"Ethereum 2.0 se refere a um conjunto de atualizações interconectadas que tornarão o Ethereum mais escalável, mais seguro e mais sustentável. Essas atualizações estão sendo construídas por várias equipes de todo o ecossistema Ethereum." Fonte: Ethereum

O protocolo do Ethereum lançado em 2015 teve um sucesso incrível. Mas a comunidade Ethereum sempre soube que algumas atualizações importantes seriam necessárias para desbloquear todo o potencial do Ethereum. A alta demanda está aumentando as taxas de transação que tornam o Ethereum caro para o usuário médio, o espaço em disco necessário para rodar um cliente do Ethereum está crescendo rapidamente, e o algoritmo de consenso com Prova-de-Trabalho (Proof-of-Work - PoW) que mantém o Ethereum seguro e descentralizado tem um grande impacto ambiental.

O que é comumente referido como Eth2 é um conjunto de atualizações que abordam esses problemas e mais, a transição da Prova de Trabalho (PoW) para a Prova de Participação (Proof-of-Stake - PoS) e o aumento de centenas de vezes da capacidade de transações por segundo. Este conjunto de atualizações foi originalmente chamado de 'Serenity' e tem sido uma área ativa de pesquisa e desenvolvimento desde 2014.

Agora que a tecnologia está pronta, essas atualizações farão a nova arquitetura do Ethereum para torná-lo mais escalável, seguro e sustentável - para tornar a vida melhor para os usuários existentes e atrair novos. Tudo isso preservando o valor essencial da descentralização da Ethereum. Isso significa que não será uma virada de chave abrupta para Eth2, as melhorias serão enviadas de forma incremental ao longo do tempo.

Essas atualizações incluem a criação de uma nova cadeia chamada Beacon Chain e de até 64 cadeias conhecidas como Shards.
Eles são separados da rede principal do Ethereum que usamos hoje, mas não a substituirão. Em vez disso, a rede principal será acoplada ou 'mesclada' com este sistema paralelo que está sendo adicionado ao longo do tempo.
Em outras palavras, o Ethereum que usamos hoje irá eventualmente incorporar todos os recursos que buscamos na visão do Eth2.

Roteiro:
Fase 0 - Beacon Chain (dezembro de 2020) lançada e funcionando;
Fase 1 - Shard Chain (2021) em breve;
Fase 1.5 - O "Docking" (encaixe) (2022)
Fase 2 - ainda pouco claro (o foco crescente em rollups pode tornar essa fase desnecessária)

Vamos entender o que cada um um significa:

Prova de Trabalho (Proof-of-Work ou PoW)

É o mecanismo que permite que a rede Ethereum descentralizada chegue a um consenso ou chegue a um acordo sobre coisas como saldos de contas e a ordem das transações. Isso evita o risco do "gasto duplo" aos usuários e suas moedas, e garante que o blockchain do Ethereum seja incrivelmente difícil de atacar ou sobrescrever.

Prova de Trabalho e Mineração

Prova de Trabalho é o algoritmo subjacente que define a dificuldade e as regras para o trabalho dos mineradores. A mineração é o próprio "trabalho", é o ato de adicionar blocos válidos à cadeia. Isso é importante porque o comprimento da cadeia ajuda a rede a localizar o blockchain do Ethereum válido e entender o estado atual dele. Quanto mais "trabalho" é feito, mais longa a cadeia e quanto mais alto o número do bloco, mais certeza a rede pode ter sobre o estado atual das coisas.

Prova de Participação (Proof-of-Stake ou PoS)

É um tipo de mecanismo de consenso usado por redes blockchain para alcançar consenso distribuído.
Exige que os usuários apostem seu ETH para se tornarem um validador na rede. Os validadores são responsáveis ​​pelas mesmas coisas que os mineradores na prova de trabalho: ordenar transações e criar novos blocos para que todos os nodes (nós) possam concordar sobre o estado da rede.
A Prova de Participação vem com uma série de melhorias quando comparada ao sistema de prova de trabalho:
* Melhor eficiência energética - você não precisa usar muita energia na mineração dos blocos;
* Menores barreiras de entrada, requisitos de hardware reduzidos - você não precisa de equipamento de elite para ter uma chance de criar novos blocos;
* Imunidade mais forte à centralização - a prova de participação deve levar a mais nodes na rede
* Suporte mais forte para Shard Chain (cadeias de fragmentos) - uma atualização importante no dimensionamento da rede Ethereum.

Além disso, com a prova de participação, o sistema é mantido seguro pelo fato de que você precisaria de 51% do total de ETH depositado para fraudar o blockchain. E o valor depositado na sua participação é reduzido quando identificado o comportamento malicioso.

O Beacon Chain irá apresentar a Prova de Participação para o Ethereum. Esta é uma nova maneira de ajudar a manter o Ethereum seguro, pense nisso como um bem público que tornará o Ethereum mais saudável e renderá mais ETH no processo. Na prática, isso envolverá você depositar o ETH para ativar o software validador*. Como validador, você processará transações e criará novos blocos na cadeia. Saiba que implantar e se tornar um validador é mais fácil do que a mineração (como a rede é protegida atualmente), e espera-se que isso ajude a tornar o Ethereum mais seguro no longo prazo. Afinal, quanto mais pessoas participarem da rede, mais descentralizada e protegida contra ataques ela se tornará.
*Um node validador em um sistema de Prova de Participação é responsável por armazenar dados, processar transações e adicionar novos blocos ao blockchain. Para se tornar um validador completo na rede, você precisará depositar 32 ETH. Se você não tem muitos, ou não está disposto a apostar tanto, você pode entrar em pools de participação como o da Lasso Finance. Esses pools permitem que você aposte menos e ganhe frações das recompensas totais.

O Beacon Chain, a princípio, existirá separadamente da rede principal do Ethereum que usamos hoje. Mas, eventualmente, eles serão conectados, o plano é “encaixar” a rede principal no sistema de Prova de Participação que é controlado e coordenado pelo Beacon Chain.

Destaques importantes sobre o Beacon Chain:

- Ele não muda nada sobre o Ethereum que usamos hoje;

- Ele vai coordenar a rede;

- Ele apresenta a Prova de Participação para o ecossistema do Ethereum.

Há mais uma mudança importante para a atualização Eth2: o Shard Chain (cadeias de fragmentos).

O Shard Chain será a segunda parte da atualização do Eth2, ele vai aumentar a capacidade da rede e melhorar a velocidade das transações, estendendo a rede para 64 blockchains. O Beacon Chain é uma primeira etapa importante na introdução do Shard Chain, porque ele exige a Prova de Participação para funcionar com segurança.

Eventualmente, o Beacon Chain também será responsável por atribuir aleatoriamente quais nodes irão validar cada Shard Chain. Essa é a chave para dificultar que haja conspiração entre nodes e tentativas de assumir o controle de um Shard (fragmento). Assim, eles terão chances de menos de 1 em um trilhão de conseguir fazer isso.

Os Shard Chains só podem entrar com segurança no ecossistema do Ethereum com um mecanismo de consenso de Prova de Participação em vigor. O Beacon Chain introduzirá o depósito com participação, abrindo caminho para a atualização do Shard Chain que se seguirá.

Sobre o "Docking" (encaixe) da rede principal com o Ethereum 2.0:
* Eventualmente, a rede principal do Ethereum irá se "encaixar" ao resto das atualizações do Eth2;
* O encaixe irá mesclar a rede principal "Eth1" com o Beacon Chain do Eth2 e o sistema de fragmentação (Shard Chain);
* Isso marcará o fim da Prova de Trabalho (PoW) para o Ethereum e a transição completa para a Prova de Participação (PoS).
* Você pode reconhecer isto como "Fase 1.5" nos roteiros técnicos.

"É provável que o ecossistema do Ethereum faça uma grande aposta em rollups como uma estratégia de escalonamento para o futuro próximo." Vitalik Buterin

Rollups são um tipo de solução de escalonamento da camada 2 (layer 2) que agrupa várias transações e as envia para o blockchain do Ethereum em uma transação única. Isso permite reduções nos custos das taxas (gas) e aumentos na capacidade de transações. Existem rollups de dois tipos: Optimistic (otimista) e ZK - Zero Knowledge (conhecimento zero), que usam métodos de segurança diferentes para oferecer esses ganhos de escalabilidade.

  • O Beacon Chain foi ao ar em 1 de dezembro de 2020.

  • A introdução de shard chains, a segunda atualização, é esperada em 2021.

  • O docking é quando o mainnet se transforma em um shard. Isso virá após uma implementação bem-sucedida de cadeias de fragmentos.

Como as atualizações se encaixam? O Ethereum 2.0 não é uma migração ou uma coisa única, ele descreve um conjunto de atualizações em andamento para desbloquear o verdadeiro potencial do Ethereum. É assim que todos eles se encaixam:

Em conclusão, o importante hoje é: entender a diferença entre Prova de Trabalho e Prova de Participação, saber que o Beacon Chain foi lançado e está funcionando, além de que a transição para Ethereum 2.0 já começou. Além da importância dos nodes validadores e uma visão geral de como tudo isso funciona, os benefícios e as razões pelos quais tudo isso está acontecendo.