Introdução

Recentemente, a comunidade Ethereum tem estado agitada com discussões sobre um possível aumento do limite de gás. A ideia de aumentar o limite de gás parece intuitiva, pois está alinhada com a demanda dos usuários por maior capacidade de transações e reflete o crescimento natural da capacidade da rede ao longo do tempo. Muitos pesquisadores e membros da comunidade têm expressado forteapoio, argumentando que o Ethereum está pronto para essa mudança e que é um passo oportuno em direção à melhoria direta da escalabilidade do Ethereum.

A proposta também ganhou significativa tração dentro da comunidade em geral. Websites como pumpthegas.orgforam criados pela comunidade para educar noções básicas de aumento do limite de gás e como os validadores podem alterar as configurações de seu nó. Outro site, limite de gás.pics, acompanha ativamente o progresso do suporte dos validadores para um limite de gás mais alto, revelando que 25% dos validadores do Ethereum (até 21 de dezembro de 2024) já ajustaram suas configurações do cliente a favor do aumento. Se mais de 50% dos validadores concordarem em aumentar o limite de gás e modificarem suas configurações do cliente, o limite de gás do Ethereum começará a aumentar e se estabilizará no novo valor aumentado.

(Origem)

É de salientar que esta proposta representa uma distinção em relação ao roadmap centrado no rollup da Ethereum. Ao contrário das recentes melhorias de escalabilidade, tais como EIP-4844 e EIP-7691, que se concentram na escalabilidade do rollup e nas transações de blob, um aumento do limite de gás é uma abordagem de escalabilidade L1.

Embora isso tenha animado algumas partes da comunidade, também levantou preocupações entre os pesquisadores sobre os potenciais riscos aos valores fundamentais do Ethereum, como a descentralização e a segurança. Críticos alertam que tamanhos de bloco maiores em casos extremos poderiam sobrecarregar a camada de consenso e aumentar os requisitos de hardware dos validadores, ameaçando potencialmente a estabilidade da rede.

Este artigo examina as origens da proposta de limite de gás, seu impacto potencial e as considerações técnicas e algumas considerações que fundamentam as discussões em curso.

Uma breve história de propostas para aumentar o limite de gás do Ethereum

A ideia de aumentar o limite de gás do Ethereum tem sido discutida há algum tempo. Durante a AMA Ethereum em janeiro de 2024, Vitalik Buterin sugeriu que aumentar o limite de gás para 40M poderia se alinhar com a Lei de Moore, refletindo a melhoria constante nas capacidades de hardware.

É de notar que a Ethereum não ajustou o seu limite de gás desde abril de 2021 — há mais de três anos — apesar dos avanços significativos em hardware durante este período. Muitos acreditam agora que é hora de a Ethereum considerar estes desenvolvimentos.

Mais recentemente, as propostas têm se concentrado em uma meta mais ambiciosa: dobrar o limite de gás para 60M. Embora isso represente um salto significativo e tenha gerado entusiasmo, também levantou preocupações sobre seus possíveis riscos. 60M é amplamente visto como um objetivo de longo prazo, em vez de um alvo imediato. Em dezembro de 2024, Toni Wahrstätterrecomendou uma abordagem mais cautelosa, defendendo um aumento incremental para 36M de gás - um aumento de 20% - como um primeiro passo mais seguro.

Atualmente, atingir 36M gás é visto como o marco inicial, com quaisquer aumentos adicionais esperados para seguir uma abordagem gradual e passo a passo. A monitorização cuidadosa da rede será essencial para garantir que os valores essenciais do Ethereum de estabilidade e descentralização sejam preservados.

Como pode ser alterado o limite de gás do bloco?

O limite de gás do bloco pode ser aumentado gradualmente sem exigir um fork ou uma alteração nas regras da rede. Em vez disso, os validadores modificam suas opções de configuração, permitindo compatibilidade retroativa e permitindo ajustes periódicos e flexíveis com base no consenso da comunidade.

Contrariamente ao que se pensa, o limite de gás do bloco Ethereum não está fixo em 30M. O proponente do bloco pode ajustá-lo ligeiramente dentro de certos limites. Especificamente, o limite de gás de um bloco pode mudar até 1/1024 do limite de gás do bloco anterior. Por exemplo, se o limite de gás do bloco atual for de 30 milhões, ele pode aumentar para 30M + 30M X (1 / 1024) = 30.029.296 no próximo bloco.

O código abaixo demonstra o comportamento padrão dos nós do Ethereum no cliente geth: se o limite de gás de um novo bloco estiver dentro da faixa aceitável em relação ao bloco pai, será considerado válido.

Se os proponentes consecutivos de bloco concordarem em aumentar o limite, o limite de gás pode aumentar continuamente. Por exemplo, atingir o primeiro marco de 36M - um aumento de 20% - levaria aproximadamente log(1,2) / log(1025/1024) = 187 blocos = 38 minutos, no caso ideal, pressupondo consenso entre os validadores. Uma vez que mais de 50% dos validadores concordem, o aumento pode acontecer rapidamente.

Quais efeitos podemos esperar ao aumentar o limite de gás?

Vamos começar com alguns dos efeitos mais previsíveis de um aumento do limite de gás. Aumentar a capacidade do bloco tornaria mais fácil lidar com as demandas atuais da blockchain, resultando em taxas de gás mais baixas.

A curto prazo, essa redução nas taxas de gás pode resultar em menos ETH sendo queimado sob o EIP-1559mecanismo, aumentando temporariamente a emissão líquida do Ethereum. Uma tendência semelhante foi observada após o EIP-4844, quando drasticamente reduzidodisponibilidade de dados(DA) as taxas para rollups levaram a uma diminuição na queima de ETH. O mesmo efeito poderia ocorrer com um aumento no limite de gás, contribuindo ainda mais para a inflação a curto prazo.

A longo prazo, no entanto, taxas mais baixas provavelmente irão incentivar maior atividade na rede, à medida que mais usuários podem pagar pelas transações. Essa atividade aumentada pode impulsionar o efeito de rede do Ethereum, atraindo mais DApps e promovendo uma adoção mais ampla. À medida que o Ethereum se torna mais integral para aplicações descentralizadas e sistemas financeiros, é provável que o ETH seja usado com mais frequência como moeda. O aumento resultante no uso do ETH poderia, por sua vez, impulsionar ainda mais o crescimento na atividade da rede, criando um ciclo de feedback positivo para o ecossistema do Ethereum.

A construção de novos dapps pode ser possível após o aumento do gás

Além de taxas de gás reduzidas e melhoria no fluxo de transações, aumentar o limite de gás em um único bloco pode desbloquear possibilidades totalmente novas. Embora um aumento moderado para 36M possa não levar a mudanças significativas, um salto maior para 60M poderia permitir novos tipos de dapps e transações que anteriormente eram limitados pelo limite de gás de 30M. Certas operações, que quase preenchem ou excedem o limite de gás atual de 30M, podem ser executadas de maneira mais eficiente ou se tornarem viáveis pela primeira vez após a mudança.

Por exemplo, transações que requerem gás substancial, como a criação em massa de NFTs, distribuição de tokens em larga escala ou atividades de DAO, frequentemente se aproximam ou excedem o limite de gás atual de 30M. Essas transações geralmente são fragmentadas em vários blocos, levando a ineficiências, atrasos e possíveis explorações. Um exemplo específico mostrado na figura abaixo é uma transação de criação em massa de NFTs, consumindo mais de 28M de gás.

Hash da transação: 0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee

Aumentar o limite de gás do bloco para 60M permitiria que essas operações fossem concluídas dentro de um único bloco, garantindo a execução atômica. Isso garante que toda a operação tenha êxito ou falhe, evitando conclusões parciais e garantindo justiça para os participantes, reduzindo também as oportunidades de manipulação.

Além de otimizar os casos de uso existentes, um limite de gás mais alto poderia abrir caminho para DApps inovadores que exigem operações computacionalmente intensivas. Por exemplo, aplicações de IA on-chain, como treinamento ou inferência de modelos em pequena escala, poderiam se tornar viáveis com limites de gás mais altos. Da mesma forma, contratos inteligentes mais complexos, como jogos totalmente on-chain ou mecanismos de governança sofisticados, poderiam prosperar em um ambiente de maior capacidade. Esses avanços poderiam expandir a funcionalidade e o apelo do Ethereum, tornando o ecossistema mais versátil.

Em muitos casos, duplicar o limite de gás poderia ter mais do que um benefício proporcional, uma vez que reduziria a fragmentação e desbloquearia possibilidades inteiramente novas que anteriormente eram impraticáveis.

O que significa aumentar o limite de gás para o trilema do blockchain?

Aumentar o limite de gás é fundamentalmente um esforço para melhorar a escalabilidade do Ethereum. No contexto do trilema blockchain, alcançar uma maior escalabilidade frequentemente ocorre à custa de descentralização ou segurança. É por isso que a proposta de aumentar o limite de gás tem despertado algum ceticismo, com preocupações de que possa levar à centralização ao aumentar os requisitos de validação ou enfraquecer a segurança ao degradar a estabilidade da camada de consenso.

No entanto, os defensores argumentam que isso não se trata de comprometer a descentralização ou a segurança para aumentar a escalabilidade. Em vez disso, eles o enquadram como alavancar melhorias no desempenho do hardware, conforme descrito pela lei de Moore, para expandir a capacidade total da blockchain. Nessa visão, o 'triângulo' do trilema da blockchain poderia ser aumentado, já que o hardware moderno permite uma capacidade geral maior sem necessariamente degradar as propriedades principais do Ethereum.

Para avaliar se este é verdadeiramente o caso, é essencial examinar cuidadosamente os riscos potenciais de aumentar o limite de gás. As considerações sobre a descentralização podem incluir requisitos de hardware do validador aumentados e sofisticação das estratégias de MEV (Valor Maximal Extraível). Em termos de segurança, devemos considerar o aumento do tamanho máximo do bloco no pior caso, o tempo de execução das transações, que pode afetar a taxa de slots bifurcados ou perdidos.

Aumento do limite de gás e tamanhos de bloco

Aumentar o limite de gás num único bloco permite incluir mais calldata, o que afeta o tamanho do bloco no pior cenário. Atualmente, o tamanho máximo de bloco que pode ser alcançado ao preencher um bloco com calldata sem sentido é de cerca de 1.8MB, e com seis blobs, o tamanho total dos dados propagados em um único slot pode chegar a 2,58MB. Um limite de gás mais alto aumentaria o tamanho desse bloco no pior caso, potencialmente levando a problemas na camada peer-to-peer (P2P) que os nós de rede usam para se comunicar.

O tamanho do bloco no pior cenário pode sobrecarregar os clientes de consenso na camada P2P. Quando o limite de gás excede 40M, o tamanho do bloco no pior cenário poderia ultrapassar as limitações construídaspara comportamentos padrão do cliente, causando falhas em alguns clientes ao propor ou propagar blocos corretamente. Isso torna crítico abordar essas restrições antes de aumentar significativamente o limite de gás.

Esperançosamente, o EIP-7623 oferece uma solução ao ajustar o preço do calldata para disponibilidade de dadostransações, o que poderia reduzir o tamanho do bloco no pior cenário de 2.58MB para aproximadamente 1.2MB. A adoção do EIP-7623 seria necessária para garantir a estabilidade do consenso para quaisquer futuros aumentos do limite de gás.

Da mesma forma, o tamanho real do bloco — o tamanho dos blocos normalmente preenchidos com dados de transação — está correlacionado com a probabilidade de slots reorganizados ou perdidos. A análise dos dados dos slots (#9526972 a #10351782) revela que, para blocos menores, há pouca diferença na distribuição do tamanho do bloco entre slots incluídos e slots reorgados/perdidos. No entanto, à medida que os blocos crescem (por exemplo, acima de 0,25MB), a probabilidade de reorganizações ou slots perdidos aumenta.

Essa correlação pode ser resultado de fatores como o aumento do tempo de execução das transações ou comportamentos padrão P2P, e não apenas do tamanho do bloco. Embora a relação observada destaque riscos potenciais, ela não estabelece causalidade.

Em resumo, embora o aumento do tamanho do bloco possa afetar a estabilidade da slot, o tamanho do bloco no pior caso é especialmente crítico para garantir a robustez da camada P2P. Aumentos futuros no limite de gás devem ser acompanhados por mudanças como as propostas emEIP-7623para mitigar esses riscos de forma eficaz.

Aumento do limite de gás e tempo de execução

Uma vez que o aumento do limite de gás permite que mais transações sejam incluídas no bloco, o tempo de execução das transações também aumentaria. Se o aumento será crítico ou não depende dos slots bifurcados ou perdidos, representando a estabilidade geral do consenso.

O gráfico abaixo ilustra que, à medida que mais gás é usado num bloco, o tempo de execução tende a aumentar. Um aumento de 20% no limite de gás deve prolongar ligeiramente os tempos de execução, mas o impacto exato é difícil de prever. O tempo de execução nem sempre é diretamente proporcional ao limite máximo de gás ou ao uso de gás. No entanto, se fizermos uma suposição conservadora de proporcionalidade com base no gráfico, um aumento de 400 a 500ms no tempo de execução parece plausível.

Agora, vamos examinar a relação entre o tempo de execução e os slots bifurcados ou perdidos.

A caixa vermelha da figura da esquerda destaca que os slots com tempos de execução superiores a 4.000ms estão muito mais propensos a ser reorganizados ou perdidos em comparação com os slots com tempos de execução mais curtos. Embora a maioria dos slots reorganizados ou perdidos ocorra dentro de 1.000–3.000ms (indicando uma fraca correlação entre o tempo de execução e a probabilidade de reorganização nessa faixa), os blocos na caixa vermelha mostram uma probabilidade significativamente maior de reorganizações quando os tempos de execução excedem 4.000ms. A figura da direita reforça isso, mostrando que os slots com tempos de execução acima de 4.000ms têm uma taxa de reorganização ou perda mais de três vezes maior do que aqueles com menos de 4.000ms, enfatizando o impacto de tempos de execução muito altos na estabilidade.

As exigências de hardware do validador serão afetadas por um aumento do limite de gás?

Uma das principais preocupações dos validadores ao aumentar o limite de gás é o tamanho de armazenamento dos nós validadores em operação. Em dezembro de 2024, um nó validador tem cerca de 1,5 a 1,6 TB para manter todo o histórico e estado. O aumento do limite de gás irá acelerar o crescimento histórico e o crescimento do estado.

Em 2020 e 2021, o requisito para executar um nó validador era de 2TB SSD. No entanto, quando o histórico e os dados do estado atingem 1,8TB, os validadores que usam 2TB devem substituir seu SSD por um SSD de 4TB. Embora o preço do SSD de 4TB agora e o SSD de 2TB de 3 anos atrás sejam quase os mesmos, cerca de 250$, a substituição em si significa custos de manutenção e dificuldades técnicas.

(Origem)

Um limite de gás de 36M pode não ser grande coisa aqui. Mas se o limite de gás aumentar para 60M ou mais, os nós validadores teriam que trocar constantemente seu hardware, acumulando custos de manutenção e ameaçando a propriedade de descentralização.

Quando o EIP-4444 for adotado - previsto para lançamentos de clientes até maio de 2025 - o crescimento histórico pode cessar, proporcionando mais espaço para um aumento do limite de gás. No entanto, sem o EIP-4444, o crescimento histórico pode ser o próximo gargalo ao aumentar o limite de gás.

Um análiseO relatório do crescimento do estado por Storm Slivkoff indica que o crescimento do estado também é um gargalo potencial, mas as taxas atuais - cerca de 2,62 GiB por mês - são gerenciáveis, com hardware moderno sustentando o crescimento por uma década. Os requisitos de memória crescem com o tamanho do estado, e um aumento no limite de gás para 60M aceleraria isso, exigindo potencialmente 2-4,7 GiB de RAM adicionais por ano. Embora uma configuração de RAM de 64 GiB forneça um buffer confortável por enquanto, o crescimento sustentado poderia tornar as atualizações mais frequentes.

Espera-se que melhorias futuras, como as tentativas de Verkle e a expiração do estado, facilitem esse fardo, mas a monitorização cuidadosa continua essencial.

O que significa um aumento no limite de gás para o MEV?

Outro fator que poderia afetar a descentralização é o impacto do aumento dos limites de gás nos ganhos do MEV (Valor Máximo Extraível) para validadores. À medida que o MEV tem ganhado destaque, surgiram preocupações sobre disparidade de rendimentosentre validadores sofisticados que utilizam estratégias avançadas de MEV e pequenos stakers independentes. Esta diferença de rendimento poderá agravar as pressões de centralização, uma vez que os validadores com mais recursos e experiência dominam os ganhos. Para lidar com isso, mecanismos como Separação Proprietário-Construtor(PBS) eQueima de MEVestão sendo discutidos ativamente dentro da comunidade Ethereum, com o objetivo de equalizar a renda dos validadores.

Em teoria, um aumento do limite de gás permite que mais transações sejam incluídas em um único bloco, potencialmente amplificando as disparidades de renda relacionadas ao MEV. Embora o MEV Boost tenha mitigado parcialmente esse problema ao permitir que detentores solo capturem uma parte das recompensas do MEV, os dados sobre a disparidade de renda dos validadores permanecem inconclusivos. Isso se deve aos desafios em definir transações de MEV e rastrear com precisão os ganhos, especialmente em cenários complexos, como estratégias de MEV entre plataformas cruzadas.centralized exchanges (CEX) and decentralized exchanges (DEX). No entanto, esses cenários são relativamente raros, já que a maioria das MEV surge de estratégias no topo do bloco.

Além disso, um limite de gás mais alto poderia permitir estratégias de MEV mais sofisticadas e intensivas em recursos. Embora raras, existem instâncias de bots de MEV executando transações altamente complexas que consomem quase todo o limite de gás do bloco. Por exemplo, uma transação de botFoi observado o uso de mais de 18M de gás, realizando várias trocas e operações de liquidez dentro de um único bloco. À medida que o limite de gás aumenta, tais estratégias podem se tornar mais comuns, potencialmente ampliando a lacuna entre validadores sofisticados e participantes menores.

Conclusão

A discussão em torno do aumento do limite de gás do Ethereum apresenta uma oportunidade emocionante para impulsionar a escalabilidade, reduzir as taxas de transação e permitir dapps inovadores que foram anteriormente limitados pelas limitações atuais. Embora um limite de gás mais alto possa aprimorar a escalabilidade, reduzir as taxas de transação e permitir novos tipos de dapps, isso também levanta importantes preocupações sobre a descentralização, requisitos de validação e estabilidade da rede. Questões como o crescimento do estado e do histórico, tempo de execução e disparidades de MEV destacam a necessidade de consideração cuidadosa e monitoramento de dados empíricos.

No final, o sucesso de um aumento do limite de gás dependerá da capacidade do Ethereum de equilibrar essas compensações. Soluções como EIP-7623, PBS (Proposer-Builder Separation), and MEV Burndemonstrar a abordagem proativa da rede para lidar com riscos potenciais. Com uma implementação cuidadosa, um limite de gás mais alto tem o potencial de desbloquear a próxima fase de crescimento do Ethereum.

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