Como funciona o Ethereum? Uma introdução ao ETH

Um guia completo sobre a rede Ethereum, desde contratos inteligentes até dapps e taxas de gás, nós explicamos tudo.

Principais informações:

• Concebida e co-criada por Vitalik Buterin, Ethereum é uma plataforma que suporta moedas digitais, contratos inteligentes e aplicativos descentralizados (dapps).

• Ether (ETH) é a criptomoeda nativa do Ethereum, usada para alimentar a rede. As taxas de gás são custos de transação na rede Ethereum, determinados pela oferta, demanda e capacidade da rede.

• Ao contrário do Bitcoin, que é principalmente uma moeda digital, o Ethereum permite aplicativos mais complexos, incluindo contratos inteligentes e dapps.

• Usando um mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS), em que os validadores (em vez de mineradores) são responsáveis pela criação e validação de blocos, o Ethereum é um sistema eficiente em termos de energia em comparação com as blockchains Proof of Work (PoW).

• A mudança do Ethereum de PoW para PoS em 2022 reduziu seu consumo de energia em 99,95%, diminuiu as emissões do ETH e melhorou a segurança e a escalabilidade.

• O desenvolvimento contínuo do Ethereum, incluindo as atualizações The Merge, Shapella e Dencun, a posiciona como uma plataforma versátil com amplas aplicações em vários setores.

Introdução

Co-criado por Vitalik Buterin, Ethereum causou uma revolução na forma como pensamos sobre transações digitais e o potencial da tecnologia blockchain. Neste guia, detalhamos a blockchain Ethereum, explicamos seu mecanismo de consenso e esclarecemos os contratos inteligentes e a Máquina Virtual Ethereum (EVM).

Saiba como o Ethereum funciona, explore seus principais componentes e recursos e obtenha insights sobre aplicativos descentralizados (dapps) e o papel do Ether (ETH) em alimentar a rede.

A blockchain Ethereum: Uma rede descentralizada

O que é uma blockchain?

Em sua essência, uma blockchain é um banco de dados ou ledger distribuído compartilhado entre os nodes de uma rede de computadores. Essa blockchain armazena dados em blocos vinculados entre si por meio de criptografia, criando uma cadeia de informações transparente e segura. A blockchain torna os dados imutáveis, o que significa que não podem ser alterados – um recurso que tem aplicação em muitos setores.

A função dos nodes

Os nodes, computadores ou servidores individuais que participam da rede, desempenham um papel fundamental na manutenção da natureza descentralizada do Ethereum. Eles mantêm uma cópia sincronizada da blockchain e aderem às regras da rede. Os nodes do Ethereum têm várias responsabilidades importantes:

• Verificação de transações: Os nodes verificam todas as transações em relação às regras de consenso do protocolo Ethereum.
  
  
• Validação de blocos: Os nodes participam da validação de novos blocos propostos por validadores.
  
  
• Execução de contratos inteligentes: Os nodes executam contratos inteligentes interpretando e processando o código dentro deles.
  
  
• Sincronização de dados: Os nodes mantêm uma cópia sincronizada da blockchain, garantindo que estejam atualizados com o estado mais recente da rede.
  
  
• Interação: Cada node executa um software cliente que permite a comunicação com outros nodes e a interação com a blockchain Ethereum.

No sistema Proof of Stake (PoS) do Ethereum, que substituiu o mecanismo anterior Proof of Work (PoW), os nodes validadores desempenham um papel fundamental. Com base em seu stake (ETH bloqueado), os validadores propõem e adicionam novos blocos à blockchain. Esse processo é mais eficiente em termos de energia do que a abordagem baseada em mineração usada no Bitcoin.

A rede interconectada de nodes garante que o Ethereum permaneça descentralizado, transparente e segura. Ao trabalharem juntos para verificar as transações e manter a integridade da blockchain, esses nodes formam a espinha dorsal do ecossistema Ethereum, possibilitando sua ampla gama de aplicações em finanças descentralizadas (DeFi), tokens não fungíveis (NFTs) e a emergente infraestrutura Web3.

Como o Ethereum difere do Bitcoin

Embora tanto o Ethereum quanto o Bitcoin usem a tecnologia blockchain, eles têm propósitos e recursos distintos.

Finalidade

Projetado principalmente como uma moeda digital, o Bitcoin é um meio de troca e reserva de valor. O Ethereum, por outro lado, foi desenvolvido como uma plataforma versátil para contratos inteligentes e dapps. Embora também funcione como uma criptomoeda, o foco principal do Ethereum é permitir que desenvolvedores criem aplicativos executáveis em sua blockchain, o que é considerado fundamental para o ecossistema Web3 emergente.

Mecanismo de consenso

O Bitcoin utiliza o PoW, exigindo que os mineradores resolvam problemas matemáticos complexos para validar transações e criar novos blocos. O Ethereum fez a transição de PoW para PoS em 2022, o que permite que os validadores criem novos blocos com base em seus stakes em ETH, melhorando a eficiência energética.

Contratos inteligentes

O Bitcoin tem recursos limitados de scripting, principalmente voltados para transações simples. A Ethereum foi criada com uma linguagem de programação robusta que suporta contratos inteligentes e dapps complexos.

Mecanismos de consenso: Do PoW ao PoS

Explicação da Proof of Work do Ethereum

O PoW foi o mecanismo de consenso original usado pelo Ethereum para criar novos blocos, em que os mineradores competiam para resolver quebra-cabeças matemáticos complexos, gastando muito poder computacional e energia.

Embora o PoW ofereça um alto nível de segurança e descentralização, ele tem suas desvantagens. O consumo anual de energia do Ethereum sob PoW foi estimado em 21 terawatts-hora (TWh), comparável ao uso de eletricidade do Google.

Transição do Ethereum para Proof of Stake

Em 15 de setembro de 2022, o Ethereum fez a transição bem-sucedida de PoW para PoS em um evento conhecido como “The Merge“. Essa transição foi um marco significativo no desenvolvimento do Ethereum, abordando vários desafios associados ao PoW.

No sistema PoS, os validadores substituíram os mineradores e, em vez de resolverem quebra-cabeças complexos, os validadores fazem stake de seus ETH para criar novos blocos e validar transações. Esse processo envolve o bloqueio de uma determinada quantia de ETH em um contrato inteligente, que funciona como um depósito de segurança.

Para saber mais sobre PoS, leia nosso guia aqui.

A mudança para PoS trouxe várias vantagens para a rede Ethereum, principalmente eficiência energética e segurança aprimorada:

• Eficiência energética: O PoS reduziu drasticamente o consumo de energia do Ethereum em aproximadamente 99,95%, tornando-o mais ecológico.

• Menor emissão: A emissão anual de ETH diminuiu de cerca de 5,4 milhões no PoW para cerca de 816.000 no PoS, o que pode levar a uma pressão deflacionária sobre o ETH.

• Segurança aprimorada: O PoS introduziu a finalização de blocos, tornando extremamente caro e difícil para jogadores ruins alterar ou remover blocos finalizados.

• Escalabilidade: A transição levou a blocos consistentes de 12 segundos, melhorando ligeiramente a escalabilidade do Ethereum.

• Acessibilidade: O PoS reduziu a barreira de entrada para a participação na validação da rede, pois não exige mais hardware especializado para minerar.

Embora o PoS tenha aprimorado significativamente a rede do Ethereum, ele não está isento de desafios. A ascensão de provedores de staking líquido como a Lido levantou preocupações sobre a possível centralização. No momento em que este artigo foi escrito, a Lido controla cerca de 28,12% dos stakes de ETH, o que poderia afetar a governança da Ethereum no futuro.

Contratos inteligentes: O coração do Ethereum

Os contratos inteligentes são programas autoexecutáveis armazenados na blockchain Ethereum. Esses contratos são executados automaticamente quando condições predeterminadas são atendidas, eliminando a necessidade de intermediários. Como recurso essencial do Ethereum, os contratos inteligentes causaram uma revolução na forma como pensamos sobre transações digitais e tecnologia de blockchain.

Como funcionam os contratos inteligentes dao Ethereum

Os contratos inteligentes operam em uma lógica simples do tipo “se isso, então, aquilo”. Quando o usuário interage com um contrato inteligente, ele envia uma transação que executa uma função definida no contrato. O contrato então aplica automaticamente as regras e condições definidas em seu código.

Pense nos contratos inteligentes como uma máquina de venda de refrigerantes: Com as entradas certas (dinheiro + seleção do refrigerante), um determinado resultado é garantido (refrigerante distribuído). Essa lógica é programada na blockchain que não pode ser alterada depois de criada. Os contratos inteligentes são escritos em linguagens específicas, sendo a Solidity a mais comum para o Ethereum. Depois de escritos, eles são implantados na rede Ethereum, onde se tornam imutáveis e publicamente visíveis.

Aplicativos do mundo real

Os contratos inteligentes têm uma ampla gama de aplicações potenciais em vários setores, incluindo gestão de cadeia de suprimentos e artes.

• Finanças descentralizadas (DeFi): Os contratos inteligentes permitem empréstimos descentralizados, trocas e a criação de stablecoins.
  
  
• Gestão de cadeia de suprimentos: Eles podem automatizar o rastreamento de itens, aumentando a eficiência e a transparência.
  
  
• Sistemas de votação: Os contratos inteligentes poderiam criar um ambiente seguro para votação, reduzindo o risco de manipulação.
  
  
• Artes: Eles podem garantir uma distribuição mais justa de royalties e facilitar a gestão de direitos autorais.

Ao automatizar processos, reduzir intermediários e aumentar a transparência, os contratos inteligentes têm o potencial de transformar vários setores. Como a tecnologia continua a evoluir, podemos esperar o surgimento de aplicativos ainda mais inovadores no futuro.

Máquina virtual Ethereum (EVM)

O que é EVM?

A Máquina Virtual Ethereum (EVM) é o coração da rede Ethereum, servindo como uma máquina virtual descentralizada e Turing-completa. Ela funciona como o ambiente de tempo de execução para contratos inteligentes na blockchain Ethereum e opera como um computador global e distribuído que executa códigos de forma consistente e segura em todos os nodes do Ethereum.

Como uma máquina virtual baseada em stacks, a EVM processa bytecode compilado a partir de linguagens de programação de alto nível, como Solidity e Vyper. Ela mantém um stack com um máximo de 1.024 itens, cada um com uma palavra de 256 bits. Esse design simplifica as chamadas de função e os contextos de execução, o que é particularmente benéfico no sistema distribuído do Ethereum.

Como a EVM processa contratos inteligentes

A EVM processa contratos inteligentes por meio de uma série de etapas, conforme descrito abaixo:

1. Início da transação: Uma conta externa ou outro contrato inicia uma transação, especificando o endereço do contrato, os dados de entrada e o limite de gás.
   
   
2. Verificação da transação: A EVM primeiro verifica a validade de uma transação. Se for válida, ele estabelece um contexto de execução que incorpora o estado atual da rede.
   
   
3. Execução de código de operação: A EVM lê e executa opcodes (instruções de baixo nível) do bytecode do contrato inteligente. Esses opcodes determinam ações como atualizar o estado do mundo, consumir gás ou reverter o estado se ocorrer um erro.
   
   
4. Gerenciamento de gás: Cada operação na EVM tem um custo associado de gás, que reflete os recursos computacionais necessários para a execução. Se o gás especificado pelos usuários acabar, a transação falha, revertendo o estado.
   
   
5. Mudanças de estado: A execução bem-sucedida resulta em alterações de estado na blockchain, como atualizações nos saldos das contas.
   
   
6. Finalização: Após o processamento, o novo estado resultante da execução do contrato inteligente é propagado por todos os nodes da rede, que atualizam suas cópias da blockchain para refletir essas alterações, garantindo que o consenso seja mantido em toda a rede.

Dapps no Ethereum

Dapps são programas de software que operam em redes blockchain ou em uma rede peer-to-peer (P2P) de computadores. Eles são autoexecutáveis e alimentados por contratos inteligentes que aplicam regras predefinidas, permitindo interações diretas entre usuários sem intermediários.

Diferentemente dos aplicativos tradicionais que são executados em um servidor centralizado, os dapps distribuem o programa em vários nodes, garantindo que nenhuma entidade individual tenha controle total. Essa natureza descentralizada torna os dapps resistentes à censura e à interferência de uma única autoridade. Ao aproveitar a tecnologia blockchain, os dapps têm como objetivo oferecer mais segurança, transparência e autonomia em comparação com os aplicativos tradicionais.

Dapps populares baseados em Ethereum

O Ethereum se tornou um centro de desenvolvimento de dapps em vários setores. Abaixo estão alguns exemplos notáveis:

• Uniswap: Uma exchange descentralizada líder (DEX) que permite que os usuários negociem diretamente criptomoedas sem intermediários. Em 2024, a Uniswap estava lidando com bilhões de dólares em negociações mensais.
  
  
• Aave: Uma plataforma de empréstimo DeFi de código aberto que permite aos usuários concedam e contratem empréstimos de criptomoedas. Em setembro de 2024, a Aave tinha US$ 12,6 bilhões bloqueados em seu sistema.

Ether e gás: Os combustíveis da rede Ethereum

Entendendo o Ether (ETH)

Ether (ETH) é a criptomoeda nativa da blockchain Ethereum, servindo como o combustível que alimenta toda a rede. O ETH desempenha um papel crucial no ecossistema Ethereum, permitindo todas as operações na blockchain e facilitando a execução de contratos inteligentes e dapps. Os traders podem adquirir e manter o ETH como um investimento de longo prazo, semelhante ao Bitcoin.

Explicação das taxas de gás

As taxas de gás são taxas de transação que os usuários pagam na blockchain Ethereum para realizar transações e executar contratos inteligentes. Essas taxas são precificadas em pequenas frações de ETH chamadas Gwei, em que 1 ETH equivale a 1 bilhão de Gwei (ou 1 Gwei = 10^-9 ETH). Em essência, as taxas de gás são os custos associados ao trabalho computacional necessário para processar transações.

O preço do gás é determinado pela oferta, demanda e capacidade da rede no momento da transação e pode variar de alguns centavos a mais de US$ 100. As taxas de gás são calculadas usando a fórmula:

Taxa de gás = unidades de gás usadas * (taxa básica + taxa de prioridade)

A taxa básica é definida pelo protocolo: os usuários precisam pagar pelo menos esse valor para que sua transação seja considerada válida. A taxa de prioridade é uma gorjeta que os usuários adicionam à taxa básica para tornar sua transação atraente para os validadores, como incentivo para que eles a escolham para inclusão no próximo bloco.

Como comprar ETH

Para interagir com a rede Ethereum, os usuários precisam adquirir Ether (ETH), que está listado no app Crypto.com junto com uma lista crescente de mais de 250 criptomoedas e stablecoins compatíveis, incluindo Bitcoin (BTC), Polkadot (DOT), USD Coin (USDC) e Cronos (CRO).

Os usuários do app Crypto.com podem comprar ETH com USD, EUR, GBP e mais de 20 outras moedas fiduciárias e gastá-lo em mais de 80 milhões de estabelecimentos comerciais em todo o mundo usando o cartão Crypto.com.

Como alternativa, os usuários também podem comprar Ether na Crypto.com Exchange. Para começar a comprar ETH hoje mesmo, baixe o app Crypto.com.

Conclusão

O Ethereum realmente reformulou o cenário da tecnologia blockchain, oferecendo uma plataforma versátil que vai além das simples transações digitais. Sua capacidade de oferecer suporte a contratos inteligentes e dapps abriu um mundo de possibilidades, desde DeFi até arte digital e muito mais. A transição para o mecanismo Proof of Stake aprimorou ainda mais a eficiência e a sustentabilidade do Ethereum, tornando-a uma rede mais acessível e ecologicamente correta.

À medida que o Ethereum continua a evoluir, é provável que seu impacto em vários setores aumente. O desenvolvimento contínuo da plataforma e o aumento da adoção da tecnologia blockchain sugerem um futuro em que os dapps poderão se tornar mais comuns em nosso cotidiano.

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