidade de atividade econômica da rede está a aumentar. Embora a transição do L1 para a validação ZK leve tempo, a expansão do limite de Gas está praticamente prestes a acontecer.
Na semana passada, o limite de Gas L1 foi aumentado em 22%, atingindo 45 milhões. O pesquisador Dankrad Feist propôs um EIP, sugerindo que os clientes aumentem automaticamente o limite de Gas três vezes por ano. De acordo com este plano, em quatro anos, a mainnet Ethereum poderá alcançar cerca de 2000 TPS.
Justin Drake até propôs estender esse ritmo por mais dois anos, alcançando uma capacidade de 1 gigagas até 2031, com cerca de 10.000 TPS.