Com a expansão constante da indústria de blockchain, os projetos mais populares, incluindo o Ethereum, enfrentam um problema crítico - congestionamento de transações na blockchain. Independentemente do tamanho, as redes de computadores só podem conter um pouco de tráfego. Quanto mais popular for a rede, maior a probabilidade de ficar congestionada. Este problema restringe a escalabilidade e afeta a experiência do utilizador em geral.

Como tal, o Ethereum precisa de diferentes redes de camada 2 para ajudar com os seus problemas de escalabilidade. Entre estas redes de camada 2 ligadas à cadeia de camada 1 do Ethereum está a Máquina Virtual Optimistic. Este artigo aprofunda o funcionamento interno do OVM e lança luz sobre a sua importância para o bom funcionamento do ecossistema Ethereum.

O que é uma Máquina Virtual Optimistic?

A Optimistic Virtual Machine (OVM), construída pela Optimism usando a sua tecnologia Optimism Rollup (OR), serve como uma solução de escalonamento de Camada 2 para o Ethereum. Foi concebido para alavancar a compatibilidade EVM, oferecendo uma estrutura estável para os programadores escalarem de forma fácil e eficiente os seus contratos inteligentes.

O OVM fornece um ecossistema unificado para protocolos de Camada 2, combinando outras soluções de escalabilidade sob um único guarda-chuva. Em vez de atualizar as transações diretamente na cadeia de blocos da Camada 1, o OVM usa dados fora da cadeia para garantir (ou tomar decisões otimistas sobre) transações atualizadas na cadeia de blocos Ethereum.

Como funciona o OVM?

Cada processo computacional feito pelo OVM é chamado de transição. Estas transições são avaliadas do lado do cliente por utilizadores individuais que desejam confirmar o estado mais recente de um contrato inteligente ou verificar provas de fraude (mecanismos concebidos para detetar e provar comportamento fraudulento em sistemas descentralizados) na cadeia.

O OVM funciona como um espaço de trabalho dedicado para contratos inteligentes. Os contratos inteligentes são implementados, executados e monitorizados no OVM, garantindo que qualquer outra tarefa de contrato inteligente seja executada de forma eficiente. Quando um nó da cadeia da Camada 2 submete uma transação, o OVM processa essas transações e, em seguida, ativa diferentes alterações de estado no seu ambiente, levando consequentemente a saídas variáveis, como a liquidação de pagamentos.

O OVM também implementa um sistema de limite de gás para se proteger de transações maliciosas que constantemente executam e drenam recursos da rede. Ao realizar uma transação, os utilizadores devem definir um limite de gás, especificando quanto gás podem gastar numa transação. Estas taxas também servem como compensação aos nós por fornecerem os recursos computacionais adicionais para executar transações.

Além disso, o OVM só pode interpretar e executar contratos inteligentes escritos em bytecode. Embora as linguagens compatíveis com EVM de alto nível, como o Solidity, sejam mais amigáveis ao ser humano e simplifiquem o processo de implementação, devem ser traduzidas e compiladas em bytecode antes de poderem ser implementadas. No entanto, devido à compatibilidade do OVM com o EVM no nível de bytecode, os programadores podem implementar diretamente os contratos inteligentes EVM existentes no OVM.

Decisões otimistas: O que torna o OVM especial?

Enquanto a secção acima dissecou as complexidades do OVM, a sua verdadeira inovação reside no seu processo de “decisão otimista”. Como afirmado anteriormente, uma decisão otimista é um conceito em que o OVM usa dados fora da cadeia para prever o estado futuro da camada 1 do Ethereum. Esta abordagem abre caminho para transações mais rápidas e eficientes. O processo de decisão otimista envolve três passos principais:

1. Examine a Camada 1 e estime o que poderá acontecer no futuro.
2. Examine as mensagens fora da cadeia e considere o seu impacto se integradas na Camada 1.
3. Depois de estudar os insights dos passos anteriores, o OVM tem uma boa ideia do futuro estado do EVM. Esta visão guiará as próximas decisões do OVM.

No entanto, poder-se-ia perguntar como exatamente o OVM chega a estas decisões apesar das possibilidades aparentemente infinitas. Os seguintes conceitos ajudar-nos-ão a compreender melhor a metodologia por trás das decisões otimistas:

Ethereum Futures Cone

Os futuros estados do Ethereum são infinitos, abrangendo todas as transações possíveis, cada DAO que poderia ser hackeado e qualquer outro evento. Apesar de lidar com futuros infinitos, as regras do EVM ajudam a filtrar estados futuros que são menos prováveis de acontecer. Podemos referir este processo a um cone vasto que encolhe de um grande buraco para um funil mais apertado toda vez que um novo bloco é extraído e finalizado.

Informação Local

A camada 2 expande o protocolo de consenso incorporando informações locais, incluindo mensagens fora da cadeia, uma atualização de canal assinada ou uma prova de inclusão para um bloco de plasma. O OVM usa esta informação local para tomar decisões, mas deve primeiro definir suposições a serem utilizadas na derivação de possíveis futuros estados Ethereum.

Premissas Locais

Os programas OVM definem suposições com base nas informações locais explicadas acima, servindo como filtros para diferenciar estados futuros realistas dos impossíveis. Um exemplo disso é o uso de uma suposição de “vida de disputas”, que é usada por muitas soluções de Camada 2. Uma vez que os participantes do canal esperam que as retiradas maliciosas sejam contestadas, qualquer estado que contenha uma retirada maliciosa será considerado impossível e rejeitado. Quando as suposições locais removeram esses futuros impossíveis, podemos finalmente tomar “decisões otimistas” sobre o futuro.

Prós e Contras: OVM vs EVM e ZkeVM

Agora que percebemos como funciona o OVM, é essencial compreender os seus pontos fortes e fracos, especialmente quando comparado com outras máquinas virtuais como a Ethereum Virtual Machine (EVM) e a Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine (ZKEVM). Examinar as suas diferenças irá destacar o valor único do OVM e como eles trabalham lado a lado para aumentar a escalabilidade.

OVM vs EVM

O OVM prioriza transações mais rápidas em oposição ao EVM. Com o OVM, um nó pode gravar diretamente na cadeia de blocos, eliminando a necessidade do processo de verificação multi-nós do EVM. Por outro lado, o EVM exige consenso de todos os nós, fazendo com que cada um deles vote em cada transação antes de atualizar o blockchain. Este rigor é razoável porque garante confiança absoluta, mas o custo é o rendimento reduzido em comparação com o OVM.

O OVM e o EVM também diferem em termos de validade, uma vez que o OVM não aplica a validade das alterações de estado. Com o OVM, um utilizador com intenções maliciosas pode transferir os ativos de outro utilizador para si mesmo antes de submeter a transação para a Camada 1. Se a transação não for contestada, a OVM aceita-a.

Por outro lado, todas as alterações de estado no EVM devem seguir as regras de consenso da rede antes de serem aceites. Como tal, o cenário acima seguiria regras diferentes, uma vez que a chave de assinatura do remetente não corresponderia à sua chave pública, o que é um requisito para que as transações sejam aceites.

Além disso, o EVM garante uma finalidade instantânea. Finalidade instantânea refere-se a quando uma mudança de estado é aceita na rede, não pode ser alterada ou revertida. O OVM não garante a finalidade instantânea uma vez que não aplica a validade da transação e a finalização de transações inválidas ou maliciosas corrompe a cadeia de blocos. Portanto, os estados OVM só são definitivos quando são aceitos na cadeia da Camada 1.

OVM vs ZkeVMS

O OVM concentra-se principalmente na execução de transações e contratos inteligentes e deixa o EVM da camada 1 para fazer cumprir as regras de blockchain, especialmente nas mudanças de estado. O OVM prioriza a velocidade enviando transações concluídas sem prova de validade. Isto aumenta a escalabilidade, mas existe o risco de as transações inválidas passarem despercebidas e serem finalizadas na Camada 1, especialmente se não forem contestadas.

Uma Máquina Virtual Ethereum de Conhecimento Zero (ZkeVM) resolve este problema criando provas criptográficas para cada transação fora da cadeia, semelhantes aos recibos. Isso aumenta a garantia da validade das atualizações estaduais, aumentando ainda mais a confiança no sistema geral.

Com o ZkeVM, as transições de estado são finalizadas assim que são verificadas na cadeia. Isto reduz os atrasos na conclusão das transações da Camada 2 na Camada 1. As provas de conhecimento zero também confirmam a validade das atualizações de estado, eliminando a necessidade de provas de fraude, a menos que seja necessário.

Os ZKEVMs são geralmente mais difíceis de implementar do que os OVM porque desenvolver tais provas elaboradas para várias etapas de computação é caro. Esta acessibilidade torna o OVM mais fácil de lançar do que o ZkeVMS. No entanto, ambos os projetos são compatíveis com EVM e podem executar contratos inteligentes.

Casos de Uso do OVM

A funcionar na Camada 2, o OVM permite que os utilizadores utilizem o EVM baseado na Camada 1 sem actualizar constantemente o estado do EVM diretamente. Imagine o OVM como assistente do EVM, trabalhando nos bastidores da Camada 2 e lidando com transações para que o EVM não fique sobrecarregado.

No contexto, vamos supor que o Utilizador A possui 2 WBTC e envia 1 WBTC para o Utilizador B utilizando um rollup otimista. Um agregador enviará os detalhes da transação para o contrato cumulativo da Camada 1. Se não for contestado, será integrado permanentemente na cadeia de blocos Ethereum, tornando-a oficial.

Esta garantia é possível em duas condições. A primeira é que o OVM executa transações de acordo com as regras do EVM, pelo que as transações processadas corretamente fora da cadeia têm a garantia de serem aceites na Camada 1. O segundo fator é que o agregador partilha os dados da transação publicamente, permitindo que qualquer pessoa aponte inconsistências na execução de uma transação e, por extensão, mantendo todas as partes honestas.

No entanto, quer ambas as partes decidam retirar os seus ativos ou fazer outras transações, ainda beneficiaram do EVM sem ter de executar quaisquer transações na Camada 1.

Para além de executar transações mais rápidas, o OVM pode ser utilizado de várias outras formas. O OVM também revolucionou os jogos blockchain, permitindo uma jogabilidade mais rápida sem atrasos ou atrasos, onde as transações acontecem instantaneamente e o mundo do jogo reage em tempo real. A sua utilização no aprimoramento das aplicações DeTI também não pode passar despercebida, uma vez que fornece trocas de token quase instantâneas em trocas descentralizadas com taxas de gás menores.

Conclusão

Com a Optimistic Virtual Machine, os programadores podem implementar contratos inteligentes e os utilizadores podem fazer transações sem o incómodo das altas taxas de gás e dos tempos de processamento lentos que assolam o Ethereum. Embora enfrente desafios relativos à segurança e potenciais riscos de centralização, o OVM é a chave para desbloquear uma nova era de aplicações baseadas em blockchain e adoção em massa em geral. Com a evolução da tecnologia blockchain, o OVM é uma das ferramentas inovadoras que se espera moldar o futuro das aplicações descentralizadas.