A Ethereum, vêm enfrentando problemas de escalabilidades desde 2014, e tenta achar uma solução desde então. Já foram realizadas diversas opções de resolução, já tendo sido usado como instrumentos a Raide, Plasma, zk-SNARKs, sharding e rollups. Mas, nem todos chegaram a ser efetivamente testados, e alguns não mostraram bons resultados.
No final de 2019, houve a efetivação do hard fork da Ethereum em Istambu, amenizando o então problema, e restabelecendo probabilidades da adequação da rede para uso corporativo. No entanto, não ficou totalmente claro sobre a que pé ficou a mudança da escalabilidade de uma das maiores criptomoedas, e sobre as soluções de redução de mustard.
Motivo da realização de escala
Incontáveis projetos utilizam as soluções de blockchain da Ethereum (ETH) nesses últimos anos. A facilidade do seu modelo contratual promove praticidade na criação de qualquer aplicativo, além do lançamento de criptomoeda própria. Isso deu como resultado mais de 1.895 aplicativos descentralizados ativos, até o mês de abril desse ano, adicionados de 77.000 transações realizadas todos os dias por usuários. A venda e compra de ETH por usuários também possui números excelentes.
Mas, ainda assim, em 2019, as taxas de transferência de rede da Etherum foram de aproximadamente 15 a 20 transações por segundo. Esses números não foram suficientes para que a blockchain fosse usada para grande demanda. O ponto é que: a operação rápida dos aplicativos descentralizados ativos (DApps) só acontece se a necessidade de escalabilidade for suprida. O co-fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, disse previamente que diversas organizações de grande porte mostraram vontade em se juntar ao ecossistema da plataforma, mas desistiram de tal feito por motivos de largura de banda deficiente.
Outros projetos chegaram a mostrar melhores resultados. Tais como o blockchain EOS, que possui capacidade de processamento de até 4.000 TPS; o NEO, que processa 10.000 TPS; e a Solana, processando até 50.000 TPS. Isso começou a prejudicar a ETH, fazendo com que desenvolvedores ficassem desanimados com a possibilidade de solução dos problemas de escalabilidade. Vitalik Buterin declarou:
“Eu tenho me tornado cada vez mais pessimista com os L2s de dados fora da cadeia ao longo do tempo. Vlad Zamfir está certo; eles são difíceis de criar, exigem muito raciocínio na camada de aplicativos sobre incentivos e difíceis de generalizar.
Esses relatos foram feitos antes da implantação do hard fork de Istambul, que trouxe melhores chances de solução dos problemas do Ethereum. Mas, agora existe o medo que Istambul comece a expor uma crença de lentidão do Ethereum.
Hard fork de Istambul: maior rapidez, mas não bate recordes
Então, até o momento, a melhor resolução para os problemas de escalabilidade para a Ethereum foi o hard fork, efetuada por um protocolo de proof-of-work para proof-of-stake. Agora, o potencial do blockchain aumentou, atingindo 3.000 PTS, de acordo com Buterin. Em contrapartida, o responsável por desenvolver soluções de escalabilidade StarkWare disse que a capacidade do Ethereum pode chegar a 9.000 TPS na execução de contratos inteligentes e até 18.000 TPS para função de processamento de pagamentos on-line. A largura de banda real do Ethereum ainda não está clara, mas, de acordo com gráficos de blockchain, o processamento não ultrapassa 9,5 TPS.
Aumento de escalabilidade do Ethereum por meio do Sharding
A Sharding foi usada pela Ethereum no começo de 2019 para tentativas de resoluções de problemas com a escalabilidade. A Sharding é conhecida por dividir uma rede em segmentos, realizando processamento de transações apenas internamente, o que eleva a velocidade do processamento da transação. Esse método pode aumentar a largura da banda de rede, pois quanto maior o número de segmentos, maior o número de possibilidade de efetuação de transações entre eles. Proporcionando adição de novos segmentos à escalada.
Para que o processamento paralelo de transações de segmento ocorra, é necessário que se solucione primeiro o problema de interações entre fragmentos. De acordo com Buterin, a utilização do Sharding ainda não é efetiva, apesar de já saber que há a sua implementação na blockchain Ethereum na Fase 1, e, dentro de dois anos, será na Fase 0.
Possível sacrifício de segurança
Uma possível solução com a Raiden, que possui como mecanismo de ação o armazenamento de uma parte dos dados fora da blockchain principal, aumentando assim a taxa de transferência. Esse processamento de dados fora da cadeia faz com que a rede Ethereum possa ser usada exclusivamente para transações mais importantes, e os menores pagamentos seriam feitos pela rede Raiden.
Mas isso pode trazer sérios riscos de segurança, pois nesse modelo, os tokens são armazenados sem contratos inteligentes, tornando possível a invasão dos mesmos. A Raiden promove efetividade para pequenos pagamentos, mas não é de grande confiança para soluções de escalabilidade de grandes transações.
O “micro-Raiden” surgiu em no final de 2017 na rede Ethereum, foi uma versão menor do Raiden original. Os dados de resultados do projeto e níveis de adoção da versão Red Eyes do Raiden ainda não foram divulgados.
Desistência do uso da tecnologia Plasma
Vitalik Buterin, revelou em agosto de 2017, o uso da tecnologia Plasma, com a intenção de resgatas a blockchain Ethereum de processamentos de dados desvantajosos, criando outra camada sobre a principal.
O uso do Plasma permite o processamento de contratos inteligentes, que só seriam publicados após termino do contrato, reduzem o poder de computação usado pelo blockchain para confirmação de transações, liberando memória. O protocolo também procurou agilizar o tempo de processamento de transações, permitindo hospedagem de DApps sem interferência na velocidade do sistema.
Entretanto, a plataforma Ethereum passou a analisar uma outra classe de soluções de duas camadas, chamadas de “rollups”, finalizando projetos com a Plasma Group.
O modelo Zk-SNARKs, implementado previamente no projeto blockchain Zcach (ZEC), utiliza contratos inteligentes e foi aderida para tentativa de solução dos problemas de escalabilidade de Ethereum. Contudo, relatos de vulnerabilidades foram divulgados pela ZEC, onde se falou sobre um bug que proporcionava a falsificação de moedas através de um hacker.
Durante análise de relatos e publicações sobre o protocolo de comprovação de conhecimento zero e o zk-SNARK baseado nisso (criptografia anônima de transação), a Ethereum ainda realiza pesquisa de possibilidade de uso.
Mais soluções para Ethereum
De acordo com Buterin, antes da mudança decisória do projeto para o modelo de consenso de proof-of-stake no Ethereum, outras plataformas que vem sido operadas satisfatoriamente no mercado, com oferecimento de baixas taxas de transação, ainda podem ser escolhidos para escalar a rede.
Um parceiro considerado potencialmente é a rede Bitcoin Cash (BCH), ainda de acordo com Buterin. Tal projeto pode se encaixar para dimensionamento de rede, com baixas taxas de transação e grandes recursos de taxa de transferência. Partindo de 2019, foram feitos mais de 53 kilobytes de processamentos de dados pela BCH, enquanto a Ethereum processou apenas 8 kilobytes.
Também foi sugerido pelo co-fundador, o uso da rede Ethereum Classic (ETC), que possui enorme potencial de interoperabilidade com outras plataformas. Além disso, propostas para escalamento de rede incluem outras plataformas: Litecoin (LTC) e STEEM.
Rollups parecem ser uma boa aposta
Os rollups, solução de escalabilidades propostos pelos zk-SNARKs, estão sendo desenvolvidos, de acordo com Buterin. Eles envolvem armazenamento de dados de transações na blockchain de maneira compacta, em que o processe de computação ocorre fora da cadeia. Ao invés de realizar validação de cálculos como verificação e execução de um contrato direto na cadeia, o uso do zk-SNARK é sugerido como parte do zk-Rollup um esquema à prova de fraude como parte do Optimistic Rollup da Ethereum.
A solução de rollups utiliza provas de zero para tornar válidas as correções de transações na cadeia lateral. Apesar disso, existem desvantagens no projeto, motivadas pelo processo intensivo de criptografia em computação, além de descartada a possibilidade de uso de contratos inteligentes.
A outra opção, Optimistc Rollup, tem o objetivo de remover a necessidade do uso de provas zero, o que muda o princípio do consenso. No lugar de realizar cada transação, o projeto supõe que todas estão em conformidade. Assim, os próprios usuários acusam quando observarem algum erro, solicitando uma prova de fraude.
Buterin ficou satisfeito com as duas soluções, destacando que o foco não é sobre a escala de pagamento apenas, mas sobre realizar escala de algo semelhante à máquina virtual Ethereum.
Outros projetos estão sendo adicionados ao conceito de soluções de trabalho, como o lançamento da Loopring da central ZK-Rollup, que hipoteticamente, pode chegar a uma taxa de transferência de 2.500 TPS. Toda equipe da Ethereum aparenta esperançosa em relação a seguinte eficiência dos projetos de rollup, em que se espera aumento de taxa de transferência de blockchain de 2.500 a 3.000 TPS e 2.000 a 10.000 TPS se unido ao sharding.
Possível futuro
As propostas para a Ethereum de sharding, rollups e zk-SNARKs, por enquanto, não foram vistas em execução. Muitas coisas irão derivar de lançamentos nesse ano, que mostrarão a realidade de escalonamento do Ether. O Ethereum 2.0, que tem lançamento esperado para julho, promete ser mais rápido e escalável.
Todas as soluções acima podem ser solicitas pela equipe, para que a largura de banda total seja alcançada. Kevin Ho, um dos criadores do Optimism, apoia essa presunção.
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