O que é o Upgrade Cancún?

A atualização de Cancún é uma atualização técnica significativa no roteiro de desenvolvimento de blockchain da Ethereum. Semelhante à atualização anterior de Xangai, o nome é uma homenagem à cidade onde foi realizada a Ethereum Developer Conference, que é Cancun, no México.

Cada atualização técnica do Ethereum incorpora várias Propostas de Melhoria Ethereum (EIPs) críticas destinadas a resolver melhor o trilema do blockchain para melhorar o desempenho e a experiência do usuário. A atualização de Cancún se concentra principalmente na atualização da camada de execução do Ethereum, enquanto a atualização da camada de protocolo é conhecida como Deneb. Os desenvolvedores também combinam os dois nomes em “Dencun”. Assim, o upgrade Cancun também é conhecido como upgrade Dencun.

Ethereum, como a rede pública mais ativa no mundo Web3, possui o maior número de aplicações e protocolos blockchain. Cada atualização técnica subjacente tem um impacto significativo, atraindo a atenção dos especialistas do setor.

O que a atualização de Cancún significa para Ethereum?

De acordo com os registros de chamadas dos principais desenvolvedores do Ethereum divulgados em 14 de setembro, as propostas atualmente aceitas para esta atualização incluem:

1. EIP-4884: transações de blob de fragmentos
2. EIP-1153: Opcodes de armazenamento transitório
3. EIP-4788: O bloco Beacon tem raízes no EVM
4. EIP-5656: MCOPY – Instrução de cópia de memória
5. EIP-6780: Autodestruição apenas na mesma transação
6. EIP-7516: código de operação BLOBBASEFEE*
7. EIP-7044: Bloquear domínio de assinatura de saída voluntária em Capella
8. EIP-7045: Aumente o slot máximo de inclusão de atestado
9. EIP-7514: Adicionar limites máximos de rotatividade de época*

O * indica o EIP recém-adicionado para esta reunião. Os últimos três EIPs são atualizações em nível de protocolo para Deneb.

Embora a terminologia possa parecer técnica, estes EIPs alcançam principalmente duas coisas:

1. Otimizar a tecnologia de piquetagem trazida pela atualização de Xangai e melhorar a infraestrutura de piquetagem
2. Reduza as taxas de gás e melhore a escalabilidade do blockchain, fornecendo mais suporte para a tecnologia rollup no Ethereum

Após a atualização de Xangai, o foco atual do desenvolvimento do Ethereum está na promoção da escalabilidade centrada no Rollup. Portanto, nesta atualização, a proposta EIP-4844, que pode promover o desenvolvimento do Rollup e reduzir as taxas do gás, tornou-se o núcleo desta atualização.

Quando a atualização ocorrerá?

De acordo com a última reunião de desenvolvedores, o lançamento da testnet Dencun Devnet-9 foi adiado por uma semana, para terça-feira, 26 de setembro. Há também uma sugestão para abrir o Devnet-10 para testes de curto prazo. O fim da testnet orientada ao desenvolvedor é determinado principalmente pelos resultados dos testes de estresse da rede. Se os desenvolvedores estiverem satisfeitos, ele passará para a rede de teste pública; caso contrário, o Devnet-10 será iniciado. A testnet pública incluirá redes como Goerli e Sepolia. A atualização oficial na rede principal só ocorrerá se a rede de teste pública for executada com sucesso.

Embora o tempo exato de atualização seja incerto, a maioria dos especialistas do setor estima que ela será concluída entre o terceiro trimestre de 2023 e o primeiro trimestre de 2024.

O que é EIP-4844?

EIP-4844 (Proto-Danksharding) é uma solução proposta pela Fundação Ethereum para reduzir as taxas de gás e aumentar o rendimento. A discussão em torno do EIP-4844 é anterior à atualização de Xangai, mas os desenvolvedores adiaram sua implementação para garantir melhores efeitos de atualização.

No curto e médio prazo, o Rollup é provavelmente a solução de escalabilidade mais confiável para Ethereum. As taxas de transação na Camada 1 (L1) sempre foram altas, portanto, devem ser feitos esforços para mudar todo o ecossistema para Rollups. Rollups podem reduzir significativamente os custos do usuário Ethereum: Optimism e Arbitrum, bem como outras soluções Layer2, geralmente têm taxas aproximadamente 3 a 8 vezes mais baixas do que a rede principal Ethereum. Por outro lado, os ZK Rollups têm capacidades superiores de compressão de dados e podem evitar a inclusão de assinaturas, resultando em taxas cerca de 40 a 100 vezes mais baixas do que a rede principal.

No entanto, apesar destes avanços, os custos continuam demasiado elevados para muitos utilizadores. A solução de longo prazo para resolver as limitações inerentes do Rollup sempre foi a fragmentação de dados (Danksharding), mas sua implementação e implantação completas levarão um tempo significativo. Portanto, o EIP-4844 [1] foi escolhido como uma solução provisória.

O que é Danksharding？

Danksharding é um novo design de sharding proposto para Ethereum, apresentado por Dankrad no final de 2021. Antes disso, a solução de escalabilidade discutida era o Sharding 1.0, que pode ser simplesmente entendido como o agrupamento de validadores de rede para paralelizar o cálculo de várias transações em cadeia. Isso significa que um único blockchain compreende múltiplas “cadeias de fragmentos” paralelas. Esta é essencialmente uma forma de computação paralela ou abordagem de dividir e conquistar. O plano Ethereum Beacon Chain visa conectar inicialmente 64 shard chains, com capacidade de processamento estimada em 64 vezes a do Ethereum 1.0. No plano inicial, o número de shard chains poderia chegar a 1.024. O desafio desta tecnologia é que a rede precisa sincronizar frequentemente o estado e os dados de cada cadeia de fragmentos, o que não é apenas tecnicamente complexo, mas também impõe altas demandas aos nós, exigindo que todos os nós concluam a sincronização dentro de um período específico. Este processo pode introduzir latência de rede e possíveis problemas de segurança de rede.

Posteriormente, Dankrad introduziu um novo esquema de fragmentação que satisfaz três recursos: produção centralizada de blocos, verificação descentralizada e resistência à censura. O esquema tem três inovações principais:

1. Amostragem de disponibilidade de dados (DAS): No blockchain, os produtores de blocos (mineradores/validadores) são obrigados a divulgar e fornecer os dados de transação dos blocos que produzem para validação completa do nó. Este processo é conhecido como Disponibilidade de Dados (DA). Danksharding utiliza um design matemático que permite que os nós de validação verifiquem apenas uma parte dos fragmentos de dados para obter a disponibilidade dos dados. Isso melhora muito o desempenho dos nós.
2. Separação Proponente-Construtor (PBS): Atualmente, os validadores Ethereum criam e transmitem blocos. Eles agrupam as transações das quais ouviram falar através da rede de fofocas e as empacotam em um bloco que é enviado aos pares na rede Ethereum. O PBS divide essas tarefas entre vários validadores. Os construtores de blocos tornam-se responsáveis por criar blocos e oferecê-los ao proponente do bloco em cada slot. O proponente do bloco não pode ver o conteúdo do bloco, ele simplesmente escolhe o mais lucrativo, pagando uma taxa ao construtor do bloco antes de enviar o bloco aos seus pares.
3. Lista de Resistência à Censura (crList): Os produtores de bloco devem especificar uma lista de todas as transações elegíveis que veem no mempool; os embaladores devem comprovar que viram esta lista e são obrigados a incluir essas transações, evitando a omissão intencional de determinadas transações legais.

O plano, finalmente nomeado em homenagem a Dankrad como Danksharding, é tecnicamente difícil de implementar e, portanto, precisa ser implementado em fases. EIP-4844 é usado principalmente para implementar a maior parte da lógica e “scaffolding” (como formato de transação e regras de validação) necessários para uma especificação completa de Danksharding.

No blockchain, as transações são normalmente empacotadas e registradas em blocos. Porém, o novo tipo de transação introduzido pelo EIP-4844, denominado Blob, difere dos blocos visíveis para a Máquina Virtual Ethereum (EVM). O Blob fica disponível apenas por um curto período de tempo e não é visível para o EVM. Blobs, que ocorrem a cada 12 segundos, podem armazenar 1 MB de dados. Isto aumenta significativamente a capacidade de armazenamento em comparação com o tamanho médio do bloco do Ethereum, que é de cerca de 90 KB, permitindo acomodar mais transações. Além disso, os Blobs existem na camada de consenso Ethereum, em vez da camada de execução de computação intensiva. Como os Blobs não são visíveis para o EVM e não pertencem à camada de execução, seu custo é extremamente baixo, reduzindo bastante as taxas de transação. [2]

Então, por que muitas pessoas dizem que isso tem um impacto significativo na Camada2?

Isso ocorre porque a Layer2 opera com base na tecnologia Rollup, que essencialmente executa um pacote de transações fora da rede principal Ethereum. Após a execução, os resultados da execução e os dados da transação são compactados e enviados de volta ao L1 para que outros verifiquem a exatidão dos resultados da transação. Obviamente, se outras pessoas não conseguirem ler os dados, a verificação não poderá ser concluída. Portanto, é crucial que outros possam acessar os dados originais da transação, o que também é conhecido como “disponibilidade de dados”.

Porém, devido à arquitetura atual do Ethereum, os dados transmitidos de L2 para L1 são armazenados nos Calldata das transações. Calldata foi originalmente projetado como um parâmetro para chamadas de função de contrato inteligente e são dados que todos os nós devem baixar de forma síncrona. Se o Calldata ficar inchado, isso causará uma alta carga nos nós da rede Ethereum, tornando caro o custo do Calldata. Este é o principal fator que contribui para o custo atual de L2. [3]

Blob resolve esse problema projetando um tipo de dados separado para os dados transmitidos de L2, separando-os dos Calldata de L1. Este tipo de dados só deve ser acessível e descarregável pelas partes relevantes dentro de um determinado período de tempo, sem exigir sincronização total da rede.

Impacto do EIP-4844

Taxa de gás mais baixa

Isto reduz o custo de transação na rede, especialmente para soluções Layer2.

Preparando-se para fragmentação

A atualização serve como uma transição para a futura tecnologia de fragmentação de dados no Ethereum.

Fortalecendo a Competitividade Central

Com o surgimento de mais soluções Layer1, a redução das taxas de transação da Layer2 e da mainnet ajuda a Ethereum a manter ou ganhar mais participação de mercado.

Experiência de usuário aprimorada

Mais transações podem ser realizadas após a atualização e as taxas são muito mais baixas.

Introdução de um mercado de taxas

Como o Blob é diferente dos métodos de armazenamento anteriores, ele trará um novo mercado de taxas independente das taxas do L1 Gas.

Projetos com Potencial Impacto

Camada 2: Arbitrum, Otimismo, zkSync, etc.

Conforme mencionado acima, a Layer2 tem que pagar altas taxas de gás para armazenar seus dados no campo calldata para verificação. Após a atualização do EIP-4844, os custos podem ser reduzidos significativamente, aumentando assim os lucros. Além disso, a redução adicional nas taxas da Layer2 também promoverá a atividade em cadeia na Layer2, contribuindo para a prosperidade do seu ecossistema.

Camada2 DeFi

Projetos DeFi baseados em Layer2, como GMX e RDNT, que enfatizam a eficiência de capital e a velocidade de transação, podem permitir que os usuários “façam mais com menos dinheiro” após a atualização de Cancún, preparando-os melhor para acomodar mais usuários.

Faixa DA

Como os dados do Blob só podem ser salvos por um curto período, resolver o problema da recuperação de dados históricos pode estimular novos serviços e start-ups, como soluções de escalonamento de DA projetadas especificamente para a Camada2.

Esta atualização fundamental não impactará apenas os caminhos acima, mas também afetará NFTs, pontes entre cadeias e outras áreas.

Passos Futuros

De acordo com o roadmap Ethereum apresentado pela ETH Chinese, a atualização de Cancun é o núcleo do The Surge, cujo principal objetivo é promover o escalonamento centrado no rollup, atingindo 100.000 TPS. Consiste principalmente em duas fases:

1. Escalonamento preliminar de rollup: EIP-4844 introduz um novo tipo de transação no Ethereum que transporta dados transitórios de Blob, reduzindo a sobrecarga de rollup em 10 a 100 vezes. Ele também empregará provas preliminares de fraude OP Rollup e ZK-EVMs para escalonamento inicial.
2. Escala completa de rollup: Com base na base anterior, o foco será a otimização da disponibilidade de dados (DA), como clientes de amostragem de disponibilidade de dados, design P2P, etc.

A atualização de Cancún é apenas o primeiro passo da expansão preliminar, estabelecendo as bases para a segunda fase da expansão completa.

Roteiro de Desenvolvimento Ethereum（Fonte: ETH）

Após The Surge, haverá mais quatro fases: The Scourge, The Verge, The Purge e The Splurge.

Conclusão

Como uma atualização importante na fase Surge, a atualização Cancun otimizará ainda mais a experiência e os custos da Layer2. Isto aumenta significativamente a competitividade dos blockchains baseados em Ethereum e EVM, fortalecendo a posição de liderança da rede principal do Ethereum. Ao mesmo tempo, como os custos da Camada 2 foram ainda mais optimizados, as margens de lucro na faixa da Camada 2 poderão tornar-se maiores, possivelmente conduzindo a uma nova ronda de concorrência.