A camada 2 e a atualização de fragmentação futura a ser ativada em 2022 serão a solução definitiva da Ethereum para aumentar a escalabilidade?

[Contorno]
1.Em 2 de dezembro, Vitalik Buterin, o fundador da Ethereum, comemorou o aniversário da Beacon Chain e divulgou o roteiro de desenvolvimento do protocolo Ethereum no futuro.
2.Após o Merge, o conteúdo anterior da PoW Chain será transmitido para a Beacon Chain na qual os blocos processarão diretamente as informações da transação.
3.A Ethereum também desenvolveu uma solução de dimensionamento centrada em Sharding e Rollups. Quando for implementada com sucesso, a solução oferecerá melhorias incríveis nas transações por segundo, além de resolver o problema atual das altas taxas de transação.
4.O Sharding e o Beacon Chain serão lançados de forma síncrona para ser a estrutura básica do Ethereum 2.0, que será vinculado a L2s com diferentes estruturas.
5.A tecnologia de compartilhamento pode oferecer um desempenho muito melhor à custa de menos segurança.
6.As atuais taxas de manuseio do projeto Rollup foram bastante reduzidas. Eles serão ainda mais reduzidos após a aplicação oficial da tecnologia de sharding.
7.A longo prazo, a Camada 2 e o Sharding podem ser a única solução para obter escalabilidade de alto desempenho. Portanto, pode ser considerada a solução definitiva para o Ethereum.

Em 2 de dezembro, Vitalik Buterin, o fundador da Ethereum, comemorou o aniversário da Beacon Chain e lançou o roteiro de acompanhamento da Ethereum.
A Beacon Chain, usando o mecanismo de consenso PoS, coexiste com a rede principal Ethereum, usando o mecanismo de consenso PoW, desde seu lançamento em 2 de dezembro de 2012. Os usuários podem ser validadores na cadeia apostando ETH. Em breve, todo o Ethereum completará sua transição para o mecanismo PoS, também conhecido como “The Merge”. Este será um processo de transição contínuo durante o qual o conteúdo anterior na cadeia PoW será transmitido para a Beacon Chain e os blocos na Beacon Chain processarão diretamente as informações da transação.

Espera-se que o consumo geral de energia da rede Ethereum caia 99,95% após a transição para o mecanismo de consenso PoS, resolvendo assim o controverso problema anterior de consumo de energia sob o mecanismo de consenso PoW. Enquanto isso, espera-se que a rede Ethereum seja mais descentralizada porque o hardware da Ethereum exigirá menos nós no mecanismo PoS.

Além disso, a Ethereum também desenvolveu uma solução de dimensionamento centrada na atualização de fragmentação e rollups. Quando for implementada com sucesso, a solução oferecerá melhorias incríveis nas transações por segundo, além de resolver o problema atual das altas taxas de manuseio.

A Corrente de Beacon + Correntes de Fragmentos

A Beacon Chain e as Shard Chains serão lançadas de forma síncrona para serem a estrutura básica do Ethereum 2.0. O Sharding, que é uma solução para dimensionar a Camada 1, é um pouco semelhante à tecnologia de cadeia cruzada da Polkadot. Em Polkadot, a Relay Chain está ligada às principais cadeias paralelas por meio de slots. As principais paracadeias, que podem ser diferentes em estruturas, são protegidas pela Cadeia de Revezamento. No Ethereum 2.0, a Beacon Chain também desempenha um papel na conexão das principais cadeias de fragmentos. Mas, ao contrário do Polkadot, as cadeias de fragmentos Ethereum são as mesmas em estruturas e conectadas a L2s com estruturas diferentes além de toda a estrutura “Beacon Chain + Shard Chains”. Como resultado, um sistema Ethereum “Beacon Chain + Shard Chains + Layer 2” é formado.

Para saber mais sobre a Camada 2, acesse nosso artigo de blog em Essentials for Crypto Newbie: What Is Layer 0, Layer 1 and Layer 2? aprender.

O sharding decorre da tecnologia de sharding de banco de dados, e o sharding mencionado neste artigo também pertence principalmente ao sharding de dados.

Conectado a 64 cadeias de fragmentos, o Ethereum Beacon Chain tem uma capacidade de processamento estimada de forma conservadora em 64 vezes a do Ethereum 1.0. O número de cadeias de fragmentos planejadas inicialmente é de até 1024. Entre elas, as principais cadeias de fragmentos são relativamente independentes e seus endereços Ethereum serão divididos em várias categorias com base nas letras iniciais. Cada fragmento processará transações do mesmo tipo de endereço. Portanto, cada nó armazena apenas uma parte de todas as transações na rede Ethereum e verifica apenas a parte que controla.

Se um nó precisa usar os dados armazenados em outros nós, ele pode se comunicar e coordenar através da Beacon Chain principalmente para obter o hash root de outros shards. No entanto, esse tipo de comunicação ocorre apenas a cada 6 minutos para não sobrecarregar a Beacon Chain. Enquanto isso, a Beacon Chain também distribui verificadores para a cadeia de fragmentos gerando números aleatórios. Ao fazer isso, a Beacon Chain protege as principais cadeias de fragmentos.
A tecnologia de compartilhamento pode oferecer um desempenho muito melhor à custa de menos segurança.

Fragmentação+Acumulação

Como mencionado acima, o Sharding atual usado pelo Ethereum pertence ao sharding de dados. Como resultado, cada cadeia de fragmentos fornece apenas capacidade de dados e não lida com o processamento de transações ou executa contratos inteligentes. Na verdade, as duas últimas tarefas serão feitas pela Camada 2, especialmente Rollup. Rollup refere-se a um tipo de tecnologia usada para coletar um lote de informações de transação e colocá-las nos dados de chamada de uma transação. Posteriormente, a tecnologia irá empacotá-los periodicamente em um bloco e enviá-los a cada cadeia de fragmentos principal (Camada 1) para concluir o registro. No momento, cada fragmento pode fornecer cerca de 250 KB de capacidade de dados dedicada para Rollup. Com 64 shards, a capacidade total chegará a 16 MB. Além disso, quanto mais shards forem usados ​​no futuro, maior será a capacidade de dados que o Rollup pode usar e menor será o custo operacional.

Para saber mais sobre as categorias e os princípios básicos do Rollup, acesse nosso artigo de blog em Crack The “Impossible Triangle”: Overview of Layer 2 Solutions
As redes Arbitrum e Optimistim, que pertencem à tecnologia Op-Rollup, e Zksynk e Starkex, que pertencem à zk-rollup, são os principais projetos Rollup atuais. Alguns desses projetos da Camada 2 já foram aplicados. A Arbitrum ainda não emitiu moedas, enquanto a TVL pode ser comparável à Polygan em escala e a dYdX também é uma exchange descentralizada construída na solução starkex.
As taxas atuais de manuseio de projetos como Arbitrum e Optimism são cerca de 1/8 a 1/3 da cadeia principal Ethereum. E as taxas serão ainda mais reduzidas depois que a atualização de sharding for oficialmente ativada.

Conclusão
A longo prazo, a Camada 2 e o Sharding podem ser a única solução para obter escalabilidade de alto desempenho. Portanto, pode ser considerada a solução definitiva para o Ethereum. Com o rápido crescimento das cadeias públicas de nova geração, como Avax e Solana, que têm alto desempenho, o destino do Ethereum depende se a Camada 2 e o Sharding podem ser ativados o mais rápido possível.


Autor: Edward.H , pesquisador da Gate.io.
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