Atualização Pectra do Ethereum

A atualização Pectra visa abordar o desempenho da mainnet do Ethereum com três objetivos principais: (1) corrigir problemas existentes na rede, (2) melhorar a experiência do utilizador, (3) e preparar para futuras atualizações.

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Resumo Executivo

• O Pectra, está programado para ativação na mainnet no início de 2025, é a próxima atualização na rede Ethereum (ETH), após o Dencun em março de 2024. Esta atualização visa abordar o desempenho da mainnet do Ethereum e tem três objetivos principais: corrigir problemas existentes na rede, melhorar a experiência do utilizador e preparar para futuras atualizações.
• No momento da redação, onze EIPs estão incluídos nos objetivos da atualização Pectra e estão sujeitos a alterações adicionais. Os principais EIPs incluem:
  • EIP-7702: Permite que contas de propriedade externa (EOAs) façam atualizações temporárias para contas de contrato, de modo a permitir que os utilizadores usufruam de benefícios (por exemplo, transações em lote ou patrocínio de taxas de gás).
  • EIP-7251: Aumenta o saldo máximo que os validadores podem fazer stake de 32 ETH para 2,048 ETH, para consolidar o número existente de validadores no Ethereum e assim reduzir a pressão na rede.
  • EIP-7742: Permite ajustes dinâmicos do número máximo e alvo de blobs, estabelecendo a base para mudanças planeadas de blobs no futuro.
• No futuro, a atualização Fusaka, que vem após o Pectra, inclui o EIP-7594 como um EIP principal para resolver os problemas de disponibilidade de dados no Ethereum. Visa reduzir a carga em cada nó permitindo que os nós criem amostras de porções dos dados para verificação e juntos forneçam um alto nível de certeza de que todos os dados estão disponíveis.
• O Ethereum tem um dos maiores efeitos de rede, atividades de programadores e ecossistemas no espaço de criptomoeda, portanto, as atualizações do Ethereum continuam a ser um evento altamente aguardado. Vale a pena notar que os objetivos e o cronograma do Pectra não são fixos no momento desta redação. No entanto, esperamos ver melhorias na eficiência da rede Ethereum e funcionalidades aprimoradas (por exemplo, abstração de contas) que beneficiariam o ecossistema Ethereum na sua totalidade.

1. Introdução

Pectra é a próxima atualização na rede Ethereum (ETH), após o Dencun em março de 2024. Combina duas atualizações diferentes — Prague e Electra — que se concentram em mudanças na camada de execução (EL) e na camada de consenso (CL) da rede, respetivamente.

Houve mudanças e discussões contínuas sobre os objetivos da atualização Pectra. O último cronograma de lançamento previsto para a ativação da mainnet é no início de 2025.

Enquanto o upgrade anterior Dencun trouxe grandes melhorias para as soluções de escalabilidade de Camada-2 (C2) no Ethereum, a atualização Pectra visa abordar o desempenho da mainnet do Ethereum: melhorando a escalabilidade e a experiência do utilizador, bem como preparar a rede para futuras atualizações.

Este relatório fornece uma visão geral do Pectra, inclui os seus importantes EIPs, bem como um vislumbre da próxima atualização: Fusaka.

2. Atualização Pectra

2.1 Visão Geral

No momento da redação, 11 EIPs estão incluídos nos objetivos da atualização Pectra, sujeitos a alterações adicionais.

Os objetivos dos EIPs podem ser amplamente categorizados em três áreas:

• Corrigir problemas existentes na rede: Visa resolver os “bottlenecks” mais críticos e urgentes enfrentados atualmente pela rede Ethereum.
• Melhorar a experiência do utilizador: Proporcionar melhorias em vários aspetos, o que inclui eficiência da rede, interoperabilidade e segurança, para as diversas partes interessadas (utilizadores, validadores, apps descentralizadas, etc.).
• Preparar para futuras atualizações: Estabelecer a base para futuros EIPs a serem implementados nas próximas atualizações (por exemplo, disponibilidade de dados).

Analisamos mais detalhadamente três EIPs chave — EIP-7702, EIP-7251 e EIP-7742 — os com maior impacto para a experiência do utlizador. EIP-7702 permite que contas de propriedade externa (EOAs) atualizem temporariamente para contas inteligentes, de modo a permitir aos utilizadores aproveitarem benefícios (por exemplo, processamento de transações em lote ou patrocínio de taxa de gas). EIP-7251 aumenta o saldo máximo com o qual os validadores podem fazer stake de 32 ETH para 2.048 ETH, na tentativa de consolidar o número existente de validadores no Ethereum para reduzir a pressão na rede. EIP-7742 permite ajustes dinâmicos da contagem máxima e alvo de blobs, preparando o terreno para as mudanças planeadas de blobs no futuro.

2.2 EIP-7702 — Definir código de conta EOA

A Ethereum tem dois tipos de conta:

• Conta controlada externamente ou EOA (Externally owned account) — Controlada por chaves privadas; tipicamente usada por indivíduos ou entidades para armazenar e gerir Ether (ETH) e tokens.
• Conta de contrato — Um contrato inteligente implementado na rede, controlado por código.

EIP-7702 permite temporariamente que EOAs atualizem para uma conta de contrato com a capacidade de executar código. Na Ethereum, o roadmap de abstração de conta é ativar “contratos inteligentes para iniciarem transações por si próprios,” integrando as funções de EOAs e contas de contrato.

Principais Funcionalidades

• Batching: Permite múltiplas operações na mesma transação (e.g., combinar aprovação ERC-20 e gastos numa única transação).
• Patrocínio: Permite que a conta X pague por gas em nome da conta Y, e o gas pode ser pago com outros tokens ERC-20 (e.g., stablecoins).
• Gestão de Privilégios: Utilizadores podem assinar subchaves, que são chaves com permissões específicas (ex-: podem autorizar gastos de apenas 5% do saldo total da carteira por dia).

Implicações

O EIP-7702 é significativo, pois os utilizadores poderão usufruir das funcionalidades avançadas mencionadas acima nas suas transações enquanto mantêm o EOA e endereço igual. Imagine ser capaz de executar transações em blockchains apesar de não ter fundos suficientes ou taxas de gas, ou ser capaz de executar várias transações com uma assinatura, ou delegar a carteira para automatizar certas transações — este EIP traz conveniência e eficiência para os utilizadores. Carteiras (por exemplo, MetaMask) e dapps provavelmente também suportarão essa função para melhorar a experiência do utilizador.

Além disso, o EIP-7702 irá melhorar a segurança com a sua funcionalidade de subchaves, permitindo que os utilizadores deem permissões específicas em vez de delegar o controlo total da conta. No entanto, com este EIP, os utilizadores ainda precisam de proteger as suas chaves privadas.

O EIP-7702 é visto como um passo em direção à abstração de contas no Ethereum para melhorar o EIP-3074 anterior e assim eliminar a necessidade de introduzir novos opcodes. Ainda assim, mais trabalho precisa de ser feito para que as abstrações de contas sejam totalmente integradas no Ethereum, onde EOAs são totalmente convertidas em contas de contrato.

2.3 EIP-7251 — Saldo máximo efetivo do validador

EIP-7251 aumenta o saldo máximo com o qual os validadores podem fazer stake de 32 ETH para 2 048 ETH, enquanto mantém o mínimo de 32 ETH. Esta atualização visa melhorar a eficiência da rede.

Atualmente, existem mais de 1 milhão de validadores no Ethereum. Uma das razões para este grande conjunto de validadores é o limite máximo (e também mínimo) de stake de 32 ETH. A lógica original para definir esse limite foi garantir um número suficiente de validadores no mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS) e reduzir o risco de ter grandes validadores concentrados. No entanto, isso resultou num grande número de validadores “redundantes” controlados por uma única entidade; por exemplo, a Lido tem ~305 000 validadores, com uma participação de 28%. Além disso, de acordo com a Galaxy, simulações conduzidas por engenheiros da Fundação Ethereum revelaram que o Ethereum enfrentaria problemas de rede com 1,4 milhões de validadores. Isso inclui exigir mais tempo na agregação de atestações (para criar e finalizar blocos), o que pode causar atrasos na finalização das transações, potenciais interrupções na rede devido a requisitos de maior largura de banda e desafios para alcançar a finalidade de slot único (blocos são propostos e finalizados no mesmo slot) no futuro. Portanto, há a necessidade de mudar o limite de stake para melhorar a eficiência.

Implicações

Sob este EIP, a rede ETH consegue consolidar o número de validadores, reduzir a pressão na rede e melhorar a eficiência. Grandes validadores e operadores de nós podem consolidar para operar com menos validadores e assim reduzir assim os custos gerais. A probabilidade de seleção para propor blocos será ponderada pela proporção do saldo efetivo/saldo efetivo máximo para assim garantir que grandes validadores tenham probabilidades semelhantes de serem escolhidos após a consolidação. Validadores menores podem desfrutar de recompensas acumuladas e passam a conseguir fazer stake em incrementos mais flexíveis (por exemplo, 40 ETH em vez de precisarem de 64 ETH para operar dois validadores).

Além disso, ao ter um saldo mínimo e máximo, quem faz stake pode beneficiar de recompensas acumuladas e flexibilidade para levantamentos parciais. Atualmente, ocorre um processo automático para saldos acima de 32 ETH, o que envia as recompensas de stake para a carteira do staker. Com este EIP, quem faz stake pode continuar a acumular as suas recompensas acima de 32 ETH, de modo a aumentar os rendimentos potenciais. Os stakers também podem levantar parcialmente ETH a seu critério após o EIP ter sido implementado (versus atualmente, onde não há flexibilidade para levantar, devido a 32 ETH ser o saldo mínimo e máximo). Isso proporciona mais controlo para saídas.

Os validadores são os que decidem se preferem consolidar ou não. Portanto, para que este EIP atinja os efeitos desejados de reduzir a pressão na rede, o EIP precisa abordar detalhes de implementação sobre como recompensas, penalidades e levantamentos são processados após a consolidação. Por exemplo, há discussões a decorrer sobre a mecânica das penalidades de slashing após a consolidação do validador (atualmente, as penalidades são proporcionais ao saldo efetivo de ETH).

2.4 EIP-7742 — Otimizar Contagem de Blobs

Blobs, introduzidos na EIP-4844 através da atualização Dencun, são projetados para armazenar temporariamente grandes quantidades de dados e tornar as transações C2 mais baratas ao reduzir os custos de armazenamento de dados. A contagem de blobs é o número de blobs que podem ser incluídos em cada bloco ETH — atualmente, há um máximo de seis, e o alvo é um valor fixo de três. Como mencionado por Vitalik Buterin, a capacidade atual de blobs está desconfortavelmente próxima de um limite, o que pode impactar a escalabilidade.

Atualmente, tanto o máximo quanto o alvo de blobs estão hardcoded no EL, e o máximo de blobs está separadamente hardcoded no CL. O EIP-7742, que foi recentemente incluído no Pectra em outubro de 2024, visa desvincular esses valores entre EL e CL para facilitar a implantação de mudanças na contagem de blobs. O CL agora verificará o máximo de blobs e poderá definir dinamicamente o alvo de blobs (deixa de ser um valor fixo em relação ao máximo).

O EIP-7742 também prepara o terreno para as mudanças de blobs planeadas para o futuro. No dia 5 de dezembro, os programadores do Ethereum incluíram o EIP-7691 no Pectra para aumentar o alvo/máximo de blobs de 6/9 para 3/6. Isso visa aumentar a velocidade das transações C2 e reduzir as taxas de transação. Uma das preocupações ao aumentar a velocidade de blobs é o aumento potencial dos requisitos de largura de banda para stakers individuais proporem blocos com mais blobs. Uma redução dos stakers individuais teria impacto na descentralização da rede. No entanto, a Fundação Ethereum realizou um recente estudo, que mostrou que o desempenho desses stakers individuais não é negativamente afetado se o alvo de blobs e o máximo aumentarem para seis e nove, respectivamente.

3. O após da atualização Fusaka

Um dos principais EIPs em Fusaka é o EIP-7594 (PeerDAS), que visa resolver os problemas de disponibilidade de dados no Ethereum.

Amostragem de disponibilidade de dados de pares (DAS) EIP-7594

EIP-7594 reduz a carga em cada nó e permite que os nós façam uma amostra de partes dos dados para verificação e juntos forneçam um alto nível de certeza de que todos os dados estão disponíveis. Já discutimos anteriormente o problema da capacidade insuficiente de blobs após o EIP-4844. Em vez de simplesmente aumentar o número de blobs para incluir mais transações, o que aumentaria a carga do hardware, o PeerDAS aborda a questão ao verificar a precisão e disponibilidade de um blob de dados sem baixar o blob inteiro. Hipoteticamente, se cada nó armazenar apenas ⅛ dos dados do blob, a contagem de blobs pode teoricamente aumentar de quatro a oito vezes (4–8x), mantendo um uso de largura de banda semelhante. Os nós podem manter ligações com outros pares na rede para ter uma amostra de outros dados, se necessário.

As implicações deste EIP incluem a expetativa de melhorar a escalabilidade da rede Ethereum para atender ao aumento antecipado no número de rollups e transações em C2 e ainda reduzir a taxa de transação de C2. Além disso, melhora a eficiência visto que a função de disponibilidade de dados é distribuída entre vários nós, o que potencialmente reduz o uso de largura de banda de cada nó. Além disso, melhorar a disponibilidade de dados e a contagem de blobs pode reduzir picos nas taxas de gas atualmente experienciadas ao comprar blobs adicionais.

4. Conclusão

Devido à divisão nos objetivos da atualização Pectra, o número atual de EIPs incluídos foi reduzido e se concentra mais em melhorias na rede ETH, particularmente na experiência do utilizador e na correção de problemas existentes na rede. É importante notar que os objetivos e o cronograma do Pectra não são fixos no momento desta redação, e teríamos que continuar a acompanhar as últimas atualizações das equipas de desenvolvimento.

Dado que o ETH tem um roadmap de escalabilidade centrado em rollups com o objetivo de alcançar 100 000 tps, e com atividades dos utilizadores migrarem gradualmente para C2, o mercado pode tender a aguardar melhorias em C2 e rollups (por exemplo, o PeerDAS, foi adiado de Pectra para Fusaka).

No entanto, melhorias na eficiência do ETH e funcionalidades aprimoradas (por exemplo, abstração de conta) beneficiariam o ecossistema, incluindo as apps nos rollups. Além disso, o Ethereum tem um dos maiores efeitos de rede, atividades de programadores e ecossistemas no mundo das criptomoedas; portanto, as atualizações do Ethereum permanecem um evento altamente antecipado.

Leia o relatório completo: Atualização Pectra no Ethereum

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Autores

Equipa de Pesquisa e Insights da Crypto.com

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