Reestruturando Ethereum: Rumo a um Caminho Simples

Ethereum, como um livro-razão descentralizado global, carrega a responsabilidade de suportar ativos civis e registrar, fornecendo suporte fundamental para infraestruturas críticas como finanças, governança e certificação de dados de alto valor. Para realizar essa grande visão, o sistema deve continuamente aprimorar suas duas capacidades centrais: escalabilidade e resiliência.

A recente bifurcação dura do Fusaka trouxe um aumento significativo no espaço de dados L2, e o roteiro futuro também planeja uma expansão semelhante para o L1. Ao mesmo tempo, o Ethereum mudou para o consenso PoS através do Merge, a diversidade de clientes foi melhorada, e a pesquisa sobre ZK verificabilidade e resistência a ataques quânticos continua a avançar. No entanto, além do aumento de desempenho, há uma base de resiliência muitas vezes negligenciada, mas igualmente importante: a simplicidade do protocolo.

Simplicidade: A garantia definitiva da descentralização

O que torna o Bitcoin impressionante deve-se, em grande parte, à extrema simplicidade de seu protocolo. Sua lógica central é clara e simples: a blockchain é composta por uma série de blocos, onde cada bloco está ligado ao anterior por meio de hash, validando a eficácia do bloco através de PoW, e as transações contidas em cada bloco consomem moedas geradas pela mineração ou por transações anteriores.

Esta simplicidade traz muitas vantagens: reduz a barreira de compreensão e desenvolvimento, diminui a complexidade da manutenção a longo prazo, reduz o risco de vulnerabilidades de segurança graves e diminui a probabilidade de ser manipulado por interesses especiais. No entanto, o desempenho do Ethereum nesta área não é ideal, resultando em custos de desenvolvimento desnecessários, riscos de segurança e uma cultura de pesquisa fechada.

Nos próximos cinco anos, o Ethereum tem potencial para se aproximar do Bitcoin em termos de simplicidade. Este objetivo pode ser abordado a partir de duas perspectivas: a camada de consenso e a camada de execução.

Camada de Consenso Simplificada

Os novos mecanismos de consenso do futuro integrarão os resultados das pesquisas dos últimos dez anos em teoria de consenso, ZK-SNARK e economia de staking, com o objetivo de construir uma camada de consenso significativamente simplificada e otimizada a longo prazo. As principais medidas incluem:

1. Mecanismo de Terminação de Três Slots: Simplificar a lógica relacionada a slots e epochs, removendo mecanismos complexos como o embaralhamento de comitês e comitês de sincronização.

2. Otimizar a escolha de fork e a estrutura da rede: utilizar regras de escolha de fork mais simples e empregar a tecnologia de agregação STARK para reduzir os custos de confiança.

3. Redesenhar a lógica de transição de estado: simplificar os mecanismos de entrada, saída, retirada e troca de chaves dos validadores.

Inovação na camada de execução

A camada de execução é a parte mais complexa do Ethereum, incluindo o conjunto de instruções EVM, contratos pré-compilados, SELFDESTRUCT e outras funcionalidades difíceis de escalar. Uma solução viável seria substituir a EVM por uma VM simples, de alto desempenho e amiga de ZK (como RISC-V). Os benefícios de fazer isso incluem:

• Desempenho significativamente melhorado
• Integração perfeita com linguagens de programação populares
• Suporte nativo para sistemas de prova de zero conhecimento
• Estrutura clara, facilitando a auditoria e a verificação de segurança
• Reduzir a dependência de contratos pré-compilados

Para uma transição suave, pode-se permitir que os contratos existentes continuem a funcionar no interpretador EVM escrito em RISC-V, semelhante à migração para chips ARM realizada pela Apple com o Rosetta.

Construir uma base de sistema elegante

O protocolo Ethereum do futuro deve integrar mais componentes compartilhados para reduzir a complexidade geral do sistema:

• Código de correção unificado: usado para amostragem de disponibilidade de dados, armazenamento histórico e aceleração de P2P broadcasting.
• Formato de serialização unificado (SSZ): melhora a eficiência, facilita o desacoplamento do L2
• Estrutura de árvore de estado unificada: utiliza uma árvore binária mais adequada para provas ZK

Estas melhorias farão com que a base do Ethereum deixe de ser um produto de várias concessões e passe a ser um conjunto elegante de "blocos de protocolo".

Abraçar a simplicidade, retornar às origens

A simplicidade, assim como a descentralização, é a pedra angular da resiliência do sistema. Valorizar verdadeiramente a simplicidade requer uma mudança cultural, e seus benefícios podem não ser imediatamente quantificáveis, mas a longo prazo, o valor da simplicidade se tornará gradualmente evidente.

Inspirando-se na abordagem do tinygrad, pode-se estabelecer um objetivo de número máximo de linhas de código de consenso para a norma a longo prazo do Ethereum, tornando sua complexidade semelhante à do Bitcoin. Ao mesmo tempo, o design geral deve seguir o princípio de "simples em primeiro lugar", inclinando-se para encapsulamentos locais em vez de complexidade sistêmica, priorizando escolhas arquitetônicas com propriedades claras e verificáveis.

Através desses esforços, o Ethereum espera retornar ao caminho da simplicidade, mantendo fortes funcionalidades, estabelecendo uma base sólida para o desenvolvimento sustentável no futuro.