O que é Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 é uma ideia popular no ecossistema Ethereum. Houve necessidade de uma atualização para migrar a rede da cadeia Proof of Work (PoW) utilizada por algumas criptomoedas.

Além disso, esta atualização está entre as atualizações planejadas para o blockchain Ethereum após seu lançamento em 2015. Nesse caso, quatro fases do lançamento do blockchain Ethereum foram planejadas.

A primeira fase foi chamada Frontierpara marcar a primeira construção em julho de 2015. A segunda etapa foi chamada Herdadee isso aconteceu em 2016. O próximo passo foi Metrópoledividido em duas partes. Essas peças eram dois garfos rígidos, incluindo Byzantium Anos 2017 e Constantinopla 2019. E agora temos uma fase final que nos levará ao lançamento do Ethereum 2.0. Este último será concluído em três fases entre 2019 e 2021.

Além disso, o Ethereum 2.0 abordará especificamente questões relacionadas à escalabilidade, mineração, segurança e outros que são comuns no atual Ethereum 1.0. Ele vem com soluções como Proof of Stake (PoS), fragmentação e muito mais. Portanto, as transações serão mais rápidas se houver uma maneira melhor de hospedar aplicativos descentralizados (dApps) e contratos inteligentes.

Diferença entre Ethereum 1.0 e Ethereum 2.0

Existem grandes diferenças entre o Ethereum 1.0 e o Ethereum 2.0. Essas diferenças residem em certas melhorias que serão evidentes no Ethereum 2.0, mas estão ausentes no Ethereum 1.0. Essas melhorias incluem Proof of Stake (PoS) e Shard Chains.

Prova de participação

Ethereum 1.0 depende da Prova de Trabalho (PoW), que é um mecanismo de consenso. Esse mecanismo usa o poder de computação dos mineiros e também a eletricidade para adicionar blocos à tecnologia de razão distribuída. Em contraste, existe um mecanismo PoS, que é uma atualização do PoW.

O PoS oferece maior escalabilidade, segurança e eficiência energética. Não tem muita dependência de poder de computação e eletricidade. Em vez disso, tira proveito de validadores e estacas. Consequentemente, o Ethereum 2.0 como uma atualização para o Ethereum 1.0 usa um mecanismo PoS que o distingue do último.

Cadeias de Fragmentos

As cadeias de fragmentos são chamadas de mecanismos que facilitam a escalabilidade e serão lançadas no Ethereum 2.0 (fase 1). Essas cadeias aumentam a produção de Ethereum.

No momento, uma cadeia consiste em blocos sequenciais. Esse processo ajuda a melhorar a segurança e, ao mesmo tempo, torna mais fácil verificar as informações. A desvantagem é que isso afeta a velocidade do processamento da transação, especialmente durante períodos de alta atividade no blockchain. Isso ocorre porque cada nó completo deve validar todas as transações em blocos sequenciais.

As cadeias de fragmentos, por outro lado, oferecem uma maneira de dividir o blockchain Ethereum, compartilhando assim o processamento de dados entre vários nós. Assim, as transações são processadas em paralelo e não sequencialmente. Há também uma quantidade limitada de dados que cada bloco pode conter. Podemos dizer que as shard chains são a adição de outra via, que transforma o blockchain Ethereum em uma rodovia com várias pistas em vez de uma única pista.

Problemas relacionados ao Ethereum 1.0

O Ethereum 1.0 contém vários problemas que precisam ser atualizados. Essas atualizações exigirão mudanças de código e mudanças que devem ser aprovadas pela comunidade Ethereum. Essas alterações também serão publicadas na rede existente. Assim, as mudanças irão combater os problemas existentes no Ethereum 1.0, e alguns desses problemas são:

Escalabilidade

Ethereum 1.0 disse repetidamente que é lento devido à velocidade de processamento de transações. Essa velocidade significa que há cinco transações processadas a cada segundo que ainda são consideradas lentas. E se o número de transações pendentes for maior do que o bloco fornecido pode conter, as transações pendentes devem ser movidas para o próximo bloco.

O mesmo pode ser dito da velocidade com que hospeda aplicações descentralizadas e contratos inteligentes. Além disso, o ecossistema Ethereum está a crescer e esta desaceleração pode continuar. Portanto, podemos dizer que a escalabilidade é um dos principais problemas do Ethereum 1.0. E o particionamento é um mecanismo que pode melhorar potencialmente a escalabilidade da rede.

segurança

Outro problema notável da rede Ethereum é a questão de segurança. Por exemplo, denunciar 2019 identificou 44 vulnerabilidades às quais a rede pode estar exposta. No nível do aplicativo, havia 26 vulnerabilidades das quais os DApps e contratos inteligentes para seu desenvolvimento dependem. Entre elas, deve-se destacar as vulnerabilidades associadas ao desenvolvimento da blockchain Ethereum e sua implementação.

Dificuldade de mineração

Há momentos em que os desenvolvedores precisam mudar da mineração PoW para a mineração PoS. Isso aumenta a dificuldade da mineração, o que, por sua vez, retarda as recompensas da mineração. Nenhuma solução para este problema foi fornecida e, como tal, ainda é um pomo de discórdia no ecossistema.

Despesas

Em 2019, o cofundador da Ethereum Vitalik Buterin observou que usar a rede da Ethereum é caro. Buterin ressaltou que a rede está quase cheia. Assim, uma grande organização disposta a ingressar será retida, pois terá a impressão de que está competindo com outras por espaço de transação. Além disso, uma organização que decida usar a rede só aumentará seu valor.

Prova de participação Ethereum (PoS)

A Prova de Participação (PoS) é uma grande mudança no Ethereum 2.0, pois traz mudanças significativas na estrutura de recompensa do minerador no blockchain Ethereum. Ethereum atualmente usa um mecanismo de Prova de Trabalho (PoW) que será lançado na Fase 0 do Ethereum 2.0.

PoW se concentra em mineradores que funcionam em piscinas e usam o poder da computação para resolver problemas matemáticos. Esses mineiros competem para resolver esses problemas a fim de extrair o bloco. Os mineiros também são recompensados por usar seus recursos para verificar os dados das transações.

Também é importante notar que o PoW é seguro, pois uma pessoa precisará de muito poder de computação para comprometer tal rede. E esse tipo de poder de computação custará uma quantia irreal de dinheiro. Apesar da natureza segura do PoW, eles têm vários desafios, desde disponibilidade e escalabilidade. Essas limitações levaram à necessidade de um mecanismo de PoS.

O PoS elimina os mineiros e a eletricidade necessária para o mecanismo PoW. Esses dois componentes principais foram substituídos por validadores. Aqui, os validadores ocupam o lugar dos mineiros, e são eles que mantêm o estado da rede. Eles também recebem recompensas por escolher o próximo bloco. Isso é, portanto, em contraste com o PoW, que exige que os mineiros usem eletricidade para gerar energia física para validar os blocos.

As recompensas são calculadas usando o estado da rede no final da era. As taxas de remuneração dependem individualmente do número do validador e da porcentagem do tempo de trabalho do validador. Além disso, a recompensa que uma pessoa recebe ao ser eleita validadora pode ser diferente do que ela acaba recebendo.

Roteiro Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 foi dividido em três fases principais para fornecer um roteiro claro a seguir. Aqui está um esboço detalhado de cada uma dessas etapas.

Fase 0
A fase 0 é a fase inicial do Ethereum 2.0 e foi programado para ser lançado em 2020. Esta fase levará ao lançamento de uma cadeia de beacons onde o PoS é evidente. A cadeia de beacon também ajudará a gerenciar os validadores, cuja função é validar blocos.

Porém, existe um critério para o surgimento do bloco de gênese da cadeia de faróis. A exigência é que o valor base de 524 ETH seja dividido e distribuído entre pelo menos 288 validadores. O número mínimo de validadores não foi selecionado aleatoriamente, mas uma decisão foi tomada sobre seu papel em fornecer uma rede segura e descentralizada. Além disso, as recompensas da aposta só serão distribuídas depois que o limite for atingido.

Também é importante notar que o PoS pode não ser benéfico para o ecossistema neste estágio. Aqui, a fase 0 não será capaz de hospedar dApps e não processará transações. Isso se deve ao teste de alto nível, que é necessário antes mesmo que os usuários executem milhões de transações no blockchain.

Além disso, o PoW ainda será evidente mesmo após o lançamento da cadeia de beacon com o lançamento do PoS. Portanto, Ethereum 1.0 permanecerá ativo mesmo após o lançamento do novo blockchain para garantir que o ecossistema Ethereum não seja impactado negativamente. Aqui, o blockchain antigo funcionará junto com Ethereum 2.0, mas na fase 0 haverá atualizações para a rede original. É na fase 1.5 que ambos os blockchains se fundirão para criar uma única rede.

Fase 1
Há incerteza quanto a quando a Fase 1 ocorrerá, pois a data ainda não foi definida. No entanto, há expectativa de que ele seja lançado após a rede de faróis e um ano após o lançamento desta. Por outro lado, a Fase 1 contará com cadeias de fragmentos (cadeias de fragmentos), cujo objetivo é aumentar a escala da rede. Aqui o blockchain será dividido em 64 cadeias, e essas cadeias funcionarão paralelamente umas às outras.

Além disso, essas cadeias de shards garantem que 64 blocos sejam processados a cada vez, o que melhora a velocidade das transações. Isso divide a carga de dados entre os blocos, pois as cadeias funcionam simultaneamente umas com as outras. Este último é diferente do Ethereum 1.0, que processa um bloco por vez. E mais transações aguardando na fila permanecerão lá até que o bloco conclua o processamento, antes que essas transações sejam confirmadas.

Fase 1.5
A Fase 1.5 se concentra na criação de uma rede Ethereum unificada, mesclando blockchains antigos e novos. Assim, pode ser chamado de fusão entre a cadeia PoW e PoS. A combinação será feita movendo Ethereum 1.0 para Ethereum 2.0 e o blockchain original se tornará uma cadeia de 64 fragmentos trabalhando com uma cadeia de farol.

A combinação de ambos os blockchains também tem a vantagem de permitir que os proprietários de ativos nativos os usem no Ethereum 2.0. Por esse motivo, eles não precisam alterar seu token para usá-lo em uma nova cadeia. Também não há risco de seus tokens atuais se tornarem obsoletos ou inutilizáveis. Ao contrário, a história de RP continuará mesmo se não houver necessidade de apoiar o mecanismo de RP. O último atuará como um dos fragmentos de PoS no novo blockchain.

Fase 2
Ainda há algum grau de incerteza sobre os eventos ou melhorias que ocorrerão na fase 2. No entanto, poucas informações fornecidas indicam que transações, execuções inteligentes de contratos, transferências, retiradas, etc. ocorrerão durante a fase.

Após a fase 2
A conclusão bem-sucedida da Fase 2 levará a novas atualizações no blockchain Ethereum. Portanto, esta etapa não marcará o fim desses eventos. Após o estágio, pode haver uma chance melhor de melhorar a funcionalidade e utilização da rede.

Ethereum 1.x
Ethereum 1.x é uma fase planejada onde o Ethereum 1.0 existirá antes da Fase 1 do Ethereum 2.0. Além disso, o 2.0 estará totalmente funcional na Fase 2, e ainda haverá melhorias no Ethereum 1.x antes disso. Portanto, o foco geral estará em qualquer blockchain, pois o ecossistema ainda precisa ser mantido enquanto o trabalho está sendo feito no blockchain PoS.

Baseando-se no Ethereum 2.0

Os validadores devem apostar pelo menos 32 ETH antes de poderem verificar as transações no Ethereum 2.0. Além disso, 32 ETH está depositado em um contrato de depósito firmado pela Fundação Ethereum.

Além disso, os validadores devem usar o software cliente Ethereum 2.0. Depois de executar o software, esses validadores serão selecionados aleatoriamente para validar os blocos no blockchain. Os validadores que licitam e validam esses blocos corretamente recebem a ETH, que é uma porcentagem do que eles apostaram.

Há também um incentivo para que os validadores fiquem online o tempo todo e realizem suas funções computacionais. Isso ocorre porque os validadores que ficam offline e não cumprem essas responsabilidades têm uma redução modesta nas recompensas do bloco. Além disso, o validador pode perder parte ou toda a ETH acumulada se tentar ser questionável. Aqui, eles podem tentar verificar o histórico de dados incorreto que pode comprometer a rede.

Ataques blockchain

Há uma diferença clara entre o resultado de um ataque PoW com falha e o mecanismo PoS. No PoW, o risco de tal ataque seria equivalente ao custo da eletricidade necessária para atingir a potência hash necessária.

Alternativamente, o risco de lançar tal ataque num mecanismo PoS é a perda de ETH apostado. Além disso, é mais provável que um indivíduo esteja ciente do facto de que pode perder a sua participação na ETH ao lançar um ataque, em comparação com o custo da electricidade, o que pode não ser claro desde o início.

Consequentemente, a mineradora tem um incentivo maior para seguir as recomendações e tentar não lançar um ataque à rede no PoS. Assim, a rede é mais robusta e ainda mais segura do que o mecanismo PoW.

Barreira de entrada

A barreira de entrada PoW e PoS tem vantagens e desvantagens. Por exemplo, um minerador PoS não precisa configurar plataformas de mineração caras ou obter equipamentos ou eletricidade constante para a mina. No entanto, nem todos podem pagar um mínimo de 32 ETH (cerca de US $ 6000), que é o mínimo para se tornar um validador.

Além disso, ainda não foram identificadas pessoas experientes que também possam estar interessadas em lançar e gerenciar software cliente sem tempo de inatividade e economia de custos. No entanto, há expectativas de que o Eth2 removerá algumas dessas barreiras de entrada de PoS.

Existe também uma oferta de serviços tarifários por parte de várias empresas. Isso significa que nenhum conhecimento técnico é necessário para administrar seu próprio cliente. Essas empresas dirigem a operação para seus clientes e os clientes estão apostando seu 32ETH. No entanto, há uma taxa de serviço.

E geralmente, no caso de PoW, uma pessoa pode entrar no pool de apostas. Eles podem fazer isso se não forem capazes de atender ao mínimo de 32 ETH que é necessário. Nesse caso, as recompensas que receberão serão iguais à contribuição total.

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O Ethereum 2.0 vem em diferentes fases e promete abordar os problemas de escalabilidade e segurança prevalentes no Ethereum 1.0. PoW será substituído por PoS, e o alto custo de mineração e a probabilidade de fraude serão reduzidos. Posteriormente, os dois blockchains serão mesclados em um único. O objetivo é avançar o ecossistema Ethereum e expandir a adoção da tecnologia blockchain.

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