Ethereum faz 10 anos — É hora de deixar para trás o Trilema

Sistemas descentralizados como a rede elétrica e a World Wide Web escalavam resolvendo gargalos de comunicação. Blockchains, um triunfo do design descentralizado, devem seguir o mesmo padrão, mas as primeiras limitações técnicas fizeram com que muitos equiparassem descentralização com ineficiência e desempenho lento.

À medida que o Ethereum completa 10 anos este julho, evoluiu de um espaço de desenvolvimento para a espinha dorsal das finanças em cadeia. À medida que instituições como a BlackRock e a Franklin Templeton lançam fundos tokenizados, e bancos implementam stablecoins, a questão agora é se pode escalar para atender à demanda global — onde cargas de trabalho pesadas e tempos de resposta em nível de milissegundo são importantes.

Por toda esta evolução, uma suposição ainda persiste: que as blockchains devem fazer um trade-off entre descentralização, escalabilidade e segurança. Este “trilema da blockchain” tem moldado o design de protocolos desde o bloco gênesis do Ethereum.

O trilema não é uma lei da física; é um problema de design que finalmente estamos aprendendo a resolver.

Estado Atual das Blockchains Escaláveis

O co-fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, identificou três propriedades para o desempenho do blockchain: descentralização (muitos nós autónomos), segurança (resiliência a atos maliciosos), e escalabilidade (velocidade de transação). Ele introduziu o "Trilema do Blockchain", sugerindo que melhorar dois geralmente enfraquece o terceiro, especialmente a escalabilidade.

Esta estrutura moldou o caminho do Ethereum: o ecossistema priorizou a descentralização e a segurança, construindo para robustez e tolerância a falhas em milhares de nós. Mas o desempenho ficou para trás, com atrasos na propagação de blocos, consenso e finalização.

Para manter a descentralização enquanto escala, alguns protocolos na Ethereum reduzem a participação dos validadores ou as responsabilidades da rede shard; Optimistic Rollups, deslocam a execução para fora da cadeia e dependem de provas de fraude para manter a integridade; os designs de Layer-2 visam comprimir milhares de transações em uma única que é comprometida com a cadeia principal, aliviando a pressão de escalabilidade, mas introduzindo dependências em nós confiáveis.

A segurança continua a ser primordial, à medida que os riscos financeiros aumentam. As falhas decorrem de tempo de inatividade, conluio ou erros de propagação de mensagens, fazendo com que o consenso pare ou que ocorra um gasto duplo. No entanto, a maior parte da escalabilidade depende de desempenho de melhor esforço em vez de garantias a nível de protocolo. Os validadores são incentivados a aumentar o poder de computação ou a confiar em redes rápidas, mas carecem de garantias de que as transações serão concluídas.

Isso levanta questões importantes para o Ethereum e a indústria: Podemos ter confiança de que cada transação será finalizada sob carga? As abordagens probabilísticas são suficientes para suportar aplicações em escala global?

A história continua À medida que o Ethereum entra na sua segunda década, responder a estas questões será crucial para desenvolvedores, instituições e bilhões de utilizadores finais que dependem das blockchains para entregar.

Descentralização como uma Força, Não uma Limitação

A descentralização nunca foi a causa da experiência do utilizador lenta no Ethereum, mas sim a coordenação da rede. Com a engenharia certa, a descentralização torna-se uma vantagem de desempenho e um catalisador para escalar.

Parece intuitivo que um centro de comando centralizado superaria um totalmente distribuído. Como poderia não ser melhor ter um controlador onisciente a supervisionar a rede? É precisamente aqui que gostaríamos de desmistificar suposições.

Leia mais: Martin Burgherr - Por que o 'Caro' Ethereum vai dominar o DeFi institucional

Esta crença começou há décadas no laboratório do Professor Medard no MIT, para tornar os sistemas de comunicação descentralizados provadamente ótimos. Hoje, com o Codificação de Rede Linear Aleatória (RLNC), essa visão é finalmente implementável em grande escala.

Vamos ser técnicos.

Para resolver a escalabilidade, devemos primeiro entender onde ocorre a latência: nos sistemas de blockchain, cada nó deve observar as mesmas operações na mesma ordem para observar a mesma sequência de mudanças de estado a partir do estado inicial. Isso requer consenso—um processo onde todos os nós concordam com um único valor proposto.

Blockchains como Ethereum e Solana utilizam consenso baseado em líderes com intervalos de tempo predefinidos nos quais os nós devem chegar a um acordo, vamos chamá-lo de “D”. Escolha D grande demais e a finalização desacelera; escolha D pequeno demais e o consenso falha; isso cria um trade-off persistente em desempenho.

No algoritmo de consenso do Ethereum, cada nó tenta comunicar o seu valor local aos outros, através de uma série de trocas de mensagens via propagação Gossip. Mas devido a perturbações na rede, como congestão, gargalos, excesso de buffer; algumas mensagens podem ser perdidas ou atrasadas e algumas podem ser duplicadas.

Tais incidentes aumentam o tempo de propagação da informação e, portanto, alcançar consenso resulta inevitavelmente em grandes slots D, especialmente em redes maiores. Para escalar, muitas blockchains limitam a descentralização.

Esses blockchains requerem atestação de um certo limite de participantes, como dois terços das participações, para cada rodada de consenso. Para alcançar escalabilidade, precisamos melhorar a eficiência da disseminação de mensagens.

Com a Codificação Linear de Rede Aleatória (RLNC), pretendemos melhorar a escalabilidade do protocolo, abordando diretamente as limitações impostas pelas implementações atuais.

Descentralizar para Escalar: O Poder do RLNC

A Codificação Linear Aleatória (RLNC) é diferente dos códigos de rede tradicionais. É sem estado, algébrica e totalmente descentralizada. Em vez de tentar micromanagear o tráfego, cada nó mistura mensagens codificadas de forma independente; ainda assim, alcança resultados ótimos, como se um controlador central estivesse orquestrando a rede. Foi provado matematicamente que nenhum programador centralizado superaria este método. Isso não é comum no design de sistemas, e é o que torna esta abordagem tão poderosa.

Em vez de retransmitir mensagens brutas, os nós habilitados para RLNC dividem e transmitem dados de mensagens em elementos codificados usando equações algébricas sobre campos finitos. O RLNC permite que os nós recuperem a mensagem original usando apenas um subconjunto dessas peças codificadas; não há necessidade de que cada mensagem chegue.

Evita também a duplicação ao permitir que cada nó misture o que recebe em novas combinações lineares únicas em tempo real. Isso torna cada troca mais informativa e resiliente a atrasos ou perdas na rede.

Com os validadores do Ethereum agora testando RLNC através do OptimumP2P — incluindo Kiln, P2P.org e Everstake — esta mudança não é mais hipotética. Já está em andamento.

A seguir, arquiteturas alimentadas por RLNC e protocolos pub-sub irão se conectar a outras blockchains existentes, ajudando-as a escalar com maior vazão e menor latência.

Um Apelo por um Novo Padrão da Indústria

Se o Ethereum deve servir como a base das finanças globais na sua segunda década, deve ultrapassar suposições desatualizadas. O seu futuro não será definido por compromissos, mas por desempenho comprovável. O trilema não é uma lei da natureza, é uma limitação do design antigo, uma que agora temos o poder de superar.

Para atender às exigências da adoção no mundo real, precisamos de sistemas projetados com escalabilidade como um princípio de primeira classe, apoiados por garantias de desempenho comprováveis, não compromissos. O RLNC oferece um caminho a seguir. Com garantias de throughput matematicamente fundamentadas em ambientes descentralizados, é uma base promissora para uma Ethereum mais performante e responsiva.

Leia mais: Paul Brody - Ethereum Já Venceu

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