Do Dilema da Descentralização ao Avanço: Como o Ethereum Está Redefinindo a Escalabilidade com Tecnologia de Conhecimento Zero

A comunidade blockchain há muito lida com uma realidade desconfortável: a arquitetura fundamental de redes descentralizadas cria trocas inerentes. Como Vitalik Buterin uma vez enunciou, o “trilema da blockchain” captura esse desafio—alcançar simultaneamente segurança, escalabilidade e descentralização parece matematicamente impossível. No entanto, a visão de escalabilidade mais recente do Ethereum sugere que essa crença de longa data pode finalmente ser desfeita.

O Problema Central: Por que a Escalabilidade Tradicional Falha

O compromisso do Ethereum com a descentralização distingue-o dos concorrentes. Ao contrário de certas cadeias de alto desempenho que dependem de infraestrutura de servidores centralizados, o Ethereum mantém uma filosofia diferente: a rede deve permanecer acessível a qualquer pessoa. Um utilizador pode executar um nó completo em hardware de consumo, como um Raspberry Pi, e atualmente, mais de 15.000 a 16.000 nós públicos validam transações em todo o ecossistema.

Essa escolha arquitetural tem um custo significativo. Cada validador deve executar e recalcular independentemente cada transação na rede—um processo comparável a cada participante de uma grande organização recalculando manualmente uma planilha inteira sempre que uma única célula muda. O resultado é um teto de throughput: o Ethereum atualmente processa aproximadamente 18 a 20 transações por segundo, enquanto outras cadeias que alegam maior desempenho alcançam isso por meio de centralização em vez de inovação.

Uma Roy, cofundadora da pioneira ZK Succinct Labs, descreve a restrição fundamental: “O design do Ethereum prioriza permitir que qualquer pessoa acompanhe a rede reexecutando todas as transações. Essa fronteira não pode ser expandida arbitrariamente quando cada transação exige que alguém recalculte suas mudanças de estado do zero.”

Provas de Conhecimento Zero: Quebrando o Triângulo Impossível

A inovação reside numa abordagem contraintuitiva: em vez de exigir que cada validador recalculasse cada transação, a rede pode verificar uma única prova criptográfica que confirma que um grande lote de transações foi executado corretamente.

Justin Drake, pesquisador principal na Fundação Ethereum, chama isso de “matemática da lua”—matematicamente sofisticada, mas conceitualmente elegante. Provas de conhecimento zero permitem que uma parte convença outra de que uma afirmação é verdadeira sem revelar as informações subjacentes. Criar tal prova é computacionalmente intensivo, mas a verificação é notavelmente leve.

A implicação para a escalabilidade é profunda. Roy explica: “Em vez de fazer com que todos os participantes reexecutem transações, forneça-lhes uma prova demonstrando que essas operações ocorreram. Os validadores podem verificar essa prova sem recalcular nada.” Drake brinca que a validação futura pode se tornar tão leve que até um $7 Raspberry Pi Pico—com menos de um décimo do poder de processamento de hardware de consumo padrão—poderia lidar com a carga computacional.

Essa mudança transforma o trilema da blockchain: o Ethereum pode aumentar dramaticamente a capacidade de transações sem exigir que validadores operem servidores ou data centers mais potentes, preservando tanto a descentralização quanto a segurança.

O Roteiro zkEVM: Um Caminho Metódico a Seguir

Declarações recentes da pesquisadora da Fundação Ethereum, Sophia Gold, indicaram que a integração das capacidades de máquina virtual Ethereum com conhecimento zero na camada 1 poderia acontecer dentro de um prazo relativamente próximo. No entanto, essa transição não acontecerá da noite para o dia nem entregará 10.000 TPS imediatamente após o lançamento.

O Ethereum opera por meio de cinco principais clientes de software, criando redundância embutida. A estratégia de atualização prioriza cautela: duas ou três novas versões de clientes suportando validação ZK serão lançadas primeiro, permitindo que os validadores optem por participar gradualmente. Inicialmente, apenas uma minoria fará a mudança, permitindo que a equipe do protocolo identifique e resolva casos extremos antes de uma adoção mais ampla.

Ladislaus, da equipe de coordenação de protocolo da Fundação Ethereum, afirmou: “A transição para uma EVM SNARK-ificada representa uma evolução gradual.” SNARK refere-se a uma classe específica de provas de conhecimento zero adotadas para esse propósito.

Paralelamente à transição dos validadores, o Ethereum já está expandindo sua capacidade de gás. Recentemente, a rede aumentou seu limite de gás em 22%, atingindo 45 milhões. O pesquisador Dankrad Feist propôs uma Proposta de Melhoria do Ethereum (EIP) que permite aos clientes aumentarem automaticamente o limite de gás três vezes ao ano.

Segundo esse cronograma, o Ethereum poderia atingir aproximadamente 2.000 TPS em quatro anos apenas com aumentos no limite de gás. Drake sugeriu acelerar esse cronograma em mais dois anos, visando uma capacidade de “gigagas” até 2031—equivalente a cerca de 10.000 transações por segundo na camada 1.

O Ecossistema Além da L1: Rollups Nativos e Arquitetura Futura

Embora a escalabilidade na camada 1 por meio de ZK seja transformadora, a visão vai além. Soluções de Camada 2 expandirão simultaneamente, potencialmente atingindo centenas de milhares ou milhões de TPS através de uma nova categoria de rollup chamada “Native Rollup”—rollups projetados para operar como camadas de sharding programáveis com garantias de segurança equivalentes à L1.

Andrew Fenton e outros pesquisadores enfatizaram que nenhuma blockchain única pode atender realisticamente à demanda global por transações. A arquitetura futura será uma “rede de redes”, onde diversas implementações de L2 atendem a diferentes casos de uso, cada uma otimizada para compromissos e requisitos específicos.

Projetos como Linea, um rollup ZK compatível 100% com EVM incubado pela Consensys (fundado pelo co-criador do Ethereum, Joe Lubin), exemplificam essa direção. A Linea posiciona-se como uma extensão do Ethereum, recentemente anunciando que 20% das taxas de transação ETH serão queimadas para redirecionar valor de volta para a L1. Declan Fox, responsável pelos esforços da Linea, explica: “A elegância do ZK reside em elevar significativamente o limite de gás da L1 sem complicar a lógica de validação. À medida que os custos de geração de provas e latências diminuem, lidamos com maior throughput enquanto mantemos os requisitos de hardware para validação mínimos.”

Cronograma e Expectativas

O roteiro da Fundação Ethereum revela uma ambição moderada. A questão central não é se a integração de ZK acontecerá, mas quão rápido. Com expansões do limite de gás já em andamento e a integração do zkEVM teoricamente possível em meses, a trajetória parece credível.

O objetivo final de Justin Drake: 10 milhões de TPS em todo o ecossistema Ethereum dentro de uma década. Alcançar isso requer implantação de tecnologia ZK na camada 1, proliferação de Native Rollups na camada 2 e uma estrutura econômica reimaginada para validar e liquidar transações globalmente.

O que começou como um conceito matemático abstrato agora representa o caminho mais concreto do Ethereum para se tornar uma camada de liquidação global que preserva os valores—acessibilidade, descentralização, segurança—que definiram sua criação.