O cofundador do Ethereum, Vitalik Buterin, afirmou que avanços em cripto podem transformar um ônus de desempenho em vantagem de escala. Em um ensaio publicado em 27 de setembro, ele descreveu o destino da rede como um “computador mundial criptográfico”. Nesse modelo, participantes distintos distribuiriam dados e computação. Enquanto isso, provas compactas permitiriam verificar o trabalho com baixo custo.

Hoje, blockchains tradicionais exigem que cada nó baixe transações e repita grande parte dos mesmos cálculos. Contudo, a arquitetura proposta repartiria mais tarefas entre participantes especializados. Dessa forma, validadores não precisariam reproduzir integralmente cada operação para confirmar sua execução. Para Buterin, essa mudança pode ser a mais importante desse processo.

Rede busca verificar cálculos sem repetir operações

A ideia retoma uma ambição dos desenvolvedores do Ethereum em meados da década de 2010. Naquele período, eles cogitavam dividir tarefas computacionais entre participantes, como sistemas centralizados distribuem cargas entre servidores. Entretanto, faltava uma maneira eficiente de comprovar que cada participante havia cumprido corretamente sua parcela. Agora, provas criptográficas modernas começam a fornecer essa camada de verificação com custos menores.

Assim, a descentralização deixaria de representar apenas um ônus aceito em nome da segurança e da robustez. Redes distribuídas poderiam armazenar mais dados e executar cálculos em paralelo, inclusive tarefas relacionadas ao mempool. Ao mesmo tempo, cada participante assumiria uma parte do trabalho, em vez de repetir todas as operações. Com isso, o conjunto da rede poderia alcançar uma capacidade maior.

Buterin argumenta que, por volta de 2030, o Ethereum poderá diferir qualitativamente das blockchains que surgiram com o Bitcoin. Nesse arranjo, a rede separaria cada vez mais a execução do trabalho de sua verificação. Para isso, o protocolo usaria amostragem de dados e provas criptográficas sucintas. Os validadores, então, não precisariam baixar nem executar tudo de forma independente.

zkEVM pode reduzir o custo da verificação

A tecnologia de conhecimento zero já ocupa uma posição central nesse direcionamento. No modelo proposto de zkEVM na camada 1, um provador especializado executaria um bloco e criaria uma prova do resultado. Depois, outros nós verificariam essa prova por um custo muito menor que o da reexecução das transações. Por consequência, a rede preservaria uma verificação ampla sem exigir cálculos idênticos de todos os participantes.

Ainda assim, pesquisadores continuam desenvolvendo a tecnologia, que não integra os clientes de produção do Ethereum. Se o roteiro avançar como planejado, a rede poderá manter os benefícios de segurança da verificação distribuída. Além disso, a infraestrutura compartilhada poderia ampliar computação, armazenamento e, possivelmente, privacidade. Vários participantes também passariam a dividir a construção dos blocos.

Buterin avaliou que a infraestrutura ao redor da rede poderá competir com mais intensidade em latência. Isso poderia ocorrer mesmo que a cadeia principal não alcance os tempos de resposta dos servidores centralizados. Desse modo, o sistema combinaria blockchain, verificação criptográfica, privacidade e componentes descentralizados fora da camada base.

Estado da rede impõe desafio à arquitetura

A mudança também pode alterar a economia de desenvolvimento de aplicações no Ethereum. Atualmente, criadores avaliam sobretudo o volume de dados ou de computação consumido. Porém, a estrutura dos cálculos ganhará importância conforme a rede tentar paralelizar tarefas. Aplicações com muitas operações interdependentes em uma transação serial podem ficar relativamente caras.

Em contrapartida, cargas divididas em componentes paralelizáveis, agregáveis ou descartáveis podem custar menos. Esse incentivo levaria desenvolvedores a criar componentes com poucas dependências entre si. Assim, eles deixariam de tratar a rede como uma única máquina sequencial. A organização das tarefas passaria a influenciar diretamente o custo da aplicação.

Com o tempo, informações indispensáveis à ordenação e às mudanças de estado continuariam onchain. Enquanto isso, sistemas externos processariam e agregariam grande parte da computação antes de enviá-la a um bloco. Nesse cenário, o Ethereum se aproximaria de uma camada de coordenação e verificação para computação distribuída. A camada principal manteria os dados essenciais para a integridade do sistema.

Acesso aos dados continua necessário

No entanto, tornar cálculos verificáveis não elimina a necessidade de acessar os dados usados neles. Buterin identificou a gestão e a paralelização do estado crescente como o desafio mais difícil da arquitetura. O estado reúne saldos de contas, armazenamento de contratos inteligentes e outros dados necessários para cada transição. Portanto, a rede ainda precisa disponibilizar essas informações com confiabilidade.

Pesquisadores estudam a statelessness fraca para reduzir essa carga. Nesse desenho, a maioria dos validadores verificaria blocos sem manter o banco de dados completo do estado. Por outro lado, produtores de blocos manteriam acesso às informações necessárias para construir blocos e gerar testemunhas. A proposta também depende de outras mudanças na arquitetura do protocolo.

As provas podem reduzir drasticamente o custo de verificar um resultado. Contudo, elas não eliminam a demanda anterior pelos dados usados no cálculo. Logo, a rede ainda precisará armazenar, recuperar e paralelizar o acesso ao estado. Buterin afirmou que existem caminhos possíveis, embora os projetos precisem evoluir junto com as aplicações.

Roteiro prepara mudanças profundas no protocolo

A transição já entrou no roteiro de protocolo do Ethereum. Buterin disse que a Hegotá, planejada para 2027, pode ser o último fork “normal” reconhecível pelos desenvolvedores da fase anterior. Depois disso, as atualizações devem depender mais de provas recursivas e verificação formal automatizada. O roteiro também prevê consenso otimizado e cripto resistente a computadores quânticos.

Segundo Buterin, o PeerDAS já iniciou essa transformação. A próxima etapa testará se o Ethereum consegue distribuir mais computação sem obrigar cada participante a repetir o mesmo trabalho. Ao mesmo tempo, o avanço mostrará se a infraestrutura de estado acompanhará as novas provas criptográficas. O resultado definirá a capacidade da rede de combinar descentralização, verificação e escala.

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