A Ethereum enfrenta uma crise de "expansão de estado"? Fundação lança três setas para resolver o dilema do armazenamento de nós

Recentemente, a equipa de investigação central da Fundação Ethereum emitiu um aviso claro, indicando que o problema de expansão do estado da rede está a tornar-se um potencial gargalo que ameaça a descentralização fundamental do Ethereum. À medida que as contas, contratos e dados aumentam dia após dia, os custos de armazenamento e sincronização para executar nós completos continuam a subir, podendo levar a uma concentração da rede em poucos operadores de grande escala. Para enfrentar este desafio, a equipa de investigação propôs três principais caminhos tecnológicos: “expiração de estado”, “arquivamento de estado” e “semi-estado”, com o objetivo de aliviar a carga dos nós, garantindo a resistência à censura e a resiliência a longo prazo da rede. Isto não é apenas uma otimização técnica, mas uma batalha crucial para proteger a infraestrutura fundamental que permitirá ao Ethereum suportar a visão de uma “camada de liquidação global”.

Expansão do estado: o “peso doce” por trás do crescimento do Ethereum

Se imaginarmos a rede Ethereum como um computador mundial que nunca para, então o seu “estado” é toda a memória atual desse computador — o saldo exato de cada conta, os dados internos de cada contrato inteligente, e o código subjacente que alimenta milhares de aplicações descentralizadas. É este estado em constante acumulação que sustenta transações diárias no valor de dezenas de bilhões de dólares. No entanto, os investigadores da Fundação Ethereum apontam que este sistema enfrenta um desafio fundamental: o estado só aumenta, nunca diminui.

À medida que medidas como a expansão Layer 2, EIP-4844 e o aumento do limite de Gas impulsionaram o crescimento da atividade na rede, também abriram a torneira do tráfego, acelerando a acumulação de dados de estado. Para operadores de nós em todo o mundo, isso significa que o hardware de armazenamento precisa de atualizações constantes, e os custos de sincronização de novos blocos, incluindo tempo e largura de banda, aumentam dia após dia. Em um artigo detalhado no blog, a fundação alertou que, se esta tendência não for controlada, no final apenas operadores com recursos financeiros e técnicos robustos poderão suportar o custo de executar nós completos.

Este risco potencial de centralização ameaça diretamente os valores centrais do Ethereum: resistência à censura, neutralidade e resiliência. A segurança e o grau de descentralização da rede dependem da ampla distribuição de validadores independentes. Assim, a equipa de investigação está a realizar testes de resistência, tentando identificar pontos críticos: quando o crescimento do estado se tornará um gargalo na capacidade de throughput? Qual o volume de estado que tornará difícil para os nós acompanharem os blocos mais recentes? Os clientes de software começarão a apresentar falhas operacionais em que escala de estado? Essas pesquisas prospectivas destacam a urgência de resolver o problema da expansão do estado.

Problema de expansão do estado do Ethereum e as três principais soluções

Problema essencial: o estado global da rede (contas, dados de contratos) cresce linearmente ao longo do tempo, sem nunca diminuir, elevando os custos de operação dos nós.

Contradição central: cerca de 80% dos dados de estado não são acessados há mais de 1 ano, mas todos os nós completos ainda precisam armazená-los integralmente.

Propostas de três caminhos tecnológicos:

1. Expiração de estado: mover dados de longo prazo não utilizados para fora do “estado ativo”, permitindo que os utilizadores os reativem mediante provas criptográficas. Divide-se em dois modos: “marcar-expirar-reativar” e “expiração por múltiplas eras”.
2. Arquivamento de estado: separar o estado em “dados quentes” (acessados frequentemente) e “dados frios” (arquivados historicamente), garantindo que o desempenho dos nós não degrade com o envelhecimento da cadeia.
3. Semi-estado: os nós armazenam apenas uma parte do estado, enquanto carteiras e clientes leves cacheiam os dados de que precisam, reduzindo a barreira de entrada e a dependência de grandes provedores RPC.

Objetivo comum: reduzir a limitação do desempenho causada pelo estado, diminuir custos de armazenamento e facilitar o acesso aos dados.

O paradoxo da validação sem estado: para onde irá a responsabilidade de armazenamento de dados?

Como parte integrante do roteiro de longo prazo do Ethereum, a “sem estado” permite que validadores verifiquem novos blocos sem manterem o estado completo, o que pode aliviar significativamente a carga de validação e aumentar o throughput da rede. Contudo, a equipa de investigação levantou uma questão profunda: se os validadores não armazenam todo o estado, quem será responsável por guardar esses enormes volumes de dados?

A resposta pode apontar para um grupo mais especializado e centralizado: construtores de blocos, provedores de RPC, buscadores de MEV e operadores de exploradores de blocos. Isto transfere a responsabilidade de armazenar e fornecer dados históricos de uma rede ampla de validadores para uma camada de serviço menor e mais especializada. Embora esta mudança aumente a eficiência, também introduz novos riscos. A equipa de investigação destaca que esta potencial centralização pode dificultar a sincronização, enfraquecer a resistência à censura e tornar a rede mais vulnerável a falhas ou pressões externas de certos provedores de serviço.

Assim, o foco atual da investigação não é simplesmente implementar o sem estado, mas sim projetar uma arquitetura de armazenamento de dados que, durante a transição, mantenha ou até fortaleça a descentralização e a resiliência da rede. Isso exige modelos económicos e protocolos sofisticados para evitar pontos únicos de falha ou monopólios de poder. As três principais vias propostas pela Fundação Ethereum visam justamente resolver este paradoxo, promovendo escalabilidade enquanto preservam os atributos essenciais da rede.

Detalhes das três principais vias: como “desafogar” os nós do Ethereum

Diante do desafio da expansão do estado, a equipa de “consenso sem estado” da Fundação Ethereum não apresentou uma solução única, mas delineou três caminhos possíveis, que podem ser explorados em paralelo ou combinados, cada um abordando o problema sob uma perspectiva diferente.

A primeira via, “expiração de estado”, foca na eliminação de “dados zumbis”. Dados mostram que cerca de 80% do estado não foi acessado nos últimos 12 meses, mas ainda consome recursos. Este método planeja mover esses dados inativos para fora do “conjunto de estado ativo”, semelhante à limpeza de memória de um computador. Quando o utilizador precisar deles novamente, poderá prová-lo por provas criptográficas para “acordar” esses dados. As duas sub-estratégias em consideração — “marcar-expirar-reativar” e “expiração por múltiplas eras” — buscam equilibrar a limpeza de dados com a acessibilidade futura.

A segunda via, “arquivamento de estado”, inspira-se na gestão tradicional de dados com camadas de “quente” e “frio”. Os dados “quentes” (acessados frequentemente) são mantidos num tamanho gerenciável para respostas rápidas, enquanto os “dados frios” (históricos) são arquivados para auditoria e validação. Este design ajuda a manter o desempenho dos nós estável ao longo do tempo, mesmo com o crescimento da cadeia, garantindo uma sincronização eficiente para novos nós e a saúde a longo prazo da rede.

A terceira via, “semi-estado”, é uma estratégia mais gradual e flexível. Permite que os nós armazenem apenas uma parte do estado, enquanto carteiras e clientes leves cacheiam os dados de interesse. Essa abordagem reduz a barreira de hardware para participação na validação, permitindo que mais indivíduos e pequenas organizações operem nós, e assim, promovendo a descentralização ao diminuir a dependência de poucos provedores RPC de grande escala.

Perspectivas futuras: uma evolução protocolar que requer governança comunitária

A Fundação Ethereum afirma claramente que resolver o expansão do estado não é uma “corrida” que o núcleo possa fazer sozinho, mas uma “guerra prolongada” que exige a participação profunda de toda a comunidade. A estratégia atual é dupla: por um lado, avançar com melhorias práticas de impacto imediato, como ferramentas de arquivamento, infraestrutura RPC otimizada e redução da complexidade para operar nós semi-estado; por outro, realizar pesquisas e preparações para mudanças mais profundas na camada de protocolo no futuro.

A equipa de investigação já convidou desenvolvedores, operadores de nós, equipes de infraestrutura e todos os interessados na saúde de longo prazo do Ethereum a fornecer feedback, participar em fóruns e testar novas soluções. Essa postura de colaboração aberta reflete a cultura de governança do Ethereum. É importante notar que a Fundação deixou claro no início do artigo que essas propostas representam apenas as ideias do grupo de pesquisa, não uma posição oficial da fundação, reforçando um ambiente de incentivo à diversidade de opiniões.

Este debate sobre a expansão do estado faz parte de uma comunicação mais ampla da Fundação Ethereum para fortalecer o desenvolvimento de um protocolo de longo prazo. Anteriormente, a fundação anunciou esforços para fazer com que o ecossistema Layer 2 “pareça uma cadeia” através de uma camada de interoperabilidade, além de reorganizar equipes de desenvolvimento, ajustar o tesouro e estabelecer um ritmo de forks semestrais. Todos esses movimentos visam uma evolução sistemática e visionária, enfrentando o desafio de tornar o Ethereum mais “escale” e “sustentável”. Para investidores e construtores de ecossistema, compreender esses gargalos técnicos e suas soluções é mais importante do que seguir emoções de mercado de curto prazo, pois eles determinarão se a fundação desta grande estrutura financeira descentralizada será sólida.