Discussão sobre a disputa do limite de gás do Ethereum: quais são os prós e contras de aumentar o limite para Blocos, validadores e ganhos de MEV?

Aumentar o limite de gás fundamentalmente para melhorar a escalabilidade do Ethereum.

Escrito por: Seongwan Park

Compilado por: Glendon, Notícias do Techub

A comunidade Ethereum tem se concentrado recentemente em um tópico popular: aumentar o limite de gás. A ideia de aumentar o limite de gás parece bastante razoável, pois atende à demanda dos usuários por maior capacidade de transação e reflete a tendência natural de crescimento da capacidade de rede ao longo do tempo. Muitos pesquisadores e membros da comunidade expressaram forte apoio a isso, considerando que o Ethereum está prontamente preparado para essa mudança e a veem como uma medida oportuna para melhorar diretamente a escalabilidade do Ethereum.

A proposta também tem suscitado amplo interesse na comunidade, com sites criados pela comunidade, como pumpthegás.org, visando a divulgação de conhecimento básico sobre o aumento do limite de gás e como os validadores podem alterar as configurações de seus nós. Outro site, Gaslimit.pics, está rastreando ativamente o progresso do suporte dos validadores ao aumento do limite de gás - os dados mostram que, até 21 de dezembro de 2024, 25% dos validadores do Ethereum ajustaram suas configurações de cliente para mostrar apoio. Uma vez que mais de 50% dos validadores concordem em aumentar o limite de gás e alterar suas configurações de cliente, o limite de gás do Ethereum começará a aumentar e, eventualmente, se estabilizará no novo valor-alvo.

É importante notar que esta proposta difere do roadmap centrado no rollup da Ethereum, ou seja, das recentes melhorias de escalabilidade (como EIP-4844 e EIP-7691), que se concentram na extensão do rollup e nas transações blob, enquanto aumentar o limite de gás é um método de extensão de camada L1 (Techub News note que o limite de gás de bloco Ethereum se refere ao número máximo de operações que podem ser incluídas num bloco, este limite é medido pelo valor de gás).

Embora esta discussão tenha animado parte da comunidade, também levantou preocupações dos pesquisadores sobre os potenciais riscos para os valores fundamentais da descentralização e segurança do Ethereum. Os críticos alertam que, no pior dos cenários, tamanhos de bloco maiores podem pressionar a camada de consenso e aumentar os requisitos de hardware do validador, potencialmente ameaçando a estabilidade da rede.

Estas preocupações são infundadas? Este artigo explora a breve história da proposta de aumento do limite de gás do Ethereum, o impacto potencial e os aspectos técnicos e considerações em discussão.

Breve Histórico da Proposta de Aumento do Limite de Gas do Ethereum

Na verdade, a ideia de aumentar o limite máximo de gasolina do Ethereum tem sido discutida há algum tempo. Durante o AMA do Ethereum em janeiro de 2024, Vitalik Buterin, co-fundador do Ethereum, sugeriu aumentar o limite máximo de gasolina para 40 milhões (atualmente, o limite máximo de gasolina do Ethereum é de 30 milhões), o que está de acordo com a Lei de Moore e reflete o constante avanço da capacidade de hardware.

Vale ressaltar que, desde abril de 2021, o Ethereum não ajustou seu limite de gás, apesar do progresso significativo no hardware durante esse período. Como resultado, muitos membros da comunidade agora acreditam que é hora do Ethereum considerar esses desenvolvimentos.

Recentemente, uma proposta foi feita com o ambicioso objetivo de dobrar o limite de gás para 60 milhões. Claro, 60 milhões é considerado principalmente um objetivo a longo prazo, em vez de imediato. Em dezembro de 2024, Toni Wahrstätter sugeriu adotar uma abordagem mais cautelosa, defendendo inicialmente o aumento do limite de gás para 36 milhões (um aumento de 20%) como o primeiro passo mais seguro.

Portanto, o aumento do limite máximo de gasolina do Ethereum para 36 milhões é considerado um marco inicial, qualquer aumento adicional seguirá um método gradual e por etapas.

Como ajustar o limite superior de gás de bloco?

O limite superior de gás do bloco pode ser aumentado gradualmente sem a necessidade de bifurcação ou alteração das regras de rede. Em vez disso, os validadores realizam ajustes regulares e flexíveis, compatíveis com versões anteriores, modificando suas opções de configuração de acordo com o consenso da comunidade.

Ao contrário do que se pensa, o limite máximo de gás do bloco Ethereum não está fixado em 30 milhões. Os proponentes do bloco podem fazer pequenos ajustes dentro de certos limites. Mais especificamente, o limite máximo de gás de um bloco pode ser alterado em 1/1024 do limite máximo de gás do bloco anterior. Por exemplo, se o limite máximo de gás do bloco atual for de 30 milhões, ele pode ser aumentado para “30.000.000 + 30.000.000 × (1 / 1024) = 30.029.296” no próximo bloco.

O código abaixo mostra o comportamento padrão dos nós Ethereum no cliente geth: se o limite de gás de um novo bloco estiver dentro do intervalo aceitável em relação ao seu bloco pai (Parent Block), ele será considerado válido.

Se os proponentes de blocos consecutivos concordarem em aumentar o limite, o limite de gás pode continuar a aumentar. Por exemplo, idealmente (supondo que os validadores cheguem a um consenso), atingir o marco inicial de 36 milhões (crescimento de 20%) levaria aproximadamente “log(1.2) / log(1025/1024) = 187 blocos”, ou 38 minutos. Uma vez que mais de 50% dos validadores concordem, o aumento pode ser alcançado rapidamente.

Aumentar o limite de gás terá algum impacto?

Vamos dar uma olhada em alguns dos efeitos relativamente previsíveis do aumento do limite superior de gás. O aumento da capacidade do bloco tornará mais fácil lidar com as demandas atuais da blockchain, reduzindo assim as taxas de gás.

Num curto prazo, a diminuição das taxas de gás de acordo com o mecanismo EIP-1559 pode levar a uma redução na quantidade de ETH destruída, aumentando temporariamente a emissão líquida do Ethereum. Uma tendência semelhante ocorreu após o EIP-4844, quando os custos de disponibilidade de dados de rollup (DA) diminuíram drasticamente, resultando em uma redução na quantidade de ETH destruída. Aumentar o limite máximo de gás também pode ter o mesmo efeito, agravando ainda mais a inflação de curto prazo.

No entanto, a redução de custos pode encorajar mais atividades na rede a longo prazo, pois mais usuários podem arcar com as taxas de transação. Essa atividade aumentada pode impulsionar o efeito de rede do Ethereum, atraindo mais DApps e promovendo adoção mais ampla. Conforme o Ethereum se torna uma parte indispensável dos sistemas DApp e DeFi, a frequência de uso do ETH como moeda pode aumentar. O aumento resultante no uso de ETH pode, por sua vez, impulsionar ainda mais o crescimento das atividades da rede, criando um ciclo de feedback positivo para o ecossistema Ethereum.

Após o aumento do limite superior de gás para ###, será possível construir novos DApps

Além de reduzir o gás e melhorar o fluxo de transações, o aumento do limite de gás por bloco pode desbloquear novas oportunidades. Embora um aumento moderado para 36 milhões não necessariamente traga mudanças significativas, um salto maior para 60 milhões pode tornar possíveis novos tipos de DApps e transações que anteriormente eram limitados pelo limite de gás de 30 milhões. Isso ocorre porque certas operações que quase preenchem ou excedem o limite atual de 30 milhões de gás podem ser executadas de forma mais eficiente ou se tornarem viáveis pela primeira vez após a alteração.

Por exemplo, transações que requerem uma grande quantidade de gás (como a cunhagem em massa de NFTs, airdrops em larga escala de tokens ou atividades de DAO) geralmente se aproximam ou excedem o limite atual de 30 milhões de gás. Essas transações geralmente são dispersas em vários blocos, resultando em eficiência reduzida, atrasos nas transações e possíveis vulnerabilidades. Um exemplo específico mostrado na figura abaixo é a transação de cunhagem em massa de NFTs, que consome mais de 28 milhões de gás.

Hash de transação: 0xf99bdd89f7e3186e63d71a4a3ffb53cb5cd1c3190ce3771c966f2a82b3346bee

Ao aumentar o limite de gás do bloco para 60 milhões, esse tipo de operação pode ser concluído em um único bloco, garantindo a execução atômica. Isso garante que a operação como um todo seja bem-sucedida ou falhe, evitando a conclusão parcial, garantindo a equidade dos participantes e reduzindo as oportunidades de manipulação.

Além de otimizar os casos de uso existentes, um limite de gás mais alto também pode abrir caminho para DApps inovadores que requerem operações intensivas em computação. Por exemplo, com um limite de gás mais alto, aplicativos de IA on-chain (como treinamento ou inferência de modelos em pequena escala) podem se tornar viáveis. Da mesma forma, contratos inteligentes mais complexos (como jogos totalmente on-chain ou mecanismos de governança complexos) podem prosperar em um ambiente de maior capacidade. Esses avanços têm o potencial de expandir as capacidades e a atratividade do Ethereum, tornando o ecossistema mais diversificado.

Assim, em muitos casos, duplicar o limite de gás pode trazer mais benefícios, pois pode reduzir a fragmentação e desbloquear algumas novas possibilidades.

O aumento do limite de gás significa o que para o dilema do “não pode ser resolvido” na blockchain?

Aumentar o limite máximo de gás é fundamental para melhorar a escalabilidade do Ethereum. Diante do dilema do ‘triângulo impossível’ da blockchain, alcançar uma maior escalabilidade muitas vezes vem com o sacrifício da descentralização ou segurança. É por isso que a proposta de aumentar o limite máximo de gás levanta algumas preocupações, pois as pessoas temem que isso possa levar à centralização, aumentando os requisitos para os validadores, ou enfraquecer a segurança, diminuindo a estabilidade da camada de consenso.

No entanto, os apoiantes argumentam que isto não é sacrificar a descentralização ou a segurança em prol da escalabilidade. Pelo contrário, descrevem-no como a expansão da capacidade total da blockchain aproveitando as melhorias de desempenho de hardware descritas pela Lei de Moore. Nesta perspetiva, o “triângulo impossível” do dilema pode expandir, uma vez que o hardware moderno permite uma capacidade total maior sem comprometer as propriedades fundamentais do Ethereum.

Para avaliar se isso é verdade, é necessário examinar cuidadosamente os riscos potenciais de aumentar o limite de gás. Os fatores a serem considerados em relação à descentralização podem incluir requisitos de hardware mais rigorosos para os validadores, bem como a complexidade das estratégias de MEV. Em termos de segurança, devemos considerar o aumento do tamanho do bloco no pior cenário, o tempo de execução das transações, que afetarão a taxa de bifurcação ou perda de slots.

Gás limite aumentado e tamanho do bloco

O aumento do limite de gás em um único bloco permite mais dados de chamada, o que afeta o tamanho do bloco no pior cenário. Atualmente, o tamanho máximo do bloco que pode ser alcançado preenchendo-o com dados de chamada sem sentido é de aproximadamente 1,8 MB, enquanto o uso de seis blobs pode atingir um tamanho total de dados propagados em um único slot de 2,58 MB. Um limite de gás mais alto aumentará o tamanho do bloco no pior cenário, o que pode causar problemas na camada de pares (P2P) usada para comunicação na rede.

Esta situação pode colocar pressão nos clientes de consenso da camada P2P. Quando o limite de gás excede os 40 milhões, o tamanho do bloco no pior cenário pode exceder as restrições incorporadas no comportamento padrão do cliente, resultando em alguns clientes incapazes de propor ou propagar corretamente o bloco. Portanto, é crucial resolver essas restrições antes de aumentar significativamente o limite de gás.

Esperamos que a EIP-7623, ao ajustar o preço dos dados de chamada (calldata) nas transações de disponibilidade de dados, forneça uma solução que possa reduzir o tamanho do bloco no pior cenário de 2.58MB para cerca de 1.2MB. Portanto, acreditamos que a adoção da EIP-7623 será necessária para garantir a estabilidade do consenso em qualquer aumento futuro do limite de gás.

Da mesma forma, o tamanho real do bloco (geralmente o tamanho do bloco preenchido com dados de transações) está relacionado à probabilidade de reagrupamento ou omissão de slots. A análise dos dados do slot (#9526972 至 #10351782) mostra que, para blocos menores, a distribuição do tamanho do bloco entre os slots incluídos e os slots reagrupados / omitidos é muito pequena. No entanto, à medida que o bloco aumenta (por exemplo, acima de 0,25 MB), a probabilidade de reagrupamento ou omissão de slots aumenta.

Essa correlação pode ter origem em fatores como o aumento do tempo de execução de transações ou comportamentos P2P padrão, em vez de apenas no tamanho do bloco em si. Embora o risco potencial tenha sido destacado pela relação observada, não há uma relação causal estabelecida.

Em resumo, embora o aumento do tamanho do bloco afete a estabilidade do slot, o tamanho do bloco no pior cenário é especialmente importante para garantir a robustez da camada P2P. No futuro, o aumento do limite de gás deve ser acompanhado por alterações propostas, como no EIP-7623, para mitigar efetivamente esses riscos.

Gás limite superior aumentado e tempo de execução

Devido ao aumento do limite de gás, mais transações podem ser incluídas nos blocos, o que também aumentará o tempo de execução das transações. Se esse aumento é crítico depende do fork ou do slot perdido, o que representa a estabilidade do consenso geral.

A figura abaixo mostra que, à medida que mais gás é usado no bloco, o tempo de execução aumenta. Espera-se que um aumento de 20% no limite máximo de gás aumente ligeiramente o tempo de execução, mas o impacto específico 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 proporção com base no gráfico, um aumento de 400 a 500 milissegundos no tempo de execução parece razoável.

Agora, vamos discutir a relação entre tempo de execução e bifurcação ou falha de slot.

O retângulo vermelho na figura acima enfatiza que os slots com tempo de execução superior a 4000 milissegundos são mais propensos a reorganizações ou omissões em comparação com os slots de tempo de execução mais curto. Embora a maioria das reorganizações ou omissões de slots ocorram entre 1000 e 3000 milissegundos (indicando uma correlação mais fraca entre tempo de execução e probabilidade de reorganização dentro desse intervalo), o bloco na caixa vermelha mostra que a probabilidade de reorganização é significativamente maior quando o tempo de execução excede 4000 milissegundos. Outro gráfico mostra que a taxa de reorganização ou omissão de slots com tempo de execução superior a 4000 milissegundos é mais de três vezes maior do que a de slots com menos de 4000 milissegundos, o que destaca ainda mais o impacto significativo do tempo de execução muito alto na estabilidade do sistema.

O aumento do limite de gás afetará os requisitos de hardware do validador?

Ao aumentar o limite de gás, os validadores estão principalmente preocupados com o tamanho de armazenamento do nó validador. Até dezembro de 2024, um nó validador terá aproximadamente 1,5 a 1,6 TB de espaço de armazenamento para manter todos os dados históricos e de estado. O aumento do limite de gás acelerará o crescimento dos dados históricos e de estado.

Em 2020 e 2021, executar um nó validador requer um SSD de 2TB. No entanto, quando os dados históricos e de estado chegam a 1.8TB, os validadores que utilizam SSD de 2TB precisam trocá-lo por um de 4TB. Embora o preço do SSD de 4TB agora seja quase o mesmo que o do SSD de 2TB há três anos, cerca de 250 dólares, a troca em si implica custos de manutenção e dificuldades técnicas.

O limite de gás de 36 milhões pode não ser um grande problema. Mas se o limite de gás aumentar para 60 milhões ou mais, os validadores terão que continuar a trocar hardware, acumulando custos de manutenção e ameaçando a natureza descentralizada.

Quando o EIP-4444 for adotado (com o objetivo de lançar clientes antes de maio de 2025), o crescimento dos dados históricos pode parar, proporcionando mais espaço para o aumento do limite de gás. No entanto, se não houver EIP-4444, o crescimento dos dados históricos pode ser o próximo obstáculo para aumentar o limite de gás.

A análise de Storm Slivkoff sobre o crescimento do estado mostra que o crescimento do estado é também um gargalo potencial, mas a taxa atual de crescimento (cerca de 2,62 GiB por mês) é gerenciável e o hardware moderno pode suportar um crescimento de dez anos. A demanda de memória aumenta com o aumento do tamanho do estado, e aumentar o limite de gás para 60 milhões acelerará esse processo, exigindo possivelmente 2-4,7 GiB adicionais de RAM por ano. Embora a configuração atual de 64 GiB de RAM forneça espaço de buffer suficiente, o crescimento contínuo pode tornar as atualizações mais frequentes.

Espera-se que melhorias futuras, como árvores Verkle e expiração de estado, aliviem esse fardo, mas a monitorização cuidadosa ainda é muito importante.

O aumento do limite de gas significa o quê para o MEV?

Outro fator que pode afetar a descentralização é o impacto do aumento do limite de gás nos ganhos dos validadores de MEV (Valor Máximo Extraível). À medida que a importância do MEV se destaca cada vez mais, surgem preocupações sobre a disparidade de receitas entre validadores complexos que usam estratégias avançadas de MEV e pequenos apostadores independentes. Essa disparidade de receitas pode agravar a pressão centralizadora, já que os validadores com mais recursos e conhecimentos especializados assumirão a liderança. Para resolver esse problema, a comunidade Ethereum está discutindo ativamente mecanismos como Proposers - Builders Separation (PBS) e destruição de MEV, com o objetivo de equilibrar os ganhos dos validadores.

Em teoria, o aumento do limite de gás permite que um único bloco contenha mais transações, o que pode agravar a diferença de receita relacionada ao MEV. Embora o MEV Boost tenha aliviado parcialmente esse problema, permitindo que os validadores independentes capturem parte das recompensas do MEV, ainda não há consenso sobre os dados da diferença de receita dos validadores. Isso ocorre devido aos desafios na definição das transações MEV e no rastreamento preciso dos ganhos, especialmente em cenários complexos como estratégias MEV em exchanges centralizadas (CEX) e descentralizadas (DEX). No entanto, esses cenários são relativamente raros, pois a maioria do MEV vem de estratégias no topo do bloco.

Por outro lado, limites de gás mais altos também podem levar a estratégias de MEV mais complexas e intensivas em recursos. Embora raro, há de fato robôs de MEV executando transações altamente complexas, quase consumindo todo o limite de gás do bloco. Por exemplo, foi observada uma transação de robô que usou mais de 18 milhões de gás, realizando várias trocas e operações de liquidez em um único bloco. Com o aumento do limite de gás, essas estratégias podem se tornar mais comuns, potencialmente ampliando a lacuna entre validadores estabelecidos e participantes menores.

Conclusão

A discussão em torno do aumento do limite de gás do Ethereum oferece uma oportunidade emocionante para impulsionar a escalabilidade, reduzir as taxas de transação e criar novas possibilidades para os DApps que estão limitados atualmente. No entanto, esse tópico também levanta preocupações profundas sobre descentralização, requisitos de validadores e estabilidade da rede. O crescimento do estado e dos dados históricos, a extensão do tempo de execução e as diferenças de MEV destacam a necessidade de considerar cuidadosamente e monitorar dados empíricos.

No final, o sucesso em aumentar o limite de gás depende de como a Ethereum equilibra habilmente esses fatores complexos. Soluções como EIP-7623, Proposta - Construtor Separado (PBS) e destruição de MEV mostraram a postura proativa da rede em lidar com riscos potenciais, e, por meio de um planeamento e execução cuidadosos, é possível desbloquear a próxima fase de crescimento da Ethereum com um limite de gás mais alto.