Da EIP-7987 ao L1 zkEVM: o caminho de evolução da escalabilidade do Ethereum L1

Quais são as coisas mais importantes para o Ethereum nos próximos cinco anos?

Escalabilidade do L1.

Este mês, Vitalik Buterin e a Fundação Ethereum têm se manifestado fortemente sobre vários tópicos centrais: desde a proposta EIP-7987 (que anteriormente era chamada de EIP-7983 pela comunidade, e o número oficial é EIP-7987) que tenta estabelecer um limite para transações únicas, até a fase experimental oficial do L1 zkEVM, e o aumento do limite de Gas do bloco, todos indicando que a expansão do Ethereum L1 está acelerando e entrando em uma fase de implementação rápida.

Pode-se dizer que, após alcançar resultados faseados no ecossistema L2, o Ethereum já chegou ao ponto de se reorientar para o caminho de escalabilidade do L1 - o Rollup já é rápido o suficiente, mas o L1 pode ser ainda mais leve, mais forte e mais unificado.

Este artigo tenta delinear o contexto técnico por trás desta série de atualizações e discutir brevemente como o plano L1 do Ethereum pode realizar a próxima grande expansão em larga escala.

01、dividir e unir, partir novamente do L2 para o L1

Desde que Vitalik Buterin publicou o "Roteiro Centrado em Rollup" em 2020, o Rollup tornou-se a estratégia central de escalabilidade do Ethereum, dando origem a uma série de projetos L2 como Arbitrum e Optimism, tornando-se aparentemente "o novo continente do Ethereum".

No entanto, o problema do Rollup reside exatamente aqui. Como mencionado no artigo "Compreendendo o ERC-7786: A Ecologia do Ethereum Avançando para a Era da 'Unificação'?", atualmente existem mais de uma centena de L2 em um sentido amplo, o que não apenas fragmenta cada vez mais uma grande quantidade de transações e valor na L2, mas também aumenta o papel do L1 como camada de disponibilidade de dados e liquidação final.

Isso inevitavelmente faz com que o L1 suporte uma pressão operacional cada vez maior, como transações com altas taxas de Gas (como submissões de blobs, validações zkProof) que aumentam significativamente a carga de cálculo e verificação dos nós L1, a expansão contínua do espaço de estado também afeta a eficiência de sincronização dos nós e o custo de armazenamento on-chain, ao mesmo tempo que a volatilidade no tempo de empacotamento de blocos do Ethereum aumenta, o que também traz riscos de segurança e resistência à censura.

Do EIP-7987 ao L1 zkEVM: o caminho da evolução da escalabilidade do Ethereum L1

Fonte: L2Beat

No final das contas, a trajetória de desenvolvimento do L2 nos últimos anos é também uma "história de construir muros" - cada Rollup está cercando seu próprio espaço e construindo uma barreira de liquidez, esforçando-se para manter usuários e ativos dentro de seu próprio ecossistema. Esses altos muros, certamente, geraram eficiência local, mas também enfraqueceram a liquidez e a unidade do Ethereum como uma rede integrada.

Como se costuma dizer, "o que está unido deve se separar, o que está separado deve se unir", o Ethereum está em um ponto de inflexão de um grande ciclo de desagregação de L2 de volta à reconstrução de L1. De certa forma, isso também representa uma correção temporária da fase "centrada em L2":

Tornar a experiência de uso de toda a rede mais parecida com um ecossistema unificado, em vez de um prato partido de várias cadeias desconectadas, significa que, no futuro, a transferência de ativos, o compartilhamento de estados e a troca de aplicações entre L1/L2 devem ser tão suaves e imperceptíveis quanto em uma única cadeia.

É por isso que, desde o Based Rollup até o ePBS e o L1 zkEVM, a equipe de pesquisa de protocolos da Fundação Ethereum e a comunidade de desenvolvedores estão sistematicamente promovendo uma série de otimizações estruturais em nível L1, tentando aumentar a capacidade de execução, a usabilidade e a resiliência contra ataques externos da rede principal, sem sacrificar a segurança e a descentralização.

02, EIP-7987&zkEVM: injetar genes de escalabilidade na rede principal

As duas propostas de reforma de escalabilidade mais discutidas atualmente no mercado são a proposta EIP-7987 e o L1 zkEVM, que representam duas dimensões-chave, desde a otimização do agendamento de recursos até a reestruturação da camada de execução.

1.EIP-7987: Limitar o limite de Gas por transação, aliviar a congestão dos recursos do bloco

Primeiro, é sugerido que o limite de Gas para uma única transação no Ethereum seja definido como 16,77 milhões na proposta EIP-7987, que foi apresentada no início deste mês por Vitalik Buterin e Toni Wahrstätter. A ideia central é estabelecer um limite máximo de 16,77 milhões de Gas para uma única transação (note que este limite não está diretamente relacionado ao limite total de Gas de cada bloco).

Como é bem sabido, na rede Ethereum, cada transação (seja uma transferência ou uma interação com um contrato) requer o consumo de uma certa quantidade de Gas, e a capacidade do Gas Limit de cada bloco Ethereum é fixa, ou seja, o espaço é limitado, o que significa que se o consumo de Gas de uma única transação for excessivo, isso pode facilmente levar à ocupação dos recursos de transação do bloco.

Do EIP-7987 ao L1 zkEVM: o caminho de evolução da escalabilidade do Ethereum L1

Fonte: Github

Por exemplo, algumas transações de alta carga (como a verificação zkProof, implantação de contratos grandes, etc.) muitas vezes consomem a maior parte do espaço do bloco em uma única transação, portanto, a intenção desta proposta é evitar ao máximo operações de alto Gas (como a verificação zkProof ou implantação em larga escala de contratos) que ocupem os recursos do bloco, causando congestionamento na validação dos nós, impactando especialmente o ambiente de execução paralela e a sincronização dos nós leves:

Ao definir um limite, forçar algumas transações super grandes a serem divididas, evitando que uma única transação consuma muitos recursos, e introduzir uma condição restritiva apenas durante o processo de execução da transação — se a transação exceder esse limite antes de entrar no bloco, será rejeitada na fase de validação.

Além disso, não se trata apenas do limite de Gas para transações únicas; ajustes no limite de bloco do Ethereum também estão em andamento. Em 21 de julho, Vitalik Buterin tweetou que "quase exatamente 50% dos stakers votaram a favor de aumentar o limite de Gas do L1 para 45 milhões. O limite de Gas já começou a ser aumentado, e agora está em 37,3 milhões."

Em teoria, a expansão do limite de Gas do bloco realmente aumentará significativamente o desempenho da mainnet Ethereum, mas no passado, a Ethereum tem sido bastante cautelosa em relação a isso, especialmente no contexto de grandes desenvolvimentos em rotas como L2 - ao revisar a expansão do limite de Gas da Ethereum, podemos ver que após a rede Ethereum ter aumentado seu limite de Gas de 8 milhões para 10 milhões em setembro de 2019, até este ano, levou 6 anos para o limite de Gas passar de 8 milhões para 36 milhões.

E este ano, a atitude do ecossistema Ethereum em relação ao Gas Limit tornou-se claramente "agressiva", com a proposta EIP-9698 sugerindo mesmo "aumentar dez vezes a cada dois anos", elevando o Gas Limit para 3,6 bilhões até 2029, cem vezes o atual.

Do EIP-7987 ao L1 zkEVM: o caminho de evolução da escalabilidade do Ethereum L1

Fonte: Etherscan

Esta série de ajustes reflete tanto as considerações reais sobre a pressão de expansão da rede principal do Ethereum, quanto estabelece a base de recursos computacionais para a próxima atualização da camada de execução zkEVM.

2.L1 zkEVM: Provas de zero conhecimento para a reestruturação da arquitetura de execução da mainnet

zkEVM tem sido visto como um dos "fins" para a escalabilidade do Ethereum, com a ideia central de permitir que a rede principal do Ethereum suporte a verificação de circuitos ZK, fazendo com que a execução de cada bloco possa gerar provas de conhecimento zero verificáveis, que podem ser rapidamente confirmadas por outros nós.

As vantagens específicas incluem que os nós não precisam repetir cada transação, apenas verificar o zkProof para confirmar a validade do bloco, ao mesmo tempo que reduz eficazmente a carga dos nós completos, aumenta a amigabilidade para nós leves e validadores cross-chain, e também pode melhorar a fronteira de segurança e a capacidade de resistência à manipulação.

Atualmente, a concepção do L1 zkEVM também está a acelerar a sua implementação. No dia 10 deste mês, a Fundação Ethereum lançou o padrão de prova em tempo real para o L1 zkEVM, como o primeiro passo para a adoção completa da tecnologia de provas de conhecimento zero. A rede principal do Ethereum está a fazer uma transição gradual para um ambiente de execução que suporte o mecanismo de verificação zkEVM.

De acordo com o seu roteiro divulgado publicamente, o zkEVM L1 do Ethereum será lançado dentro de um ano, utilizando a simplicidade do zk-proof para escalar o Ethereum de forma segura, e integrando gradualmente o mecanismo de prova ZK em vários níveis do protocolo Ethereum. Para o Ethereum, esta também é uma prática concentrada de teste de sua reserva tecnológica relacionada e implementação ao longo dos anos.

Isso significa que a mainnet Ethereum não será mais apenas uma camada de liquidação, mas sim uma plataforma de execução com capacidade de auto-validação – o chamado "computador mundial verificável".

De EIP-7987 ao L1 zkEVM: o caminho de evolução da escalabilidade do Ethereum L1

De uma forma geral, se o EIP-7987 melhora a eficiência da execução a nível micro, o L1 zkEVM realiza uma transformação qualitativa na arquitetura macro, com potencial para trazer um aumento de desempenho de 10 a 100 vezes, ao mesmo tempo que reestrutura a "capacidade de captura de valor" da rede principal do Ethereum.

De apenas camada de liquidação, a L1 evoluirá para um motor de execução verificável, assumindo mais conexões de usuários, ativos e liquidez. Além disso, terá mais capacidade para enfrentar diretamente a concorrência de novas blockchains de alto desempenho como Solana e Monad.

Claro, além da própria arquitetura de processamento e execução de transações, o Ethereum também fez inovações abrangentes em mecanismos de gestão e governança de recursos mais amplos.

03, outras estratégias de escalabilidade L1

Além do EIP-7987 e do zkEVM, a Ethereum está a intensificar a atualização de escalabilidade na camada da mainnet a partir de vários módulos subjacentes, construindo gradualmente um ambiente de execução em cadeia de alto desempenho, baixo limiar e forte equidade.

Por exemplo, a Fundação Ethereum está a promover uma otimização de arquitetura chamada ePBS, que planeia separar completamente os papéis de Propositor e Construtor de blocos, com o objetivo de resolver sistematicamente problemas como o desequilíbrio na extração de MEV e o monopólio na construção, fortalecendo assim a equidade, a resistência à censura e a transparência na produção de blocos.

Mais importante ainda, o ePBS está em profunda integração com outro componente chave, o FOCIL - o objetivo central do FOCIL é permitir que nós leves validem blocos e resultados de execução de transações sem a necessidade de manter um estado completo online. Isso, combinado com o ePBS, resultará em um processo de proposta, construção e validação do Ethereum que formará uma clara arquitetura de "separação de poderes", aumentando significativamente a flexibilidade do protocolo.

Ao mesmo tempo, essa combinação também oferece mais possibilidades para cenários como transações privadas, nós leves e carteiras móveis, reduzindo a barreira de entrada. Isso marca a transição gradual do Ethereum para uma "arquitetura de consenso modular", trazendo maior combinabilidade e flexibilidade institucional para sistemas descentralizados.

Outra abordagem de escalabilidade subestimada, mas com grande valor a longo prazo, é a arquitetura de cliente sem estado (Stateless Ethereum). A ideia central é reduzir completamente a dependência dos nós em relação ao "estado da cadeia inteira". Ao introduzir o mecanismo de witness (prova de estado), os nós precisam apenas baixar e validar os dados relacionados às transações atuais, reduzindo significativamente os custos de sincronização e validação.

Para isso, a EF está a desenvolver uma ferramenta de visualização chamada bloatnet.info, que quantifica e demonstra o fardo desigual que a expansão do estado impõe à rede, fornecendo uma base de apoio para futuras limpezas de estado, mecanismos de simplificação e modelos de arrendamento de estado.

Além disso, a equipe de pesquisa do Ethereum anteriormente também se concentrou na proposta Beam, estabelecendo curvas de preço independentes para tipos de recursos como computação, armazenamento e chamadas, com o objetivo de introduzir um mecanismo de precificação de recursos mais detalhado no Ethereum, dedicando-se a transformar o Ethereum de um "sistema de cobrança unidimensional" para um "mercado de recursos multidimensionais", semelhante ao sistema de agendamento de recursos da computação em nuvem tradicional.

04, escrito por último

Para ser honesto, hoje em dia, com a escalabilidade do Rollup se tornando mainstream e a abstração de contas se tornando cada vez mais comum, muitas pessoas podem depositar todas as suas esperanças de escalabilidade no modelo L2 de "execução off-chain + liquidação na mainnet".

Mas a realidade é que a evolução do L1 nunca parou e é insubstituível.

L2 pode suportar mais usuários, liberar espaço de execução, enquanto L1 fornece liquidação unificada, pontos de ancoragem seguros e governança de recursos. Apenas com a evolução colaborativa de ambos é que podemos construir uma verdadeira rede de valor Web3, sustentável, de alto desempenho e globalmente aplicável.

O futuro do Ethereum só poderá avançar para um verdadeiro computador mundial unificado se houver uma co-evolução entre L1 e L2.

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