Proto-Danksharding e Danksharding: Roteiro de Atualização de Escalabilidade do Ethereum

O Ethereum enfrenta um grande desafio: à medida que o número de utilizadores aumenta, a congestão da rede e as taxas elevadas de transação tornam-se problemas cada vez mais graves. Para resolver esta questão, os desenvolvedores do Ethereum propuseram uma abordagem técnica chamada danksharding - nomeada em homenagem ao investigador Dankrad Feist. Esta não é apenas uma solução tecnológica, mas o centro da estratégia de escalabilidade do Ethereum 2.0.

Proto-Danksharding: Passo Intermediário no Caminho para a Escalabilidade

Para compreender o Danksharding, é necessário primeiro entender o Proto-Danksharding - uma versão intermediária desta tecnologia. O Proto-Danksharding foi introduzido através da atualização Ethereum Cancun via padrão EIP-4844, funcionando como uma ponte importante.

Em vez de implementar imediatamente um sistema de sharding completo, o Proto-Danksharding foca na redução do custo de dados para os rollups Layer 2. Permite que os rollups adicionem dados aos blocos com custos menores, através do mecanismo de “blob” - pacotes de dados temporários. Isto tem uma aplicação prática: os utilizadores podem realizar transações na Layer 2 com taxas de gás significativamente mais baixas.

O Proto-Danksharding processa entre 100 e 10.000 transações por segundo (previsto), representando uma melhoria clara em relação ao Ethereum Layer 1 atual, mas ainda sem atingir a escala final pretendida.

Danksharding Completo: Um Salto na Capacidade de Processamento

Se o Proto-Danksharding é o primeiro passo, o Danksharding é o próximo - e é um grande avanço. O Danksharding visa permitir que o Ethereum processe mais de 100.000 transações por segundo, uma taxa de throughput sem precedentes.

A principal diferença entre Danksharding e os métodos tradicionais de sharding reside na sua arquitetura. No sharding convencional, cada shard (segmento) possui propostas de blocos próprias, levando a uma complexidade elevada. Em contraste, o Danksharding utiliza um sistema de proposta de bloco único - apenas um proponente de bloco para toda a rede, gerindo todos os segmentos.

Este design simplifica o processo de validação e transmissão de dados entre segmentos, eliminando a complexidade desnecessária de múltiplas propostas de blocos independentes. O resultado é uma rede blockchain mais eficiente, mais compacta, capaz de alcançar uma verdadeira escalabilidade.

Como o Sharding Altera a Estrutura da Rede Ethereum

Para entender o Danksharding, imagine uma rede com 1.000 nós. Sem sharding, cada nó deve validar e armazenar todas as transações. Isto cria uma carga enorme para o hardware e a velocidade de processamento.

Com sharding, a rede é dividida em múltiplos segmentos menores. Por exemplo, um segmento processa contas de ‘A’ a ‘E’, outro de ‘F’ a ‘J’, e assim por diante. Cada segmento funciona de forma independente e paralela, processando as suas transações sem precisar esperar pelos outros.

No Ethereum 2.0, o plano inicial era dividir a rede em 64 segmentos. Cada segmento poderia processar contratos inteligentes e transações próprias, aumentando assim a capacidade total de processamento da rede.

Comparação: Diferenças entre Proto-Danksharding e Danksharding

O Proto-Danksharding é uma solução imediata, oferecendo melhorias significativas na eficiência de custos. O Danksharding é uma meta a longo prazo, prometendo uma mudança fundamental na escalabilidade do Ethereum.

Benefícios Práticos do Danksharding para os Utilizadores

O Danksharding traz impactos reais:

Transações mais rápidas: Com capacidade para processar mais de 100.000 tx/s, o tempo de confirmação das transações será significativamente reduzido.

Taxas mais baixas: Quando a rede consegue processar mais transações, as taxas de gás diminuem de acordo com a lei da oferta e procura.

Escalabilidade Layer 2: Os rollups podem operar de forma mais eficiente, abrindo possibilidades para novas dApps.

Proteção da descentralização: Como os nós só precisam de processar uma pequena parte dos dados, os requisitos de hardware diminuem, permitindo que mais nós individuais participem na rede.

Aumento da segurança: O sistema de proposta de bloco único minimiza os vetores de ataque, incluindo ataques de 51%.

Danksharding vs Sharding Tradicional: Diferenças Fundamentais

O sharding tradicional envolve dividir a blockchain em múltiplas cadeias menores, cada uma processando transações de forma independente. É uma abordagem razoável para aumentar o throughput.

No entanto, o Danksharding vai além. Não só divide a rede, como também simplifica a comunicação e o consenso entre segmentos. Utilizando uma única proposta de bloco em vez de múltiplas propostas em diferentes shards, o Danksharding elimina a complexidade de um sistema de sharding quadrático, por isso o nome “quadratic sharding” nos documentos técnicos.

Isto significa que o Danksharding pode escalar de forma mais eficiente, sem comprometer a segurança ou a descentralização.

Papel da Beacon Chain neste Sistema

A Beacon Chain é a espinha dorsal do Ethereum 2.0, operando com o mecanismo Proof of Stake. Ela é responsável por:

• Coordenar toda a rede sharded
• Monitorizar os validadores (os validadores)
• Gerir o protocolo de consenso
• Atribuir aleatoriamente validadores para validar os segmentos

Quando o Danksharding for implementado, a Beacon Chain gerirá o sistema de proposta de bloco único, garantindo uma rede forte e segura.

Roteiro de Implementação: De Proto-Danksharding a Danksharding

O Ethereum não irá passar imediatamente para o Danksharding. Em vez disso, está a seguir um roteiro faseado:

Fase 1 - Proto-Danksharding (Concluído): Já implementado na atualização Ethereum Cancun via EIP-4844. Isto reduz custos para os rollups Layer 2.

Fase 2 - Danksharding Completo (Previsto): Previsto para depois do Proto-Danksharding, embora o calendário ainda esteja a ser ajustado. Esta atualização implementará o sistema de proposta de bloco único e dividirá em 64 segmentos.

Esta abordagem faseada permite ao Ethereum testar, aprender e otimizar antes de uma implementação total de escalabilidade.

Perguntas Frequentes sobre Sharding no Ethereum

Por que o Ethereum precisa de sharding? À medida que a rede cresce, o aumento de transações causa congestionamento e taxas elevadas. O sharding permite processar múltiplas transações em paralelo, resolvendo este problema.

O sharding diminui a descentralização? Não. O sharding foi desenhado para manter a descentralização, reduzindo os requisitos de hardware. Nós individuais não precisam de processar toda a informação, permitindo que utilizadores comuns operem nós.

Como funcionam os contratos inteligentes nos shards? Os desenvolvedores do Ethereum estão a explorar formas de fazer contratos inteligentes funcionarem de forma fluida em múltiplos shards. É uma questão técnica em resolução.

O Danksharding é seguro? Sim, foi desenhado com a segurança como prioridade. O sistema de proposta de bloco único na verdade reduz certos vetores de ataque. A Beacon Chain garante que todos os segmentos sigam as regras.

Proto-Danksharding já está pronto para uso? Sim. Proto-Danksharding já funciona no Ethereum desde a atualização Cancun. Utilizadores Layer 2 já experimentam custos mais baixos graças a esta tecnologia.

Quando será lançado o Danksharding completo? O calendário exato ainda é flexível, mas o Ethereum está a trabalhar para uma implementação nos próximos anos. O processo depende do progresso na investigação e testes.

Qual a diferença entre Proof of Stake e sharding? Proof of Stake altera a forma como o Ethereum alcança consenso (em vez de mineração, validadores apostam dinheiro). O sharding altera a forma como as transações são processadas (de forma paralela). Ambos complementam-se no Ethereum 2.0.

O Layer 2 Rollup beneficiará? Sim. Os rollups terão armazenamento de dados mais barato (com Proto-Danksharding) e, eventualmente, maior escalabilidade (com Danksharding completo), permitindo processar mais transações a custos menores.

Nós individuais serão afetados? Pelo contrário. O sharding reduz os requisitos de hardware para os nós. Utilizadores poderão operar nós com menos recursos, aumentando a descentralização da rede.

Porque é que esta tecnologia demora a desenvolver-se? O Danksharding representa uma mudança fundamental na operação do Ethereum. Requer investigação extensa, testes e validação de segurança. O Ethereum prioriza a segurança sobre a velocidade de desenvolvimento.

Conclusão: O Futuro do Ethereum Está a Ser Moldado

O Danksharding não é apenas uma atualização técnica - é um compromisso do Ethereum com inovação e escalabilidade. Ao resolver o problema da congestão sem comprometer a segurança, o Ethereum está a estabelecer um novo padrão para a tecnologia blockchain.

O Proto-Danksharding já começou a melhorar a situação, com utilizadores Layer 2 a experimentar custos mais baixos agora mesmo. Quando o Danksharding estiver completo, o Ethereum entrará numa nova era - uma era de transações rápidas, custos baixos e manutenção da descentralização.

Esta é uma atualização que qualquer utilizador do Ethereum ou investidor em criptomoedas deve compreender. Não é apenas tecnologia; é o futuro do Ethereum.