Direção de desenvolvimento do Ethereum em 2030: Realização da visão do livro-razão mundial na diferenciação da tecnologia Rollup

Ethereum tem se esforçado para manter a neutralidade confiável, enquanto promove inovações de nível superior. Discussões iniciais retrataram um "mapa do caminho centrado em Rollup", onde a rede de base é progressivamente simplificada e solidificada, e a maior parte das atividades é migrada para L2. No entanto, desenvolvimentos recentes indicam que, apenas como uma camada mínima de consenso e disponibilidade de dados, não é suficiente: L1 deve ter a capacidade de lidar com tráfego e atividades, pois esta é a base que L2 eventualmente depende. Isso significa que é necessário ter velocidades de bloco mais rápidas, custos de dados mais baixos, mecanismos de prova mais fortes e melhor interoperabilidade.

Aumentar a atividade do L1 impulsionará o crescimento da atividade do L2, podendo-se dizer que a água sobe junto com o barco.

A reestruturação do mecanismo de consenso da Beam Chain, que está por vir, visa alcançar uma velocidade de confirmação final mais rápida e um limiar de validação mais baixo, ao mesmo tempo em que melhora a taxa de transferência original e fortalece ainda mais a neutralidade do Ethereum. Além disso, já existem propostas considerando a migração das operações da cada vez mais complexa máquina virtual Ethereum (EVM) para a máquina virtual nativa RISC-V, com a expectativa de aumentar significativamente a eficiência dos validadores, mantendo a interoperabilidade com contratos tradicionais.

Essas atualizações irão remodelar o panorama L2. Até 2030, o roadmap do Ethereum, centrado em Rollups genéricos, irá se integrar em duas direções dentro de um alcance:

• Rollup Alinhado: Prioriza a implementação de uma profunda integração com Ethereum (, como ordenação compartilhada, verificação nativa ), aproveitando ao máximo a liquidez do L1, minimizando as suposições de confiança. Esta relação é mutuamente benéfica, permitindo que o Rollup Alinhado obtenha diretamente combinabilidade e segurança do L1.

• Rollup de desempenho: prioriza a taxa de transferência e a experiência do usuário em tempo real, às vezes utilizando camadas alternativas de disponibilidade de dados (DA ) ou participantes autorizados ( como ordenadores centralizados, pequenos comitês de segurança / múltiplas assinaturas ), mas ainda utiliza Ethereum como camada de liquidação final para obter credibilidade ( ou para promoção de mercado ).

Ao projetar essas soluções Rollup, cada equipe deve ponderar os seguintes três aspectos:

• Aquisição de liquidez: como obter e utilizar liquidez no Ethereum e em outras soluções Rollup possíveis? Qual é a importância da composibilidade em nível síncrono ou atômico?

• Fonte segura: até que ponto a liquidez transferida do Ethereum para o Rollup deve herdar diretamente a segurança do Ethereum ou depender do fornecedor do Rollup?

• Desempenho de execução: qual é a importância da compatibilidade com a Ethereum Virtual Machine ( EVM )? Dada a ascensão de alternativas como SVM e contratos inteligentes populares em Rust, a compatibilidade com EVM continuará a ser importante nos próximos cinco anos?

Polarização na linhagem Rollup

Os projetos Rollup estão gradualmente se concentrando em dois extremos. De um lado estão os Rollups de alto desempenho, que podem oferecer a maior capacidade de processamento e experiência do usuário (, alta largura de banda, baixa latência ), mas com um baixo grau de acoplamento com o L1 do Ethereum; do outro lado estão os Rollups alinhados ao Ethereum (, como Rollups baseados em L1, Rollups nativos, Rollups ultrassônicos ), que aproveitam ao máximo a segurança, os dados e o mecanismo de consenso do Ethereum, priorizando a descentralização, a segurança e a neutralidade confiável, mas que, devido às limitações de design do L1, sacrificam parte do desempenho. Os Rollups que estão na zona intermediária e tentam equilibrar os dois podem ter dificuldade em competir, e eventualmente se inclinarão para um dos extremos, enfrentando o risco de serem eliminados.

O Rollup no canto superior esquerdo da tabela foca no desempenho: eles podem usar ordenadores centralizados, redes de disponibilidade de dados alternativas ( e redes DA ) ou otimizações específicas de aplicação para alcançar através de uma taxa de transferência muito superior a L2( como MegaETH). Alguns Rollups focados em desempenho tendem a alinhar-se mais à direita (, por exemplo, adotando tecnologias baseadas em pré-confirmação rápida como Puffer UniFi e Rise, visando o "objetivo ideal" no canto superior direito ), mas sua determinística final ainda depende das normas do L1. Em contraste, os Rollups no canto inferior direito maximizam a alinhamento com Ethereum: integram ETH profundamente nas taxas, transações e DeFi; solidificam a ordenação de transações e/ou verificação de provas no L1; e priorizam a combinabilidade em vez da velocidade bruta (. Por exemplo, Taiko está se desenvolvendo nessa direção, mas também explora pré-confirmações permissivas para otimizar a experiência do usuário ). Até 2030, eu prevejo que muitos L2 "moderados" ou se inclinarão para um dos padrões acima, ou enfrentarão o risco de serem eliminados. Usuários e desenvolvedores tenderão a escolher ambientes de alta segurança e alinhados com Ethereum ( para cenários DeFi de alto risco e combináveis ), ou redes de alta escalabilidade, personalizadas para aplicações de usuários em massa (. O roteiro de Ethereum para 2030 estabelece as bases para esses dois caminhos.

"A definição de 'alinhamento' é controversa e ainda não há consenso. Para este relatório, o acima é uma breve análise do 'desempenho' em relação ao 'alinhamento'. Os gráficos anteriores foram elaborados com base nesta definição e podem não ser aplicáveis a outras interpretações de 'alinhamento'.

) Por que a zona intermediária vai desaparecer?

O efeito de rede impulsionará o mercado a se concentrar em menos e maiores núcleos. Em mercados como o das criptomoedas, onde o efeito de rede desempenha um papel dominante, pode acabar formando um padrão dominado por poucos vencedores, assim como vemos no campo das CEX. Devido ao efeito de rede que se concentra nas vantagens centrais de uma cadeia, o ecossistema tende a se integrar em poucas plataformas de "maximização de desempenho" e "maximização de segurança". Um Rollup que apenas atinge um desempenho medíocre em alinhamento ou desempenho com Ethereum pode, no final, não conseguir a segurança de um, nem a usabilidade do outro.

À medida que a tecnologia Rollup amadurece, a atividade econômica será estratificada com base na "segurança necessária" e no "custo de obtenção de segurança". Cenários que não podem suportar riscos de liquidação ou governança, como DeFi em nível institucional, grandes cofres em cadeia, mercados de colaterais de alto valor, etc., podem se concentrar na cadeia que herda a proteção de segurança e neutralidade completas do Ethereum ### ou na própria L1 do Ethereum (. Por outro lado, cenários de aplicação voltados para o público ), como memes, negociação, redes sociais, jogos, pagamentos no varejo, etc., se concentrarão na cadeia com a melhor experiência do usuário e o menor custo, que pode precisar de soluções personalizadas para aumento de throughput ou mecanismos de ordenação centralizados. Assim, as cadeias genéricas que têm "velocidade razoável, mas não a mais rápida, segurança aceitável, mas não a melhor" perderão gradualmente seu apelo. Especialmente até 2030, se a interoperabilidade entre cadeias permitir que os ativos fluam livremente entre essas duas categorias de cenários, o espaço de sobrevivência dessa zona intermediária será ainda mais limitado.

Evolução da pilha tecnológica Ethereum

O entire layer base Ethereum ( planejou atualizações significativas desde a execução, liquidação, consenso até a disponibilidade de dados ), visando melhorar a escalabilidade do L1 e se adaptar melhor ao modelo de desenvolvimento centrado em Rollup. As principais melhorias (, como mostrado pelas setas ), aumentarão o desempenho, reduzirão a complexidade e impulsionarão o Ethereum a desempenhar um papel mais direto na operação de Rollup.

( camada de execução

Até 2030, o ambiente de execução atual do Ethereum ), que utiliza uma arquitetura de 256 bits e o design tradicional da Máquina Virtual do Ethereum (EVM) (, poderá ser substituído ou aprimorado por máquinas virtuais mais modernas e eficientes. Vitalik propôs atualizar a Máquina Virtual do Ethereum para uma arquitetura baseada em RISC-V. O RISC-V é um conjunto de instruções modular e simplificado, que promete realizar avanços significativos na eficiência da execução de transações e geração de provas ), aumentando entre 50 e 100 vezes ###. Suas instruções de 32/64 bits podem ser diretamente adaptadas a CPUs modernas e são mais eficientes em provas de zero conhecimento. Para reduzir o impacto das iterações tecnológicas e evitar a estagnação do progresso (, como ocorreu anteriormente quando a comunidade considerou substituir a EVM por eWasm ), está planejada a adoção de um modelo de dupla máquina virtual: manter a EVM para garantir compatibilidade retroativa, enquanto introduz uma nova máquina virtual RISC-V para lidar com novos contratos (, semelhante à solução de compatibilidade do Arbitrum Stylus para contratos WASM + EVM ). Esta medida visa simplificar e acelerar significativamente a camada de execução, ao mesmo tempo que apoia a escalabilidade do L1 e a capacidade de suporte a Rollup.

(# Por que fazer isso?

O design do EVM não considerou a prova de conhecimento zero, portanto, o provador zk-EVM gera uma grande sobrecarga adicional ao simular a transição de estado, calcular a raiz do hash/árvore de hash e processar mecanismos específicos do EVM. Em comparação, a máquina virtual RISC-V adota uma lógica de registrador mais simples, permitindo modelar e gerar provas diretamente, com uma redução significativa nas restrições necessárias. Sua compatibilidade com provas de conhecimento zero pode eliminar etapas ineficientes, como o cálculo de gas e a gestão de estado, beneficiando todos os Rollups que utilizam provas de conhecimento zero: a geração de provas de transição de estado será mais simples, rápida e de baixo custo. Em última análise, atualizar o EVM para a máquina virtual RISC-V pode aumentar a taxa de transferência geral das provas, tornando possível a verificação direta da execução do L2 pelo L1 ), conforme detalhado a seguir (, ao mesmo tempo em que aumenta o limite de taxa de transferência da própria máquina virtual dos Rollups de alto desempenho.

Além disso, isso também irá quebrar o nicho de Solidity/Vyper, expandindo significativamente o ecossistema de desenvolvedores do Ethereum e atraindo a participação de mais comunidades de desenvolvedores populares, como Rust, C/C++ e Go.

) Camada de liquidação

O Ethereum planeja passar de um modelo de liquidação L2 fragmentado para uma estrutura de liquidação unificada e nativa integrada, o que mudará radicalmente a forma como a liquidação de Rollups ocorre. Hoje, cada Rollup precisa implantar contratos de verificação L1 independentes ###, prova de fraude ou prova de validade (, sendo esses contratos altamente personalizados e independentes entre si. Até 2030, o Ethereum pode integrar uma funcionalidade nativa ) proposta chamada EXECUTE, como um validador de execução L2 genérico. O EXECUTE permite que os validadores do Ethereum reexecutem diretamente as transições de estado do Rollup e verifiquem sua correção, essencialmente "solidificando" no nível do protocolo a capacidade de validar qualquer bloco de Rollup.

Esta atualização dará origem ao "Rollup Nativo", que é essencialmente uma fragmentação executável programável ### semelhante ao design da NEAR (. Ao contrário de L2 comuns, Rollups padrão ou Rollups baseados em L1, os blocos do Rollup Nativo são validados pelo próprio motor de execução da Ethereum.

EXECUTE elimina a necessidade de infraestrutura personalizada complexa que é necessária para simular e manter o EVM), como mecanismos de prova de fraude, circuitos de prova de conhecimento zero e "comitês de segurança" de múltiplas assinaturas(, simplificando significativamente o desenvolvimento de Rollups EVM equivalentes, alcançando, em última análise, uma L2 completamente sem confiança que requer quase nenhum código personalizado. Combinado com provadores em tempo real da próxima geração), como Fermah e Succinct(, é possível realizar liquidações em tempo real na L1: as transações Rollup, uma vez incluídas na L1, atingem a finalização imediatamente, sem a necessidade de esperar pela janela de prova de fraude ou pelo cálculo de provas em múltiplos períodos. Ao construir a camada de liquidação como uma infraestrutura compartilhada globalmente, o Ethereum aumenta a neutralidade confiável), permitindo que os usuários escolham livremente seu cliente de validação( e a combinabilidade), sem se preocupar com problemas de prova em tempo real de slots, e a sincronização da combinabilidade é significativamente simplificada(. Todos os Rollups nativos) ou nativos + baseados em L1( usarão a mesma função de liquidação L1, realizando a normalização das provas e a interação conveniente entre fragmentos de Rollup).

( camada de consenso

A cadeia de sinalização do Ethereum ) Beacon Chain ( está sendo reestruturada para a Beam Chain ), com previsão de testes entre 2027-2029, visando atualizar o mecanismo de consenso através de tecnologias de criptografia avançadas (, incluindo capacidades resistentes a quânticos ), melhorando a escalabilidade e o nível de descentralização. Entre as atualizações em seis direções de pesquisa, as características centrais relacionadas a este artigo incluem:

• Janelas de tempo mais curtas, maior rapidez na finalização: Um dos principais objetivos da Beam Chain é aumentar a velocidade de finalização. Reduzir a finalização atual de cerca de 15 minutos sob o mecanismo ###Gasper com 2 épocas, ou seja, 32+32 janelas de 12 segundos ( para 3 janelas de finalização )3SF, 4 janelas de 4 segundos, cerca de 12 segundos (, para finalmente alcançar a finalização de uma única janela )SSF, cerca de 4 segundos (. 3SF+4 janelas de segundos significam que a confirmação final pode ser concluída em até 10 segundos após a transação ser gravada, melhorando significativamente a experiência do usuário para Rollups baseados em L1 e Rollups nativos: O aumento da velocidade dos blocos L1 irá diretamente acelerar a geração de blocos de Rollup. O tempo para incluir transações em blocos é de cerca de 4 segundos ), mais longo em alta carga (, permitindo que a velocidade de blocos de Rollup relacionada aumente em 3 vezes ), embora ainda seja mais lenta que Rollups de desempenho, alternativas de L1 ou pagamentos com cartão de crédito, portanto, o mecanismo de pré-confirmação ainda é muito importante (. Uma finalização L1 mais rápida também pode garantir e acelerar a liquidação: Rollups podem ser concluídos em segundos sobre L1.