Ethereum atinge 10 mil TPS? Como usar a tecnologia ZK para desvendar a "Trindade Profana"

Escrito por: Andrew Fenton

Compilado por: imToken

Nota do editor: O Ethereum está a avançar para uma nova era de escalabilidade com 10 mil TPS, e a tecnologia de prova de zero conhecimento (ZK) está a tornar-se o motor chave. Este é o primeiro artigo da nossa compilação do "Roteiro para 10 mil TPS do Ethereum", onde analisamos a tecnologia ZK, o roteiro do zkEVM e o plano de escalabilidade do Ethereum L1 de forma acessível. O próximo artigo irá explorar em profundidade os desafios da implementação do ZK, a evolução do ecossistema L2 e o impacto futuro na estrutura económica do Ethereum.

No dia 30 de julho de 2025, o Ethereum comemorará o décimo aniversário do bloco gênese, e após dez anos de exploração, o roteiro de escalabilidade do Ethereum está também a explorar novas direções e visões.

Claro que a recente subida do preço do ETH trouxe de volta a confiança na comunidade, mas o que realmente é empolgante é que, após anos de exploração em torno da escalabilidade L2, o Ethereum L1 finalmente possui um caminho confiável para alcançar uma escalabilidade extrema, mantendo ao mesmo tempo a máxima descentralização.

Em resumo, a partir de agora, o limite de Gas do Ethereum e o TPS estão previstos para aumentar várias vezes a cada ano, os validadores não precisarão mais executar repetidamente cada transação (nota do editor: ou seja, não é necessário recalcular as mudanças de estado da transação desde o início), mas apenas verificar uma prova de conhecimento zero (ZK-proof) para provar que este lote de transações foi executado corretamente, permitindo assim que o TPS da rede subjacente aumente para dezenas de milhares de transações por segundo.

Ao mesmo tempo, o L2 também irá expandir em sincronia, alcançando dezenas de milhares ou até milhões de TPS, e um novo tipo de L2 chamado "Rollup Nativo" funcionará como fragmentos programáveis, oferecendo a mesma segurança que o L1.

Embora estas propostas ainda não tenham sido formalmente aprovadas pelo processo de governança do Ethereum, elas estão baseadas nas ideias que Vitalik Buterin começou a explorar em 2017 e receberam o apoio do investigador principal da Fundação Ethereum, Justin Drake.

Na conferência EthCC em julho, Drake afirmou: "Estamos em um ponto de virada crucial para a escalabilidade do Ethereum, e estou convencido de que estamos prestes a entrar na era do GigaGas no L1 - cerca de 10 mil TPS, e a chave para desbloquear essa era é o zkEVM e a prova em tempo real."

O objetivo final do Drake é permitir que o ecossistema Ethereum consiga alcançar 10 milhões de TPS em 10 anos, mas isso significa que nenhuma única blockchain conseguirá atender a essa demanda de throughput. O futuro será, inevitavelmente, uma arquitetura de "rede em rede": diferentes L2 assumindo cenários, trade-offs e vantagens distintas, expandindo conjuntamente todo o ecossistema para atender à demanda global.

Por que o Ethereum L1 nunca conseguiu escalar em grande escala?

Embora outras blockchains já tenham começado a tentar usar hardware e capacidade de computação mais poderosos para aumentar a capacidade de processamento, o Ethereum tem uma espécie de ideologia quase ideológica em relação à descentralização, a ponto de algumas pessoas a considerarem uma obsessão "utópica".

Do ponto de vista dos maximalistas de ETH, cadeias como Solana, que são "cadeias de centros de dados", têm milhões de pontos de risco centralizados, onde os governos podem realizar auditorias de transações diretamente nesses nós. Mesmo cadeias como Sui, que têm requisitos de hardware menos exigentes, apresentam custos e requisitos de largura de banda que são desanimadores, impactando assim o grau de descentralização.

Em comparação, o Ethereum pode até ser executado em um Raspberry Pi, e esse design de baixo custo permitiu que mais de 15.000 a 16.000 nós públicos e milhões de validadores participassem da rede, tornando quase impossível censurar transações no Ethereum e conferindo à rede uma resistência extremamente forte contra ataques.

Claro, o custo é uma velocidade extremamente lenta - a TPS atual é de cerca de 18 a 20 transações por segundo, enquanto a TPS da Solana é de cerca de 1500 transações por segundo.

De certa forma, a arquitetura da blockchain é intrinsecamente ineficiente, um pouco como uma folha de cálculo do Google; sempre que você modifica uma célula, todos os computadores que possuem uma cópia devem recalcular a folha inteira antes de atualizar, garantindo que tudo esteja correto.

A cofundadora da empresa de tecnologia ZK Succinct Labs, Uma Roy, explicou: "O design do Ethereum é para que qualquer pessoa possa acompanhar a rede e reexecutar todas as transações", o que também significa que o volume de transações não pode ser ampliado indefinidamente, pois cada transação precisa ser recalculada por alguém.

Justamente porque, mantendo a descentralização, o espaço de expansão da mainnet é limitado, o Ethereum teve que seguir em 2020 a controversa rota de escalonamento em duas camadas (L2).

Como o ZK quebra o triângulo impossível da blockchain?

O fundador do Ethereum, Vitalik Buterin, propôs o conceito de "triângulo da impossibilidade do blockchain" para descrever a dificuldade que uma blockchain pública enfrenta em alcançar simultaneamente segurança, escalabilidade e descentralização.

Quase todas as soluções de escalabilidade só conseguem satisfazer simultaneamente duas das três opções, sacrificando inevitavelmente a terceira.

Até agora.

Prova de Conhecimento Zero (ZK-Proof), descrita por Drake como uma tecnologia de "matemática de nível lunar (moon math)" - capaz de provar matematicamente que um grande conjunto de transações complexas foi executado corretamente, sem revelar detalhes da transação.

O processo de geração de provas ZK é muito complexo, mas validar uma prova quanto à sua correção é rápido e leve.

Assim, a visão futura do Ethereum é: em vez de fazer com que um monte de nós Raspberry Pi com desempenho fraco recalculam todas as transações uma a uma, é melhor que os validadores apenas precisem verificar os resultados matemáticos de uma pequena prova ZK.

A cofundadora da Succinct Labs, Uma Roy, continuou explicando que "em vez de fazer todos reexecutarem todas as transações, é melhor fornecer-lhes uma prova que indique que essas operações já ocorreram, assim qualquer um pode validar essa prova sem precisar recalcular".

Drake até brincou que, no futuro, a quantidade de cálculo necessária para verificar a prova ZK será tão pequena que até mesmo o Raspberry Pi Pico, que custa 7 dólares (com desempenho inferior a um décimo do Raspberry Pi normal), será suficiente, sem a necessidade de grandes centros de dados.

zkEVM: O roteiro para 10.000 TPS

Sophia Gold da Fundação Ethereum recentemente publicou uma mensagem em seu blog que gerou um intenso debate na comunidade: dentro de um ano, a mainnet L1 pode integrar a máquina virtual Ethereum (zkEVM) impulsionada por provas de zero conhecimento.

É importante notar que muitas explorações práticas da tecnologia ZK começaram na rede L2, como Linea, incubada pela Consensys, de Joe Lubin, um dos cofundadores do Ethereum, que é uma blockchain pública ZK Rollup 100% compatível com EVM — qualquer aplicativo que possa rodar no Ethereum pode ser executado de forma integrada na Linea.

A Linea vê-se até como uma extensão do Ethereum, e recentemente anunciou que irá queimar 20% das taxas de transação em ETH para apoiar o retorno de valor ao L1.

O responsável pela Linea, Declan Fox, explicou que a tecnologia ZK oferece uma resposta ao triângulo impossível da blockchain: "A mágica do ZK está em que podemos aumentar significativamente o limite de Gas do L1, enquanto a expansão da carga computacional não torna a verificação mais complexa."

Ele acrescentou que, à medida que a latência e os custos da geração de provas ZK continuam a diminuir, somos capazes de lidar com um maior throughput, mantendo os requisitos de hardware de validação extremamente baixos - até mesmo um smartwatch pode realizar o trabalho de validação.

No entanto, a comunidade não deve ser excessivamente otimista, mesmo que o zkEVM seja integrado com sucesso ao L1 dentro de um ano, não conseguirá atingir 10.000 TPS no primeiro dia.

Avançar um passo de cada vez, e então completar em um instante.

Atualmente, o Ethereum possui cinco principais clientes de software disponíveis para executar a rede, o que significa que, mesmo que um cliente tenha problemas, a rede não irá parar diretamente como a Solana.

Na futura rota de atualizações, o Ethereum planeja lançar duas a três versões reformuladas de clientes que suportam ZK, permitindo que os validadores optem por concluir a validação verificando provas de conhecimento zero (ZK-proofs), sem precisar reexecutar cada transação.

Inicialmente, apenas um pequeno número de validadores faria a transição para o novo modo de validação para identificar e corrigir potenciais problemas nos estágios iniciais.

A equipe de coordenação do protocolo da Fundação Ethereum, Ladislaus, afirmou que "a transição para um EVM snarkificado será um processo gradual" — aqui, "snarkificado" refere-se à adoção de provas de conhecimento zero do tipo SNARK.

Os usuários começarão a sentir gradualmente o aumento do limite de Gas do L1, ou seja, a capacidade de atividade econômica da rede está a aumentar. Embora a transição do L1 para a validação ZK leve tempo, a expansão do limite de Gas está quase à beira de ser alcançada.

Na semana passada, o limite de Gas L1 foi aumentado em 22%, atingindo 45 milhões. O pesquisador Dankrad Feist propôs um EIP, sugerindo que os clientes aumentem automaticamente o limite de Gas três vezes por ano. De acordo com esse plano, em quatro anos a rede principal do Ethereum poderá alcançar cerca de 2000 TPS.

E Justin Drake até propôs que esse ritmo fosse estendido por mais dois anos, alcançando em 2031 uma capacidade de 1 gigagas, o que permitiria cerca de 10.000 TPS.

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