Danksharding e os seus efeitos na Ethereum

A Ethereum é a segunda maior rede blockchain em termos de capitalização de mercado, ficando atrás apenas da renomeada Bitcoin. Ao invés de dormir à sombra da bananeira dos seus sucessos, a Ethereum tem inovado continuamente na sua forte base. Apesar de encontrar-se atrás da Bitcoin, a Ethereum é facilmente a rede mais funcional e que propicia mais valor entre as escolhas populares no mercado. 

Os recursos aprofundados da Ethereum e a crescente popularidade deixaram a sua marca na congestão e nas capacidades de escalabilidade da rede, tornando-a mais lenta e mais cara para o utilizador comum. 

Este artigo abordará uma das possíveis soluções para os problemas sempre presentes de escalabilidade da Ethereum — Danksharding. 

O que é uma máquina virtual Ethereum?

Antes de mergulharmos nos tópicos complexos do sharding e, subsequentemente, danksharding, é vital compreender a máquina virtual da Ethereum (EVM, sigla em inglês) e como faz tudo rodar. A EVM é a tecnologia de processamento base por detrás da Ethereum, permitindo que a rede tenha a funcionalidade robusta de contratos inteligentes. Como resultado, a Ethereum tornou-se na rede mais extensiva que apoio as aplicações descentralizadas. 

Embora outras plantas tenham funcionalidade semelhante, nenhuma se compara com o âmbito, escala e qualidade dos serviços da Ethereum. A EVM permite que os programadores experimentem novas tecnologias e conceitos digitais para desenvolverem a base para a internet descentralizada. No entanto, a utilidade e valor sem igual da EVM entre as redes populares provocou problemas graves com a escalabilidade, velocidade e custos de transação, também conhecido como taxas gas. 

Este problema atormentou a Ethereum durante uma grande parte da década sem quaisquer soluções óbvias ou mecanismos de compensação. Em 2023, a Ethereum permanece cara e bastante lenta quando comparada com a Bitcoin e outras altcoins populares. Por conseguinte, os programadores estão a tentar estruturar um plano para aliviar a saturação da rede sem sacrificar a funcionalidade de contrato inteligente robusta que torna a Ethereum única. As práticas de Sharding e de Danksharding estão entre os conceitos mais promissores para resolver os problemas de escalabilidade da Ethereum. Exploremos um pouco mais. 

Definição do Sharding Ethereum

Dado que os problemas de escalabilidade da Ethereum levaram a um congestão total da rede, os criadores e programadores especializados da Ethereum voltaram à estaca zero para procuraram uma solução de escalabilidade permanente. Fruto disso, a Ethereum apresentou a ideia de sharding, que tinha o potencial de aliviar os problemas de congestão e permitir que a rede processe até 100 000 transações num único minuto. 

Afinal, como é que funciona o conceito do sharding? Simplificando, o sharding divide a rede Ethereum em cadeias shard, todas utilizadas para validar e processar transações de uma forma segregada. O génio desta solução reside na sua capacidade de prevenir processos de validação em toda a rede. Sem o sharding, cada transação na mainnet Ethereum tem de ser processada através de todos os nós blockchain existentes. 

Este processo de validação restringe a infraestrutura da rede, fazendo com que fique mais lenta, mais cara e inacessível para novos utilizadores. Contudo, com a prática do sharding, a Ethereum divide-se em cadeias mais pequenas, com cada a processar milhares de transações simultaneamente. Dado que cada cadeia shard age como uma rede autónoma e alberga, consideravelmente, menos blocos do que a mainnet Ethereum, as transações podem ser rapidamente validadas. 

Assim sendo, não é difícil constatar porque é que o sharding é considerado a melhor atualização Ethereum até à data, dado que pode resolver o problema mais fundamental com a rede. No entanto, os programadores ainda não implementaram uma versão totalmente operacional e finalizada do sharding, dado que requer ajustes consideráveis na estrutura mainnet Ethereum atual. 

Por algum tempo, os criadores da Ethereum e os programadores da comunidade quase desistiram do conceito do sharding, dado que comprovou ser imensamente difícil de implementar. Ao invés, muitos criadores proposeram consolidações off-chain, entre outros conceitos, para resolverem o problema de escalabilidade da Ethereum. No entanto, em 2023, o mundo da blockchain testemunhou o ressurgimento do conceito do sharding através do seu sucessor espiritual — o Danksharding. 

O Danksharding explicado

O Danksharding, também conhecido como EIP 4844, foi concebido pelo investigador Ethereum Dankrad Feist com a missão de resolver os problemas de escalabilidade da Ethereum a um nível fundamental. Embora o Danksharding não seja um sucessor direto da prática de sharding, este utiliza este conceito para proporcionar dados mais baratos à rede. Com a sua fusão inovadora do sharding e de conceitos de consolidação, o Danksharding poderá ser uma solução permanente para escalar a Ethereum e reduzir os períodos de transação e de processamento. Afinal, o que é o Danksharding Ethereum e como é que funciona na prática? 

Este novíssimo conceito recorre à prática de consolidação de analisar e de processar transações. As consolidações são uma solução de escalabilidade revolucionária por si só, agrupando inúmeras transações Ethereum num único lote e validando-as off-chain para retirar o fardo do processamento da mainnet da Ethereum. 

No entanto, a metodologia de consolidação está longe de ser perfeita, dado que os dados da transação são totalmente transferidos para lotes consolidados, tornando todo o processo ligeiramente redundante. Afinal de contas, a tecnologia de consolidação foi criada para diminuir o tráfego na Ethereum, mas devido ao processamento ineficiente dos dados, este não conseguiu aumentar o processamento de transações de forma considerável. 

Com o Danksharding, o conceito de consolidação pode, finalmente, cumprir com o seu potencial inicial, dado que pode utilizar o princípio de sharding para agrupar apenas pontos de dados relevantes nos nós consolidados. Para compreender melhor este conceito, suponhamos que temos 100 000 transações na rede Ethereum. O processo Danksharding permitirá que as consolidações só incluam e processem uma fração dos dados da transação, tornando o processo muito mais eficiente. Além disso, a metodologia Danksharding permite que os dados consolidados sejam temporários, ao invés de serem permanentes. Sem esta prática, os dados da transação utilizados nos blocos validadores são permanentemente armazenados na base de dados da consolidação. Esta prática constrage e restringe a rede consideravelmente, contendo milhares de milhões de bytes de dados desnecessários. Com o Danksharding, os dados da transação estão disponíveis nas cadeias de consolidação enquanto forem necessários para a validação. 

Este conceito inovador é materializado graças à verificação da disponibilidade de dados, que permite que as redes recuperem pequenas frações de dados de bases de dados de transações sem percorrer meticulosamente toda a rede de blocos. Com a verificação de dados, as consolidações recebem dados suficientes para validarem transações com blocos de dados verificados, que agrupam várias transações sem sobrecarregarem a mainnet. Fruto disso, o Danksharding transforma as consolidaçóes em mecanismo de validação altamente eficientes que conseguem processar milhares de transações em segundos. 

Assim sendo, o Danksharding é o progresso lógico de duas ideias basilares que rodeiam o dilema de escalabilidade da Ethereum – o sharding e as consolidações. Embora o conceito on-chain exclusivo já não seja mais viável, o Danksharding pode ser o melhor ponto intermédio entre as duas soluções de escalabilidade.  

Benefícios do Danksharding

Conforme destacámos na secção anterior, o conceito Danksharding é uma ideia revolucionária que poderia eliminar os problemas de escalabilidade da Ethereum de uma vez por todas. À medida que a tecnologia Danksharding se torna cada vez mais e mais tangível, os utilizadores Ethereum poderão, possivelmente, receber um ótimo de Pareto nas suas interações diárias com a rede. Exploremos os benefícios práticos de aplicar o processo Danksharding na rede Ethereum. 

Taxas de transação reduzidas

Desde que a Ethereum se tornou na plataforma de eleição para contratos inteligentes e criadores dApp, os encargos de transação têm sido tudo menos satisfatórios. Em alguns casos, as taxas gas podem exceder a quantia principal de transações eTH, limitando consideravelmente a liberdade dos utilizadores da ETH. Em termos simples, os participantes na rede Ethereum têm de ser muitíssimo seletivos com as suas transações, dado que as transações de volume mais baixo podem nem sequer valer a pena a sua execução. 

Adicionalmente, a popularidade da Ethereum motiva os indivíduos selecionados a adicionarem gorjetas às suas taxas de transação base, o que aumenta ainda mais o preço de referência para os utilizadores comuns. Assim sendo, a situação da taxa gas atual é bastante restritiva e desfavorável para a rede Ethereum. No entanto, a prática de Danksharding promete aliviar este problema permanentemente. 

Atualmente, as taxas gas elevadas causam problemas na rede Ethereum devido às necessidades de processamento de dados exponencialmente maiores. O complexo protocolo EVM no coração da Ethereum exige poder operacional substancial para validar as transações e voltar a verificar todos os blocos existentes na rede. O processo Danksharding aponta para a resolução deste problema dividindo os intervalos de processamento em peças muito mais pequenas e fáceis de gerir. Assim sendo, uma única transação requerá uma quantia minúscula de poder de processamento bruto para validar e executar as negociações.  

Assim sendo, o Danskharding pretende aliviar o problema mais significativo que prevalece na comunidade Ethereum, que, por sua vez, aumentará a atividade de transação em toda a rede. Resumidamente, o Danksharding tem a possibilidade de facilitar o crescimento da Ethereum e de a tornar numa opção competitiva no cenário de pagamentos internacionais. Atualmente, a circulação das moedas ETH está muito distante de outras altcoins mais acessíveis, sendo que o Danksharding poderá inverter esta tendência numa questão de segundos após o lançamento. 

Maior processamento de transações

Além das taxas mais baixas, o processo de Danksharding também facilitará transações mais rápidas. Conforme destacámos supra, o processo de Danksharding utiliza apenas uma fracção de dados transacionais para validar novos blocos. Cada transação será processada dentro das consolidações, requerendo meros segundos para a validação. Assim sendo, os utilizadores já não terão mais de esperar várias horas para cada transação ser processada e executada. 

Conforme a equipa executiva da Ethereum descreveu, a combinação da consolidação do Danksharding e do bloco de transação agrupará milhares de transações e validá-las-á simultaneamente. Assim sendo, vários milhares de transações serão processados com a mesma quantidade de energia que utilizou costumava ser suficiente para apenas uma única validação de bloco. 

Este benefício do Danksharding é tão crítico como as taxas gas reduzidas, dado que libertará os utilizadores da rede de tempos de processamento irracionalmente longos. Atualmente, os períodos de processamento da Ethereum deixam muito a desejar e os utilizadores com necessidades transacionais sensíveis em termos de tempo evitam geralmente esta plataforma. Com o Danksharding, a Ethereum pode ganhar um nova fonte de utilizadores devido a períodos de processamento minimizados. 

Eficiência da rede em todos os sentidos

Finalmente, a importância do Danksharding pode inclusive ir além de reduções imediatas da taxa gas e dos tempos de processamento minimizados. Conforme mencionámos supra, a Ethereum é uma rede impulsionada pela tecnologia que procura criar um melhor ambiente para a onda de inovações da Web 3.0. O Danksharding irá facilitar as capacidades base da Ethereum, permitindo que os programadores criem dApps com custos mais baixos e com maior eficiência. 

Atualmente, as dApps desenvolvidas na Ethereum estão restringidas pela velocidade, taxas gas e eficiência geral da rede. Com o Danksharding, o mercado terá apps sediadas na Ethereum que são executadas mais depressa e que não têm praticamente quaisquer taxas gas para dificultar a adoção de utilizadores. Assim sendo, o Danksharding não é apenas uma solução bonita para ajudar a Ethereum a competir com criptomoedas especulativas de referência, mas sim uma porta para o domínio da Ethereum no cenário futuro da Web 3.0. 

O maior problema com o Danksharding 

Até agora, o conceito Danksharding comprovou ser crítico para o futuro próximo da Ethereum. Sem esta nova prática, a Ethereum fica apenas com soluções de escalabilidade temporárias que aliviam alguma da congestão da rede sem resolver o problema basilar. No entanto, o Danksharding não é uma resolução perfeita, sem falhas, dado que compromete a segurança da Ethereum a longo prazo. 

Conforme constatámos acima, a ideia do sharding foi popular devido à sua natureza on-chain. Em termos simples, o conceito do sharding manteve os dados reais das transações dentro da rede da blockchain Ethereum. Isto significou que as transações Ethereum poderão tornar-se mais baratas e mais rápidas, sem comprometer a segurança estanque fornecida pela plataforma. 

No entanto, à medida que o sharding se transformou, gradualmente na ideia Danksharding, os programadores tiveram de estabelecer compromissos. Conforme descrito, o Danksharding utiliza a mesma metodologia do sharding para criar transações que transportam blocos, mas já não suporta a validação de bloco on-chain. Esta alteração dividiu o público da Ethereum, dado que a validação do bloco off-chain é claramente menos segura e fiável. Inúmeros utilizadores têm problemas com esta prática, dado que vai contra a promessa inicial da Ethereum e das blockchains no geral. 

No entanto, a controvérsia não se fica apenas pelos princípios gerais, dado que o Danksharding também poderá ser bastante arriscado na prática. As consolidações mais pequenas que contêm transações de bloco são muito mais fáceis de almejar para atacantes maliciosos, dado que têm de violar uma rede quasi-blockchain mais pequena, com consideravelmente menos encriptação. Embora as consolidações tenham uma segurança robusta por si só, as suas medidas de segurança não podem ser comparadas aos mecanismos de proteção da rede Ethereum.  

Anotações finais

O Danksharding é muito possivelmente a chave para o próximo passo de gigante massivo da Ethereum. A rede Ethereum teve dificuldade em fornecer funcionalidade de contrato inteligente robusta e em acomodar a sua procura global de utilizadores para vários anos. Com o Danksharding, a Ethereum já não terá de sacrificar a sua funcionalidade para transações mais rápidas e mais baratas ou vice-versa. 

No entanto, o Danksharding também constitui alguns desafios de segurança, enfraquecendo possivelmente as capacidades da Ethereum contra atacantes maliciosos e outros desastres de dados. Dado que o Danksharding ainda está em desenvolvimento, os criadores da Ethereum também podem conceber uma solução mais ideal que resolve o dilema da segurança.