Introdução

Recentemente, a comunidade Ethereum tem estado agitada com discussões sobre um potencial aumento do limite de gás. A ideia de aumentar o limite de gás parece intuitiva, pois está alinhada com a demanda do usuário por maior throughput de transações e reflete o crescimento natural da capacidade da rede ao longo do tempo. Muitos pesquisadores e membros da comunidade têm expressado forte suporte, argumentando que o Ethereum está pronto para essa mudança e que é um passo oportuno para aprimorar diretamente a escalabilidade do Ethereum.

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

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

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

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

Uma breve história das 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 o AMA do Ethereum em janeiro de 2024, Vitalik Buterin sugeriu que aumentar o limite de gás para 40M poderia estar alinhado com a Lei de Moore, refletindo a melhoria constante nas capacidades de hardware.

É notável que o Ethereum não ajustou seu limite de gás desde abril de 2021 — há mais de três anos — apesar dos avanços significativos em hardware durante este período. Muitos agora acreditam que é hora de o Ethereum levar em conta esses 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 potenciais 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 primeiro passo mais seguro.

Atualmente, atingir 36M de gás é visto como o marco inicial, com quaisquer aumentos futuros esperados a seguir uma abordagem gradual e passo a passo. Monitoramento cuidadoso da rede será essencial para garantir que os valores fundamentais da Ethereum, estabilidade e descentralização, sejam preservados.

Como o limite de gás do bloco pode ser alterado?

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

Ao contrário do que se acredita, o limite de gás do bloco do Ethereum não é fixado em 30M. O proponente do bloco pode ajustá-lo ligeiramente dentro de certos limites. Especificamente, o limite de gás de um bloco pode mudar em até 1/1024 do limite de gás do bloco anterior. Por exemplo, se o limite de gás do bloco atual for 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 Ethereum no cliente geth: se o limite de gás de um novo bloco estiver dentro da faixa aceitável em relação ao bloco pai, ele será considerado válido.

Se os proponentes de blocos consecutivos 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, assumindo consenso entre os validadores. Quando mais de 50% dos validadores concordam, o aumento pode ocorrer rapidamente.

Quais efeitos podemos esperar ao aumentar o limite de gás?

Vamos começar com alguns dos efeitos mais previsíveis de um aumento no limite de gás. Aumentar a capacidade do bloco tornaria mais fácil lidar com as demandas atuais da blockchain, levando a taxas de gás mais baixas.

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

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

Construir novas dapps pode ser possível após o aumento do gás

Além de taxas de gás reduzidas e fluxo de transações aprimorado, aumentar o limite de gás em um único bloco pode desbloquear possibilidades completamente 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 antes eram limitados pelo limite de gás de 30M. Certas operações, que quase preenchem ou excedem o limite de gás atual de 30M, poderiam ser executadas de maneira mais eficiente ou se tornarem viáveis pela primeira vez após a mudança.

Por exemplo, transações que exigem bastante gás, como cunhagem em lote de NFT, airdrops de tokens em larga escala ou atividades de DAO, geralmente se aproximam ou excedem o limite atual de gás de 30M. Essas transações geralmente são fragmentadas em vários blocos, o que leva a ineficiências, atrasos e possíveis explorações. Um exemplo específico mostrado na figura abaixo é uma transação de cunhagem em lote de NFT, 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 em um único bloco, garantindo execução atômica. Isso garante que a operação inteira seja bem-sucedida ou falhe, evitando conclusões parciais e garantindo justiça para os participantes, reduzindo as oportunidades de manipulação.

Além de otimizar 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 podem expandir a funcionalidade e o apelo do Ethereum, tornando o ecossistema mais versátil.

Em muitos casos, dobrar o limite de gás pode ter mais do que um benefício proporcional, pois reduziria a fragmentação e desbloquearia possibilidades totalmente 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 do blockchain, alcançar uma maior escalabilidade muitas vezes vem com o custo de descentralização ou segurança. É por isso que a proposta de aumentar o limite de gás tem gerado algum ceticismo, com preocupações de que isso possa levar à centralização ao aumentar os requisitos do validador 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 apresentam como aproveitamento das melhorias no desempenho do hardware, conforme descrito pela lei de Moore, para expandir a capacidade total do blockchain. Nessa visão, o “triângulo” do trilema do blockchain poderia ser ampliado, 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 em um único bloco permite incluir mais calldata, o que afeta o tamanho máximo do bloco no pior caso. Atualmente, o tamanho máximo do bloco que pode ser alcançado preenchendo um bloco com calldata sem sentido é de aproximadamente 1,8 MB, e com seisbolhas, o tamanho total de dados propagados em um único slot pode alcançar 2,58 MB. Um limite de gás mais alto aumentaria esse tamanho de 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 máximo do bloco pode sobrecarregar os clientes de consenso na camada P2P. Quando o limite de gás excede 40M, o tamanho máximo do bloco pior caso poderia supere as restrições construídasem comportamentos padrão do cliente, causando falhas em alguns clientes ao propor ou propagar blocos corretamente. Isso torna crítico resolver essas restrições antes de aumentar significativamente o limite de gás.

Esperançosamente, EIP-7623 oferece uma solução ajustando o preço de calldata paradisponibilidade de dadostransações, o que poderia reduzir o tamanho máximo do bloco de 2,58 MB para aproximadamente 1,2 MB. A adoção do EIP-7623 seria necessária para garantir a estabilidade do consenso para quaisquer futuros aumentos no limite de gás.

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

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

Em resumo, embora aumentos no tamanho do bloco possam impactar 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 em EIP-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, que representam a estabilidade geral do consenso.

O gráfico abaixo ilustra que, à medida que mais gás é usado em um bloco, o tempo de execução tende a aumentar. Espera-se que um aumento de 20% no limite de gás prolongue 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 400-500ms 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 na figura da esquerda destaca que os slots com tempos de execução superiores a 4.000ms são muito mais propensos a serem 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 ao mostrar 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 abaixo de 4.000ms, enfatizando o impacto dos tempos de execução muito altos na estabilidade.

Os requisitos de hardware do validador serão afetados por um aumento no 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. Até dezembro de 2024, um nó validador possui 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 históricoe ocrescimento do estado.

Em 2020 e 2021, o requisito para executar um nó validador era de 2TB SSD. No entanto, quando os dados de histórico e 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.

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O limite de gás de 36M pode não ser um grande problema aqui. Mas se o limite de gás aumentar para 60M ou mais, os nós validadores teriam que ficar substituindo seu hardware, acumulando o custo de manutenção, ameaçando a propriedade de descentralização.

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

Um análiseO crescimento do estado, de acordo com 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 aumentam com o tamanho do estado, e um aumento no limite de gás para 60M aceleraria isso, potencialmente exigindo 2-4,7 GiB de RAM adicional por ano. Embora uma configuração de RAM de 64 GiB forneça um buffer confortável por enquanto, o crescimento constante pode tornar as atualizações mais frequentes.

Melhorias futuras como tentativas Verkle e expiração de estado são esperadas para aliviar esse fardo, mas monitoramento cuidadoso ainda é essencial.

O que significa um aumento do limite de gás para o MEV?

Outro fator que pode afetar a descentralização é o impacto do aumento dos limites de gás nos ganhos de MEV (Valor Máximo Extraível) para validadores. À medida que o MEV tem ganhado destaque, surgiram preocupações sobre disparidade de rendaentre validadores sofisticados que usam estratégias avançadas de MEV e pequenos stakers solitários. Essa diferença de renda pode agravar as pressões de centralização, já que validadores com mais recursos e expertise dominam os ganhos. Para lidar com isso, mecanismos como Separação de Proprietário-Construtor (PBS) e Queima de MEVestão sendo ativamente discutidos dentro da comunidade Ethereum, que visam equalizar a renda do validador.

Em teoria, um aumento do limite de gás permite que mais transações sejam incluídas em um único bloco, potencialmente ampliando as disparidades de renda relacionadas ao MEV. Embora o MEV Boost tenha mitigado parcialmente esse problema, permitindo que os apostadores individuais capturem uma parte das recompensas do MEV, os dados sobre a disparidade de renda do validador 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.exchanges centralizadas (CEX) e exchanges descentralizadas (DEX)No entanto, esses cenários são relativamente raros, pois a maioria do 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 casos 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 empolgante para impulsionar a escalabilidade, reduzir as taxas de transação e permitir dapps inovadores que anteriormente eram 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, ele também levanta preocupações importantes sobre descentralização, requisitos de validadores e estabilidade da rede. Questões como crescimento do estado e do histórico, tempo de execução e disparidades de MEV destacam a necessidade de consideração cuidadosa e monitoramento de dados empíricos.

Em última análise, o sucesso de um aumento do limite de gás dependerá da capacidade do Ethereum de equilibrar essas compensações. Soluções como EIP-7623, PBS (Separação de Propositor e Construtor) e Queima de MEVdemonstrar 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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