Um dos maiores desafios técnicos que o Ethereum enfrenta atualmente é o «crescimento do estado». Na terminologia blockchain, o «estado» refere-se a todos os saldos de contas, dados de contratos inteligentes, aprovações de tokens e informações de armazenamento que a rede tem de controlar.
À medida que o Ethereum ganha maior utilização, este estado expande-se continuamente. Cada nova aplicação descentralizada, contrato de token, pool de liquidez ou coleção NFT impõe requisitos de armazenamento adicionais. Com o tempo, isto pode tornar a execução de um nodo completo cada vez mais onerosa e tecnicamente exigente.
Discussões recentes na comunidade Ethereum têm vindo a concentrar-se na forma de reduzir estes encargos de armazenamento sem sacrificar a descentralização. Vitalik Buterin abordou recentemente este tópico, explicando que armazenar apenas hashes on-chain não resolve totalmente o problema.
De acordo com relatos recentes, Buterin argumentou que, mesmo que os utilizadores armazenem a maioria dos dados por si e a blockchain apenas armazene hashes ou provas, os nodos continuam a precisar de manter e atualizar as informações usadas para verificar essas provas. Observou que estes dados associados à verificação poderiam eventualmente tornar-se «quase tão extensos como o próprio estado».
Esta afirmação pode parecer técnica, mas a ideia subjacente é relativamente simples.
Muitas propostas de escalabilidade sugerem reduzir o armazenamento blockchain transferindo a maioria dos dados para off-chain, deixando apenas referências criptográficas compactas — geralmente hashes — on-chain. Em teoria, isto deveria reduzir a quantidade de dados que os validadores precisam de armazenar.
Contudo, a verificação ainda exige estruturas de dados de referência. Os validadores têm de confirmar que as provas submetidas correspondem efetivamente a estados blockchain válidos. Isto significa que a rede não pode fugir totalmente às responsabilidades de armazenamento.
Por outras palavras, comprimir dados não elimina a necessidade de infraestrutura de verificação de dados.
Um hash é essencialmente uma impressão digital criptográfica de dados.
O Ethereum pode, por exemplo, armazenar um hash compacto que representa um grande conjunto de dados, em vez de armazenar o conjunto completo diretamente on-chain. Se os dados subjacentes se alterarem, o hash também se altera.
Esta ideia é amplamente utilizada em sistemas blockchain porque os hashes são:
As técnicas modernas de escalabilidade blockchain dependem também fortemente de provas criptográficas.
Por exemplo, as provas de conhecimento zero (provas ZK) permitem que uma parte demonstre que um cálculo é válido sem revelar todos os dados subjacentes. O roadmap futuro do Ethereum depende cada vez mais destes sistemas para a escalabilidade.
A relação pode ser simplificada da seguinte forma:
É neste último passo que residem os desafios de armazenamento.
Alguns observadores do blockchain assumem que, se apenas hashes forem armazenados on-chain, os requisitos de armazenamento tornam-se insignificantes.
Os comentários de Buterin vão contra essa suposição.
Para verificar provas de forma eficiente, os validadores precisam ainda de acesso a estruturas relacionadas com o estado, tais como:
Os investigadores do Ethereum têm explorado há muito modelos de verificação sem estado, nos quais os validadores armazenam dados mínimos. No entanto, mesmo estes sistemas implicam compromissos.
Por exemplo, a «ausência de estado fraca» pode reduzir os requisitos de armazenamento dos validadores, mas pode aumentar:
Isto significa que as melhorias de escalabilidade transferem frequentemente custos em vez de os eliminarem por completo.
O roadmap de longo prazo do Ethereum inclui cada vez mais tecnologias como:
Estas tecnologias visam tornar a rede mais escalável, preservando a descentralização.
A ideia geral por detrás da ausência de estado é que os validadores não devem precisar de armazenar todo o estado da blockchain permanentemente. Em vez disso, as transações poderiam incluir «testemunhas» compactas que comprovam as transições de estado necessárias.
No entanto, isto introduz complexidade adicional de engenharia.
Buterin tem enfatizado repetidamente que as soluções de escalabilidade implicam compromissos, e não «soluções mágicas». As discussões recentes sobre hashes e verificação de provas reforçam esta mensagem mais ampla.
A discussão recente fez também referência ao EIP-8037, uma proposta concebida para gerir o tamanho crescente do estado do Ethereum.
De acordo com relatos, a proposta não introduz taxas contínuas de «renda de armazenamento». Em vez disso, aumenta os custos de Gas iniciais associados a:
A ideia é desencorajar a expansão desnecessária do estado antes de esta ocorrer.
Os apoiantes argumentam que isto poderia abrandar o inchaço do estado e melhorar a sustentabilidade a longo prazo.
Os críticos advertem, no entanto, que custos iniciais mais elevados poderiam:
Isto reflete uma tensão recorrente no design de blockchain: melhorar a escalabilidade introduz frequentemente novos compromissos económicos.
Os sistemas blockchain equilibram constantemente três objetivos:
Este desafio é frequentemente descrito como o «trilema blockchain».
Tamanhos de estado maiores podem tornar a operação de nodos mais cara, reduzindo potencialmente a descentralização, pois menos participantes conseguem suportar os custos de executar infraestrutura.
Ao mesmo tempo, técnicas de compressão agressivas podem aumentar a complexidade do sistema ou a dependência de sistemas criptográficos especializados.
Os programadores do Ethereum estão, portanto, a tentar melhorar a escalabilidade, preservando uma ampla participação de validadores.
Tecnologias como zkEVMs e Verkle trees podem ajudar, mas também introduzem:
Tal como Buterin sugeriu, todas as soluções atuais implicam compromissos.
Para os investidores em criptomoedas, as discussões sobre armazenamento de estado e verificação de provas podem parecer altamente técnicas, mas têm implicações importantes.
Se os custos de armazenamento blockchain continuarem a aumentar:
Por outro lado, os sistemas de escalabilidade mais recentes podem introduzir:
Os sistemas de conhecimento zero e as arquiteturas sem estado continuam a ser áreas de investigação ativas, e alguns componentes ainda não estão totalmente implantados à escala da mainnet do Ethereum.
Os investidores devem, portanto, evitar assumir que as atualizações de escalabilidade eliminam automaticamente todos os gargalos técnicos.
Apesar destes desafios, os investigadores do Ethereum continuam a avançar no sentido de uma arquitetura mais escalável.
As discussões recentes do roadmap destacaram várias prioridades importantes:
Buterin enfatizou que o futuro do Ethereum dependerá provavelmente da combinação de sistemas on-chain e off-chain, em vez de depender exclusivamente de um ou outro modelo.
O debate recente sobre hashes e verificação de provas ilustra uma realidade importante na engenharia blockchain: reduzir os dados on-chain visíveis não elimina necessariamente os encargos computacionais e de armazenamento subjacentes exigidos para a verificação sem confiança.
Os comentários recentes de Vitalik Buterin sobre hashes on-chain sublinham uma nuance crítica nas discussões sobre escalabilidade blockchain.
Embora armazenar apenas hashes e provas possa reduzir os requisitos diretos de armazenamento on-chain, as redes continuam a necessitar de grandes quantidades de dados relacionados com a verificação para manter a segurança e a ausência de confiança. Como resultado, muitas soluções de escalabilidade transferem a complexidade em vez de a eliminarem completamente.
A investigação contínua do Ethereum sobre zkEVMs, verificação sem estado, Verkle trees e sistemas de disponibilidade de dados mostra que o ecossistema está a abordar ativamente estas questões. No entanto, o processo envolve compromissos difíceis entre descentralização, eficiência e custo.
Para os recém-chegados às criptomoedas, a principal conclusão é que a escalabilidade blockchain não se trata apenas de «tornar as cadeias mais rápidas». Trata-se também de preservar a segurança e a acessibilidade enquanto se gere quantidades cada vez maiores de dados.
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