O EIP-4844: O que é Proto-danksharding?

O que é o EIP-4844 (proto-danksharding)?

Proto-danksharding é uma atualização na rede Ethereum que representa um passo importante na roadmap de escalabilidade da blockchain Ethereum e faz parte da atualização mais ampla chamada Dencun. Proto-danksharding foi implementado através da proposta EIP-4844, enquanto a atualização Dencun é composta por diversos EIP’s que trazem melhorias distintas à rede. Todas essas propostas compartilham um objetivo em comum: tornar as transações mais baratas e tornar a rede Ethereum mais escalável.

Proto-danksharding oferece uma nova estrutura de dados eficiente e funciona como uma etapa intermediária simplificada rumo à implementação completa do danksharding. Ela já introduz elementos essenciais, como blobs e referências de commitment, mas ainda sem o uso de verdadeiros data shards. Dessa forma, estabelece a base técnica para uma futura ampliação da rede.

Pontos principais

• EIP-4844 (proto-danksharding) é uma atualização que torna o Ethereum mais escalável por meio da adição de blobs.

• Blobs são uma nova estrutura de dados que armazena temporariamente grandes volumes de dados fora da EVM, especialmente desenvolvida para rollups.

• Blobs substituem o uso de calldata como uma forma mais barata de publicar dados no Ethereum, sem sobrecarregar o mainnet com armazenamento desnecessário.

• Blobs possuem um mecanismo de preços próprio, separado das taxas de transação regulares, garantindo transações acessíveis mesmo durante congestionamentos elevados na blockchain do Ethereum.

• O número de blobs por bloco está atualmente limitado a seis para evitar spam.
  Esse limite protege a rede e assegura o funcionamento estável do mecanismo de preços.

• Proto-danksharding é um passo intermediário rumo ao danksharding completo na roadmap do Ethereum.
  Ele estabelece a base técnica para futuras atualizações com data shards e ainda mais escalabilidade, sem comprometer a segurança ou a descentralização.

O que traz o proto-danksharding?

Proto-danksharding introduz um novo tipo de transação na rede: a blob-carrying transaction. Um blob é um local de armazenamento temporário para dados, onde, por meio de um rollup, as informações são agrupadas. Esses dados consistem em transações e outras informações utilizadas pelos rollups, como dados de prova (que comprovam que as transações são válidas) ou metadados. Esses dados não são armazenados permanentemente na Ethereum Virtual Machine (EVM). Em vez disso, apenas uma referência (um commitment) ao blob é armazenada na EVM. Agrupar transações em um blob e não ter que armazenar todos os dados permanentemente torna o processo mais barato e escalável. Isso reduz a quantidade de dados processados em cada transação, resultando em custos mais baixos.

Blobs são projetados especificamente para rollups na rede, como as soluções de Layer 2 como Optimism e Arbitrum. Esses dados geralmente só são necessários temporariamente. Antes dos blobs, os dados eram enviados via calldata, que era armazenado permanentemente na blockchain do Ethereum. Todos os nodes mantinham esses dados, mesmo quando não eram necessários, o que tornava tudo mais caro. Os dados nos blobs, por outro lado, são armazenados por aproximadamente duas semanas. Após esse período, os dados são excluídos. Os próprios rollups são responsáveis por armazenar e manter disponíveis seus dados enquanto forem necessários para verificação.

O mecanismo de preços dos blobs

Além disso, os blobs possuem seu próprio mecanismo de preços. Eles não utilizam o modelo de taxas de transação introduzido com o EIP-1559. Em vez disso, têm uma "blob base fee" separada, totalmente independente das gas fees regulares. A blob base fee determina quanto você paga para adicionar um blob (os dados utilizados pelos rollups) a um bloco.

A blob base fee funciona com seu próprio mecanismo de oferta e demanda:

• Se houver alta demanda por blobs (muitos rollups), a blob base fee aumenta.
• Se houver pouca demanda, a base fee diminui automaticamente.
• Os usuários pagam a base fee + uma possível gorjeta para que o blob seja incluído mais rapidamente.

Separar as transações com blobs das transações regulares evita que, durante congestionamentos elevados na rede Ethereum, os custos das transações com blobs aumentem demais, tornando os custos mais previsíveis. Isso mantém as transações de rollups acessíveis, mesmo com alta demanda na blockchain Ethereum. Isso torna as soluções de Layer 2 uma alternativa muito mais atraente, devido ao custo reduzido.

O número de blobs por bloco está atualmente limitado a seis. Esse limite evita spam, garantindo que a rede não seja sobrecarregada com grandes volumes de dados. Além disso, assegura a estabilidade do mecanismo de preços dos blobs. A quantidade de transações processadas em um blob depende da solução de rollup utilizada. Existem, grosso modo, dois tipos de rollups: ZK-rollups e Optimistic rollups. Ambos funcionam de maneira diferente, o que afeta a quantidade de transações que conseguem processar por blob. ZK-rollups são geralmente mais eficientes e conseguem processar mais de 1.000 transações por blob. Optimistic rollups normalmente processam entre 100 e 1.000 transações por blob.

O que resolve o EIP-4844 (proto-danksharding)?

EIP-4844 (proto-danksharding) resolve várias questões importantes relacionadas à escalabilidade da rede Ethereum, com foco em rollups. Esses são os principais problemas de escalabilidade que o proto-danksharding soluciona:

Armazenamento de dados mais eficiente com blobs

Antes do proto-danksharding, os rollups tinham que fornecer seus dados via calldata. Esse tipo de dado é enviado para smart contracts. Os rollups utilizavam calldata para dados de transações, que eram armazenados permanentemente na blockchain, resultando em maior consumo de gas e, portanto, custos mais altos. Além disso, o calldata competia com outras transações para ser incluído em um novo bloco. Isso levava a um sistema pouco escalável e ineficiente, onde dados desnecessários eram armazenados permanentemente.

Com a introdução dos blobs, os dados são armazenados temporariamente fora da Ethereum Virtual Machine (EVM). A EVM apenas faz referência ao blob, o que evita o armazenamento de dados desnecessários na blockchain Ethereum. Isso reduz a pressão de armazenamento e os custos por transação. Além disso, os blobs são especificamente otimizados para aplicações que consomem muitos dados, como os rollups, enquanto as transações regulares não são mais impactadas.

Maior capacidade de armazenamento de dados

Graças ao proto-danksharding, é possível processar maiores volumes de dados em cada bloco. Blobs conseguem lidar com uma maior capacidade de dados do que o calldata, sem sobrecarregar a EVM ou a blockchain. Isso porque os blobs armazenam os dados fora da EVM e os mantêm disponíveis por um período limitado (cerca de duas semanas), evitando que dados desnecessários sejam armazenados permanentemente no Ethereum.

Essa abordagem aumenta o throughput total da rede. Os rollups conseguem enviar grandes volumes de dados em uma única transação, gerando ganhos de escala. Isso abre espaço para mais aplicações em Layer 2, sem sobrecarregar a rede Ethereum.

Escalabilidade aprimorada sem comprometer a descentralização e a segurança

Proto-danksharding melhora a escalabilidade do Ethereum sem comprometer a descentralização e a segurança da rede. Diferentemente de soluções centralizadas que buscam armazenamento adicional de forma também centralizada, o Ethereum utiliza um mecanismo onde os dados são armazenados temporariamente fora da blockchain através de blobs, mas processados de maneira eficiente dentro da rede descentralizada existente.

Isso garante que o Ethereum continue funcionando de maneira descentralizada, sem comprometer a confiabilidade da infraestrutura durante períodos de pico. Com o EIP-4844, os rollups continuam responsáveis pelo processamento das transações, enquanto o Ethereum garante apenas a disponibilidade dos dados relacionados. Isso cria um sistema escalável que mantém a segurança do mainnet e, ao mesmo tempo, oferece espaço para milhares de transações por segundo por meio de soluções de Layer 2.

Preparação para o danksharding e futuras expansões

O EIP-4844 é uma melhoria fundamental da rede Ethereum e serve como uma preparação importante para a transição completa ao danksharding. A atualização proto-danksharding já introduz diversos aspectos do danksharding completo, como blobs, referências de commitment e um novo mecanismo de preços para transações com blobs. Esses componentes formam a base técnica sobre a qual futuras atualizações do Ethereum poderão ser construídas.

Quando o danksharding for implementado no futuro, esses componentes poderão ser escalados facilmente para um sistema com múltiplos shards. Isso permitirá ao Ethereum lidar com muito mais dados de forma segura e descentralizada, sem a necessidade de implementar um mecanismo completamente novo.

Como o proto-danksharding se encaixa na roadmap do Ethereum?

Proto-danksharding (EIP-4844) é apenas uma das várias iniciativas que visam tornar o Ethereum mais escalável no longo prazo. No entanto, é uma atualização crucial, pois introduz a tecnologia necessária para permitir o avanço rumo ao danksharding completo e outras melhorias futuras.

A proposta foi lançada como parte da atualização Dencun, que entrou em operação no mainnet do Ethereum em 13 de março de 2024. Dencun é a combinação de duas atualizações: Deneb (para a camada de consenso) e Cancun (para a camada de execução). Ambas as atualizações incluem diferentes EIP’s que tornam o Ethereum mais eficiente, barato e escalável.

Embora todos os EIP’s contribuam de alguma forma, o EIP-4844 é considerado a peça central da Dencun. Ele lançou as bases para o danksharding completo, que será implementado em uma fase futura da roadmap do Ethereum, e preparou o caminho para a introdução de data shards e data sampling. Esses componentes permitirão que o Ethereum evolua para uma infraestrutura de dados com sharding em grande escala.

Proto-danksharding, Dencun e o danksharding completo fazem parte da fase mais ampla da roadmap do Ethereum chamada The Surge, que se concentra em escalabilidade via rollups. É um passo essencial rumo a uma rede Ethereum capaz de processar milhares de transações por segundo, sem comprometer a descentralização ou a segurança.

O que isso significa para usuários e desenvolvedores?

A implementação do EIP-4844 teve um impacto significativo tanto para os usuários quanto para os desenvolvedores do ecossistema Ethereum. Por um lado, os desenvolvedores de soluções de Layer 2, como zkSync, Arbitrum e Optimism, se beneficiam da atualização, pois podem agrupar dados com custos reduzidos graças aos blobs. Além disso, podem processar mais dados em uma única transação, otimizando e escalando seus processos.

Para os usuários das soluções de Layer 2, isso significa que as transações ficam mais baratas ao utilizar essas soluções de escalabilidade. Especialmente durante períodos de alta atividade na rede principal, o uso das redes de Layer 2 torna-se uma opção muito mais atraente.

Considerações finais

EIP-4844, também conhecido como proto-danksharding, representa um marco importante na evolução do Ethereum rumo a uma rede mais escalável. Ao introduzir blobs como um método temporário e eficiente de armazenamento de dados, essa atualização oferece benefícios imediatos para rollups, desenvolvedores e usuários. Os custos de transação diminuem, a capacidade de dados aumenta e a pressão sobre a rede é reduzida — tudo isso sem comprometer a descentralização ou a segurança.

Além disso, o proto-danksharding marca o início de uma transição técnica mais ampla. Ele estabelece as bases para o danksharding completo e para uma futura expansão do Ethereum. Embora seja apenas um componente da atualização Dencun, trata-se de uma peça essencial para o Ethereum do futuro: acessível, escalável e robusto.