Guia para iniciantes sobre Danksharding e Proto-danksharding

A rede Ethereum é a principal escolha para aplicações descentralizadas (dApps) devido à sua capacidade de contratos inteligentes. Ela continua sendo a rede mais popular para apps em blockchain, mas isso tem um preço. O grande volume de plataformas, protocolos, aplicativos e tokens hospedados nela coloca a rede sob enorme pressão, resultando em tempos de processamento de transações mais lentos e taxas elevadas.

Para resolver o problema de escalabilidade, o plano de desenvolvimento da Ethereum propôs várias melhorias. O Merge transformou a Ethereum em uma rede proof-of-stake, reduzindo significativamente o consumo de energia e permitindo que redes PoS tragam recursos inovadores. No entanto, ainda há pontos a serem aprimorados para tornar as transações mais acessíveis e eficientes.

Sharding como solução

Uma solução possível para diminuir a congestão e as taxas na blockchain da Ethereum é implementar o sharding, que consiste em dividir a blockchain em seções menores. Porém, uma alternativa chamada danksharding foi identificada para tornar as transações mais rápidas e acessíveis.

Realizar atualizações na rede Ethereum é um desafio devido à alta atividade e à grande quantidade de aplicativos que dependem dela. Por isso, mudanças importantes no consenso da rede podem levar meses ou até anos para serem concluídas. Assim, uma solução personalizada é necessária. Proto-dank sharding é a proposta que faz a ponte entre a versão atual da rede Ethereum e sua futura iteração com danksharding. 
Mas antes, vamos entender o que significa danksharding.

O que é Danksharding?

Danksharding apresenta um método de comunicação com as soluções layer two existentes da Ethereum que é muito mais simples de implementar do que fazer sharding em toda a rede. Além disso, permite processar mais dados por bloco, possibilitando transações mais complexas sem comprometer a velocidade da rede ou aumentar as taxas de gas.

O objetivo aqui é aumentar a eficiência dos rollups de blockchain. Para entender como isso funciona, vamos ver como os rollups interagem com a blockchain da Ethereum. 

Atualmente, o rollup processa em lote as transações Ethereum em sua própria chain Layer-2 e depois envia uma "validity proof" para a chain principal da Ethereum. Embora esse método reduza custos, mais de 90% dos custos das transações de rollup ainda são direcionados ao mainnet da Ethereum para postar essa prova.
 

Com danksharding, a rede Ethereum pode lidar com transações agrupadas de rollups layer two sem armazenar imutavelmente todos os dados. Isso reduz a sobrecarga de dados no mainnet da Ethereum a longo prazo.

O que é Proto-danksharding (EIP-4844)?

Proto-danksharding é uma proposta que visa introduzir o danksharding na rede Ethereum. Ela foi apresentada no Ethereum Improvement Proposal 4844 e recebeu esse nome em homenagem aos pesquisadores Dankrad Feist e Proto Lambda. A implementação ocorreu como parte do Ethereum's Dencun Upgrade em 13 de março de 2024.

Como funciona o Proto-danksharding?

Durante a preparação para o danksharding, o proto-danksharding introduziu um novo tipo de transação chamado "blob-carrying transactions" e um novo tipo de dado, os "blobs". Esses recursos permitem que a rede Ethereum processe dados de rollups de blockchain de forma mais eficiente.  Veja como funciona.

O que são Blobs (Binary Large Objects)

Blobs são um tipo padrão de armazenamento temporário de dados. Eles são relativamente novos na rede Ethereum, mas já são comuns em linguagens de programação como Javascript e Python.

Atualmente, a Ethereum armazena todos os seus dados em cada nó da rede, o que é permanente. Isso é possível graças ao calldata — uma área de memória persistente. Porém, esse método é custoso e exige muitos recursos.

Em comparação, blobs são mais econômicos porque possuem uma data de expiração de 4096 epochs, cerca de 18 dias. Isso reduz significativamente os custos de armazenamento. Um único blob pode armazenar até 128 kb de dados, e cada bloco pode carregar até 16 blobs de dados. Isso oferece bastante espaço para finalidades de curto prazo. No geral, significa que a rede Ethereum armazena menos dados por bloco ao longo do tempo.

O que são blob-carrying transactions?

Blob-carrying transactions são projetadas para lidar com blobs e transportar a validity proof que a chain da Ethereum pode usar para verificar sua autenticidade sem precisar ler o blob em si.

Utilizando um mecanismo de compromisso KZG, a EVM pode observar o compromisso de um blob sem acessar os dados reais do blob, por meio de provas de Zero-Knowledge. As transações que carregam blobs têm seu mempool separado da EVM, garantindo a segurança dos dados e maximizando o espaço dos blocos.

Como um novo tipo de transação, blob-carrying transactions possuem um novo mecanismo de taxas. A estrutura de preços dessas transações é dinâmica e baseada na oferta e demanda. Mais de três blobs por transação normalmente resultam em taxas mais altas, variando cerca de 12,5% de bloco para bloco.

Quais são os benefícios do danksharding?

• Redução das taxas de gas
  Uma das principais vantagens do danksharding é a redução das taxas de transação. Isso porque as taxas elevadas na rede Ethereum são causadas principalmente pela congestão da rede. A congestão ocorre quando muitos usuários acessam aplicações e plataformas na Ethereum ao mesmo tempo. 
  
  Como você deve saber, a Ethereum é o lar da maioria das dApps, tornando a congestão um problema comum para os usuários. O danksharding vai ajudar a Ethereum a evitar congestionamentos ao facilitar o processamento dos rollups pela rede. Isso terá um impacto positivo nas taxas de gas em toda a rede Ethereum, não apenas em uma chain L2.

   

• Transações mais rápidas
  O danksharding permite que a Ethereum processe transações mais rapidamente. Ele armazena dados temporariamente, o que beneficia os nós da rede. Antes do danksharding, cada nó precisava armazenar toda a cópia do histórico da blockchain, o que era uma tarefa pesada. 
  
  Com o danksharding, os nós armazenam e processam menos dados, permitindo que trabalhem de forma mais eficiente. Como resultado, as transações se tornam muito mais rápidas, o que é vantajoso.

Quais são as desvantagens do danksharding?

• Questões de segurança
  Embora o danksharding tenha sido proposto como solução para os desafios de escalabilidade da Ethereum, alguns levantaram preocupações sobre sua segurança.
  
  O método Danksharding é uma implementação mais simples na rede do que o sharding, pois envolve a validação de blob-carrying transactions fora da chain. No entanto, isso traz riscos de segurança, já que agentes mal-intencionados podem mirar em rollups menos populares devido ao fato dessas chains menores e menos experientes serem mais fáceis de atacar. 
  
  Assim, transações maliciosas do tipo blob-carrying podem acabar no mainnet da Ethereum. Embora os rollups tenham medidas de segurança para se defender, elas não são tão robustas quanto as do mainnet da Ethereum.

O que vem a seguir para o Proto-danksharding na Ethereum?

A blockchain Ethereum enfrentou obstáculos para escalar sua infraestrutura e acompanhar a crescente demanda. No entanto, esforços contínuos de escalabilidade — como o sharding e o upgrade Dencun da Ethereum — mostram progresso otimista em aumentar a capacidade e o desempenho da rede. O Ethereum Dencun Upgrade foi lançado em 13 de março. Espera-se que a rede Ethereum explore várias soluções para acomodar seu potencial de crescimento. O danksharding é apenas uma delas.