De Beam Chain ao Lean Ethereum: Uma análise aprofundada do impacto do roteiro Lean na ecossistema do Ethereum

Autor: Zhixiong Pan

Título original: A próxima década do Ethereum: Da Beam Chain à atualização completa do Lean Ethereum

Ethereum Foundation, em seu décimo aniversário (ou seja, no final de julho de 2025), lançou oficialmente um novo roteiro tecnológico chamado "Lean Ethereum". O objetivo central deste roteiro é construir uma camada base do Ethereum mais enxuta, segura e eficiente, fornecendo uma base tecnológica sólida para o desenvolvimento do Ethereum nos próximos dez anos e além.

O que é Lean Ethereum?

Lean Ethereum foi proposto pelo pesquisador principal da Ethereum Foundation, Justin Drake. Seu conceito principal é simplificar drasticamente o design do protocolo, introduzir técnicas criptográficas resistentes à computação quântica e alcançar um desempenho extremo na rede Ethereum (milhões de transações por segundo) além de segurança resistente à computação quântica.

O núcleo do roteiro Lean Ethereum se manifesta principalmente nos dois grupos de projetos-chave a seguir.

1. Lean Consensus (anteriormente Beam Chain)

Lean Consensus é o núcleo e a base do Lean Ethereum. Inicialmente chamado de "Beam Chain", foi apresentado publicamente durante o Devcon de 2024 (até considerado como Eth 3.0), sendo posteriormente renomeado oficialmente para "Lean Consensus". Este grupo de projeto foca em um novo design para a camada de consenso do Ethereum (Beacon Chain).

Os principais objetivos do Lean Consensus incluem:

• Confirmação ultrarrápida: reduzir o tempo de produção de blocos para cerca de 4 segundos, alcançando uma finalização em aproximadamente 12 segundos.

• Aumento da descentralização: reduzir o valor mínimo de staking para validadores de 32 ETH para 1 ETH, diminuindo significativamente a barreira de entrada para participação no consenso.

• Segurança pós-quântica: introdução de técnicas de assinatura baseadas em hash para garantir que a camada de consenso resista a ameaças futuras da computação quântica.

• Verificação leve on-chain: uso de tecnologia SNARK para verificação eficiente do estado da cadeia, permitindo que qualquer nó verifique facilmente a integridade do blockchain.

• Otimização de rede: otimização da eficiência da comunicação de rede por meio de novos protocolos P2P (como Gossipsub v2.0).

• Tecnologia de prova agregada: uso de assinaturas agregadas por hash para reduzir a carga de comunicação na rede e aumentar a eficiência da verificação.

Lean Consensus é atualmente o projeto principal do Lean Ethereum, com reuniões públicas dedicadas (Lean Calls) realizadas a cada poucas semanas para atualizações técnicas aprofundadas e discussões. Os membros principais da equipe incluem Justin Drake, Dmitry Khovratovich, Will Corcoran, entre outros.

2. Grupo de Projeto PQ (Criptografia Pós-Quântica)

O grupo de projeto PQ foca na atualização da criptografia, com o objetivo de garantir que o Ethereum permaneça seguro e confiável na era futura dos computadores quânticos. As principais áreas de pesquisa do grupo PQ são:

• Algoritmos de assinatura por hash: substituir o algoritmo de assinatura de curva elíptica existente por esquemas de assinatura por hash resistentes a ataques quânticos.

• Otimização de compromissos de dados: migrar dos compromissos polinomiais KZG existentes para compromissos baseados em hash, aumentando a segurança dos dados na cadeia.

• Prova de conhecimento zero (ZKP): desenvolvimento de circuitos SNARK/STARK eficientes para algoritmos de hash, usados na verificação de estado.

• Verificação formal: realização de verificação formal rigorosa dos novos esquemas criptográficos para garantir a correção da implementação e do design do protocolo.

Os membros principais do grupo PQ incluem Will Corcoran, Antonio Sanso, George Kadianakis, entre outros, sendo impulsionado por pesquisadores internos da Ethereum Foundation e especialistas acadêmicos externos.

3. Lean Data e Lean Execution

Além dos dois grupos de projetos principais mencionados acima, o Lean Ethereum também possui outros dois grupos de projetos importantes, mas que não funcionam como equipes independentes: Lean Data e Lean Execution.

Lean Data

Lean Data foca em melhorar o desempenho da camada de disponibilidade de dados, por exemplo, aumentando significativamente a capacidade de throughput de dados na cadeia Ethereum através dos seguintes métodos:

• PeerDAS v1 e v2: implementação de amostragem distribuída de disponibilidade de dados, aumentando significativamente o throughput de dados.

• Mecanismo BPO (Blob Parameter Only): ajuste automatizado dos parâmetros de armazenamento de dados, aumentando gradualmente a capacidade de dados on-chain.

• FullDAS e sharding do mempool: otimização adicional da eficiência de transmissão e armazenamento de dados.

O objetivo final do Lean Data é alcançar transmissão de dados em nível Teragas para suportar a futura demanda massiva de aplicações Layer2.

Lean Execution (também conhecido como EVM 2.0)

Lean Execution visa reconstruir completamente a Ethereum Virtual Machine (EVM), com o objetivo de criar um novo ambiente de execução enxuto, eficiente e amigável a provas de conhecimento zero. As principais áreas de pesquisa incluem:

• zkVM baseada em arquitetura RISC-V: conjunto de instruções enxuto e redução do custo de prova.

• Prova de conhecimento zero em tempo real: aumento da velocidade de geração de provas, tornando possível a verificação em tempo real.

• Compatibilidade e caminho de migração: introdução gradual da nova zkVM, operando em paralelo com a EVM existente até a transição completa.

• Suporte a aceleração por hardware: exploração de soluções de aceleração de provas de conhecimento zero baseadas em ASICs ou FPGAs dedicados.

O progresso atual do Lean Data e do Lean Execution é divulgado principalmente através do blog oficial da Ethereum Foundation, atualizações de protocolo e na comunidade de desenvolvedores Ethereum (Ethereum Magicians).

O significado de longo prazo do Lean Ethereum

O plano Lean Ethereum é uma importante estratégia da Ethereum Foundation para o roteiro de desenvolvimento dos próximos dez anos. Lean Consensus, como pilar central, garante a segurança e escalabilidade da cadeia por meio de um design de protocolo mais eficiente; o projeto PQ constrói uma linha de defesa contra ameaças da computação quântica; Lean Data e Lean Execution garantem, respectivamente, o aumento do throughput de dados on-chain e do desempenho de execução de contratos inteligentes.

Essa nova arquitetura enxuta, eficiente e segura visa transformar a mainnet do Ethereum em uma infraestrutura global de confiança sustentável por décadas ou até séculos, suportando um vasto ecossistema de aplicações descentralizadas no futuro.

Como participar?

A Ethereum Foundation convida amplamente membros da comunidade, pesquisadores e desenvolvedores a participarem por meio do site oficial do Lean Ethereum, repositórios no GitHub, Lean Calls públicas e da comunidade Ethereum Magicians.