Ethereum

Artigo de Guilherme Barbosa, selecionado através do Fluxo de Informação e Globalização da ShapeShift DAO em 28/11/2021.

Em 2013, Vitalik Buterin estava fascinado com a tecnologia do Bitcoin e via muito potencial na tecnologia utilizada por Satoshi para desenvolvê-lo. Porém, o desenvolvedor não apenas intencionava replicar a tecnologia, mas torná-la mais sofisticada e inserir mais funções no seu uso.

A partir de sua ideia, Vitalik, junto do time de desenvolvedores construiria um dos mais importantes marcos tecnológicos no universo das cripto: a Ethereum. Junto de mentes como Gavin Wood - fundador da Polkadot e Kusama - e Charles Hoskinson - CEO da Cardano - , os programadores construíram uma infraestrutura computacional descentralizada para construir e executar contratos inteligentes, sobre os quais podem ser desenvolvidos e implementados aplicativos descentralizados.

Apesar de fazer parte do dia a dia de muitos criptonativos atualmente, estas ideias foram tidas em 2014.

Para conseguir colocar em prática a criação desta nova blockchain, Vitalik lançou em 2013 o whitepaper da Ethereum, explicando suas intenções no desenvolvimento da Ethereum. Em 2014, Gavin Wood publicou o yellowpaper contendo todas as informações técnicas e fórmulas matemáticas explicando como a tecnologia funcionaria e as maneiras encontradas pelos desenvolvedores iriam utilizar para implementá-las. Meses depois, a Ethereum promoveu um dos primeiros ICOs de criptoativos: interessados em investir no projeto, dariam aos desenvolvedores BTC e, em troca, receberiam ETH. Conseguiram arrecadar 14 milhões de dólares.

ICO da Ethereum. 1 BTC nesta época valia ~560 dólares. Fonte: Ethereum

Todo o dinheiro arrecadado no ICO permitiria aos desenvolvedores da Ethereum a irem em frente com a implementação de sua ideia. Em julho de 2015, a primeira versão de seu software seria lançada, chamada Frontier.

Analisando esta primeira versão, viram-se muitas semelhanças em relação ao Bitcoin. A Ethereum prezou igualmente pela transparência, imutabilidade, publicidade e formação de consenso através da prova de trabalho. Desse modo, as características basilares da blockchain do Bitcoin foram mantidas. Porém, a ideia dos desenvolvedores com a criação da Ethereum não era tão somente elaborar mais uma blockchain para processamento de transações, mas sim desenvolver uma computação on-chain.

Em virtude da blockchain do Bitcoin não ter este fim, sua linguagem de programação - conhecida como Script - não consegue processar códigos dotados de grande complexidade. Essa limitação era intencional, para manter a rede robusta e focada no processamento das transações dos usuários.

Desse modo, a Ethereum desenvolveu soluções internas para prover um ambiente seguro para transformá-la em uma infraestrutura computacional para criação e implementação de aplicações. Para compreendê-la melhor, necessário entender alguns conceitos.

EVM - Ethereum Virtual Machine

A Máquina Virtual da Ethereum é um dos principais componentes para o funcionamento da Ethereum: é um computador virtual que transformas suas ideias em código e as implementa na blockchain. Com o uso de máquinas virtuais tradicionais oferecidas no mercado, como a Virtual Box da Oracle, o usuário consegue usufruir de todos os benefícios de uma infraestrutura de ponta sem necessariamente possui-lo, somente conectando-se a um acesso remoto.
Tratando-se da EVM, esta age como um processador global ou, ainda, um computador que empresta seu poder de processamento para os desenvolvedores. Os desenvolvedores, em troca, usam seus recursos para criar contratos inteligentes e aplicativos descentralizados.

Outro ponto importante e discutido na comunidade é sobre a Ethereum - e por consequência, a EVM - serem considerados Turing Completo. Isto decorre da ideia da Máquina de Turing, concebida por Alan Turing. A máquina idealizada pelo cientista conseguiria replicar qualquer instrução dada a ela por código, executando todas as tarefas dadas a ela de maneira confiável e correta. Mesmo sendo apenas uma criação hipotética, o conceito de Turing Completo pode ser adaptado e compreendido para diferenciação de tecnologias.

Em análise, o Bitcoin é definido como Turing Incompleto. A limitação no desenvolvimento de aplicações dentro de sua blockchain em função de sua linguagem de programação - Script - impossibilita-o de executar tarefas complexas.

Por outro lado, a Ethereum é considerado como Turing Completo. Utilizando a Ethereum Virtual Machine e sua linguagem de programação nativa de alto nível - Solidity -, desenvolvedores interessados em criar aplicações tem poder computacional e infraestrutura suficiente para implementar códigos e programas complexos sobre a infraestrutura da Ethereum.

Com o uso destes mecanismos/tecnologias, a Ethereum tornou-se tornou-se capaz de prover o idealizado em seu whitepaper: a computação on-chain.

Contratos Inteligentes e Dapps

Como foi falado, a intenção inicial com a Ethereum foi permitir a qualquer pessoa criar e implementar aplicações descentralizadas em sua blockchain. Os dapps - aplicativos descentralizados - utilizam a EVM para processamento dos códigos criados pelos desenvolvedores. Mas, como estes são desenvolvidos? A partir de contratos inteligentes.

Falamos detalhadamente sobre eles aqui. Em palavras simples, podem ser definidos como uma série de comandos pré-definidos, os quais não dependem de terceiros para serem executados. A sua execução depende apenas da programação criada por seu desenvolvedor. Além disso, os contratos inteligentes são implementados sobre blockchains, sendo a Ethereum uma das mais utilizadas como infraestrutura para tal.

Dapps podem ter as mais diversas aplicabilidades.

Com o boom em DeFi nos últimos 2 anos, houve um crescimento exponencial no uso e desenvolvimento de aplicações descentralizadas. A criação de dapps que replicam instrumentos financeiros tradicinais, jogos play2earn, coleções de NFTs, integrações de tecnologias do mundo rel utilizando a infraestrutura da Ethereum, nos demonstrou a densidade das possibilidades do uso de programação para a construção de contratos inteligentes.

Funcionamento da Ethereum

A princípio, a blockchain da Ethereum detém várias similaridades em seu funcionamento em relação a do Bitcoin. Esta, armazena suas informações como um livro razão, ou seja, um conjunto com todas as operações realizadas entre os usuários. Em contrapartida, a Ethereum baseia-se em contas, realizando o rastreio do estado de cada uma delas. A alteração de seu estado é compreendido como transferência de valor e/ou informação de uma conta a outra. Dessa forma, dois tipos de conta são identificados na Ethereum:

• Conta de Propriedade Externa - EOA (Externally Owned Account) - controlado por chaves privadas
• Conta de Contrato - controlada por interações com o contrato, mas apenas habilitadas por uma Conta de Propriedade Externa

As Contas de Propriedade Externa podem ser compreendidas como as wallets dos usuários e as Contas de Contrato, os contratos inteligentes de um dapp. Assim, com as chaves privadas das carteiras, os usuários conseguem executar a programação dos contratos. Contudo, sem ela, estes permanecem inativos, pois dependem de uma interação externa para exercer sua função.

Ao interagir com um contrato inteligente, os usuários necessitam pagar uma taxa ditada pela blockchain da Ethereum. Estas taxas detém o mesmo objetivo das existentes no Bitcoin: evitar que usuários maliciosos consigam fraudar transações ou derrubar a rede com ataques DDoS, por exemplo. A diferença, é que na Ethereum as taxas poderão tornar-se mais altas a depender da complexidade do código presente no contrato inteligente, enquanto no Bitcoin, fatores que irão aumentar o valor da taxa serão apenas a valorização do BTC e o uso em escala da rede.

As taxas da rede da Ethereum são chamadas gas, definidas na unidade gwei e pagas em ETH.

Utilizando as taxas como mecanismo de proteção, fica claro que a Ethereum usa o mesmo mecanismo para inserção de novos blocos e a validação dos existentes: a Prova de Trabalho - proof of work -. Dessa maneira, os nós participantes da rede são responsáveis pelo processamento de todas as informações incluídas nos blocos e obtém recompensas em ETH por dispender força computacional para realizar estas tarefas.

Porém, logo a Ethereum não utilizará mais o PoW.

Nos últimos anos tem-se discutido muito sobre a dificuldade na escalabilidade da Ethereum. Atualmente, simples transações P2P utilizando sua infraestrutura tem o custo de 20 dólares, enquanto o uso de contratos inteligentes complexos como os encontrados em protocolos DeFi como Tornado Cash podem passar de 400 dólares.

Além disso, há uma discussão ambiental ao redor do Proof of Work. Muitas organizações internacionais têm insistido no impacto negativo da mineração no meio ambiente, principalmente porque algumas empresas especializadas utilizam combustíveis fósseis para gerar energia a suas mineradoras.

Apesar de não ser motivo suficiente para alteração do mecanismo de formação do consenso de uma das maiores infraestruturas de computação descentralizada atualmente, é de levar-se em conta a pressão das instituições e da sociedade para essa mudança.

Assim, visando solucionar as limitações impostas a blockchains baseadas no PoW, os desenvolvedores da Ethereum estão implementando a chamada Ethereum 2.0, que começará a utilizar o Proof of Stake - ou Prova de Participação -.

Faremos um artigo explicando detalhadamente as mudanças adotadas na Ethereum 2.0 e os impactos em sua blockchain.

Mas e ai, qual sua opinião sobre a Ethereum? Conte-nos nos comentários !