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Última atualização da página: 14 de março de 2024

Áreas ativas de pesquisa do Ethereum

Um dos principais pontos fortes do Ethereum é ele está sendo constantemente aprimorado por meio de uma comunidade ativa de pesquisa e engenharia. Muitas pessoas entusiasmadas e capacitadas em todo o mundo gostariam de se dedicar a questões pendentes no Ethereum, mas nem sempre é fácil descobrir quais são essas questões. Esta página descreve as principais áreas de pesquisa ativas como um guia aproximado da tecnologia de ponta do Ethereum.

Como funciona a pesquisa no Ethereum

A pesquisa no Ethereum é aberta e transparente, e incorpora os princípios de Ciência Descentralizada (DeSci)(opens in a new tab). A cultura é tornar as ferramentas e os resultados de pesquisa tão abertos e interativos quanto possível, por exemplo, por meio de notebooks executáveis. A pesquisa no Ethereum avança rapidamente, com novas constatações publicadas e discutidas abertamente em fóruns como ethresear.ch(opens in a new tab), em vez de chegar à comunidade por meio de publicações tradicionais após sessões de revisão por pares.

Recursos gerais de pesquisa

Independentemente do tópico específico, há uma riqueza de informações sobre pesquisa do Ethereum a ser descoberta em ethresear.ch(opens in a new tab) e no canal Eth R&D Discord(opens in a new tab). Esses são os principais locais onde os pesquisadores do Ethereum discutem as ideias e oportunidades mais recentes de desenvolvimento.

Este relatório, publicado em maio de 2022 pela DelphiDigital(opens in a new tab), oferece uma boa visão geral do planejamento do Ethereum.

Fontes de financiamento

Você pode participar da pesquisa do Ethereum e ser pago por isso! Por exemplo, a the Ethereum Foundation realizou recentemente uma rodada de financiamento de concessões acadêmicas(opens in a new tab). Informações sobre oportunidades de financiamento ativas e futuras estão disponíveis na página de concessões do Ethereum.

Pesquisa de protocolo

A pesquisa de protocolo está relacionada à camada de base da Ethereum, o conjunto de regras que define como os nós se conectam, se comunicam, trocam e armazenam dados do Ethereum e chegam a um consenso sobre o estado do blockchain. A pesquisa de protocolos é dividida em duas categorias de nível superior: consenso e execução.

Consenso

A pesquisa de consenso é relativa ao mecanismo de prova de participação do Ethereum. Alguns exemplos de tópicos de pesquisa de consenso são:

  • identificar e resolver vulnerabilidades;
  • quantificar a segurança criptoeconômica;
  • aumentar a segurança ou desempenho de implementações do cliente;
  • e desenvolver clientes leves.

Além da pesquisa voltada para o futuro, algumas reformulações fundamentais do protocolo, como a finalidade de espaço único, estão sendo pesquisadas para permitir melhorias significativas no Ethereum. Além disso, a eficiência, a segurança e o monitoramento da rede ponto a ponto entre clientes de consenso também são importantes tópicos de pesquisa.

Leitura de apoio

Pesquisa recente

Execução

A camada de execução se preocupa com a execução de transações, com a execução do Máquina Virtual do Ethereum (EVM) e com a geração de cargas de execução para passar para a camada de consenso. Há muitas áreas ativas de pesquisa, incluindo:

  • desenvolvimento de suporte a cliente leve;
  • pesquisa de limites de gás;
  • e incorporar novas estruturas de dados (por exemplo, Verkle Trees).

Leitura de apoio

Pesquisa recente

Desenvolvimento de cliente

Os clientes Ethereum são implementações do protocolo Ethereum. O desenvolvimento do cliente transforma os resultados da pesquisa de protocolo em realidade ao incorporá-los nesses clientes. O desenvolvimento do cliente inclui a atualização das especificações do cliente, bem como a criação de implementações específicas.

Um nó Ethereum é necessário para executar dois softwares:

  1. um cliente de consenso para manter o controle da cabeça do blockchain, blocos de transmissão e para processar a lógica de consenso
  2. um cliente de execução para oferecer suporte à Máquina Virtual do Ethereum e executar transações e contratos inteligentes

Consulte a página de nós e clientes para obter mais detalhes sobre nós e clientes e uma lista de todas as implementações atuais de clientes. Um histórico de todas as melhorias do Ethereum também está disponível na página de histórico.

Clientes de execução

Clientes de consenso

Escalabilidade e desempenho

A escalabilidade do Ethereum é uma importnate área de foco dos pesquisadores Ethereum. As abordagens atuais incluem descarregar transações em rollups e torná-las o mais financeiramente acessíveis possível usando blobs de dados. Informações introdutórias sobre a escalabilidade do Ethereum estão disponíveis na nossa página de escalabilidade.

Camada 2

Atualmente, há vários protocolos de camada 2 que dimensionam o Ethereum por meio de diferentes técnicas para agrupar transações e protegê-las na camada 1 do Ethereum. Esse é um tópico de crescimento muito rápido, com muito potencial de pesquisa e desenvolvimento.

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Pontes

Uma área específica da camada 2 que exige mais pesquisa e desenvolvimento são as pontes seguras e de bom desempenho. Isso inclui pontes entre várias Camadas 2 e entre a Camada 1 e a Camada 2. Essa é uma área de pesquisa particularmente importante porque os hackers normalmente visam as pontes (bridges).

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Fragmentação

A fragmentação do blockchain do Ethereum faz parte do roadmap de desenvolvimento há muito tempo. Entretanto, novas soluções de escalabilidade, como "Danksharding", atualmente ocupam o centro das atenções.

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Hardware

Executar nós em hardware modesto é fundamental para manter a descentralização do Ethereum. Portanto, a pesquisa ativa para minimizar os requisitos de hardware para executar os nós é uma importante área de pesquisa.

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Segurança

Segurança é um tópico amplo que pode incluir prevenção de spam/scam, segurança de carteira, segurança de hardware, segurança criptoeconômica, caça a bugs e testes de aplicativos e software cliente, bem como gerenciamento de chaves. Contribuir para o conhecimento nessas áreas ajudará a incentivar a adoção generalizada.

Criptografia & ZKP

As provas de conhecimento zero (ZKP) e criptografia são essenciais para o desenvolvimento de privacidade e segurança no Ethereum e em seus aplicativos. O conhecimento zero é um espaço relativamente novo, mas em rápida evolução, com muitas oportunidades abertas de pesquisa e desenvolvimento. Algumas possibilidades incluem o desenvolvimento de implementações mais eficientes do algoritmo de hash Keccak(opens in a new tab), encontrando compromissos polinomiais melhores do que os existentes ou reduzindo o custo dos circuitos de verificação de assinaturas e de geração de chaves públicas ecdsa.

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Carteiras

As carteiras Ethereum podem ser extensões de navegador, aplicativos móveis e de desktop ou contratos inteligentes no Ethereum. Há uma pesquisa ativa sobre carteiras de recuperação social que reduzem parte do risco associado ao gerenciamento de chaves de usuários individuais. Associada ao desenvolvimento de carteiras está a pesquisa de formas alternativas de abstração de contas, que é uma área importante de pesquisa emergente.

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Comunidade, educação e divulgação

A integração de novos usuários ao Ethereum exige novos recursos educacionais e abordagens de divulgação. Isso pode incluir publicações em blogs e artigos, livros, podcasts, memes, recursos de ensino, eventos e qualquer outra atividade que desenvolva comunidades, receba novos iniciantes e eduque as pessoas sobre o Ethereum.

UX/UI

Para atrair mais pessoas para o Ethereum, o ecossistema precisa melhorar a UX/UI. Isso exigirá que designers e especialistas de produtos reexaminem o design de carteiras e aplicativos.

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Economia

De modo geral, a pesquisa de economia no Ethereum segue duas abordagens: validar a segurança dos mecanismos que dependem de incentivos econômicos ("microeconomia") e analisar os fluxos de valor entre protocolos, aplicativos e usuários ("macroeconomia"). Há fatores criptoeconômicos complexos relacionados ao ativo nativo do Ethereum (ether) e aos tokens criados com base nele (por exemplo, NFTs e tokens ERC20).

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Espaço de blocos e mercados de taxas

Os mercados de espaço de bloco regem a inclusão de transações de usuários finais, seja diretamente na Ethereum (Camada 1) ou em redes em ponte, por exemplo, rollups (Camada 2). No Ethereum, as transações são enviadas ao mercado de taxas implantado no protocolo como EIP-1559, protegendo a cadeia contra spam e congestionamento de preços. Em ambas as camadas, as transações podem produzir externalidades, conhecidas como Valor Máximo Extraível (MEV), que induzem novas estruturas de mercado para capturar ou gerenciar essas externalidades.

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Incentivos de prova de participação

Os validadores usam o ativo nativo do Ethereum (ether) como garantia contra comportamento desonesto. As criptoeconomias disso determinam a segurança da rede. Validadores sofisticados podem ser capazes de explorar as nuances da camada de incentivo para lançar ataques explícitos.

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Liquidez de participação e derivativos

A participação líquida permite que os usuários com menos de 32 ETH recebam rendimentos de participação ao trocar ether por um token que representa o ether participado que pode ser utilizado em DeFi. Entretanto, os incentivos e a dinâmica de mercado associados à participação líquida ainda estão sendo descobertos, bem como seu efeito na segurança do Ethereum (por exemplo, riscos de centralização).

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Testando

Verificação formal

A verificação formal consiste em escrever código para verificar se as especificações de consenso do Ethereum estão corretas e sem erros. Há uma versão executável da especificação escrita em Python que exige manutenção e desenvolvimento. Pesquisas adicionais podem ajudar a aprimorar a implementação da especificação em Python e adicionar ferramentas que possam verificar a correção e identificar problemas de uma maneira mais eficiente.

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Ciência e análise de dados

São necessárias mais ferramentas de análise de dados e painéis que ofereçam informações detalhadas sobre a atividade no Ethereum e a integridade da rede.

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Aplicativos e ferramentas

A camada de aplicativos oferece suporte a um ecossistema diversificado de programas que liquidam transações na camada de base do Ethereum. As equipes de desenvolvimento estão constantemente encontrando novas maneiras de utilizar o Ethereum para criar versões compostas, sem permissão e resistentes à censura de aplicativos importantes de Web2 ou criar conceitos nativos de Web3 completamente novos. Ao mesmo tempo, estão sendo desenvolvidas novas ferramentas que fazem com que a criação de dApps no Ethereum seja menos complexa.

DeFi

Finanças Descentralizadas (DeFi) é uma das principais classes de aplicações criadas com base no Ethereum. O objetivo da DeFi é criar "legos de dinheiro" compostos que permitam aos usuários armazenar, transferir, emprestar, tomar emprestado e investir ativos criptográficos utilizando contratos inteligentes. DeFi é um espaço em rápida evolução que está em constante atualização. Pesquisas sobre protocolos seguros, eficientes e acessíveis são continuamente necessárias.

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DAOs

Um caso de uso de impacto para o Ethereum é a capacidade de se organizar de forma descentralizada por meio da utilização de DAOs. Há muitas pesquisas ativas sobre como as organizações autônomas descentralizadas (DAOs) no Ethereum podem ser desenvolvidas e utilizadas para executar formas aprimoradas de governança, como uma ferramenta de coordenação com minimização de confiança, o que amplia bastante as opções das pessoas além das corporações e organizações tradicionais.

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Ferramentas do desenvolvedor

As ferramentas para desenvolvedores do Ethereum têm melhorado rapidamente. Há muita pesquisa e desenvolvimento ativos a serem feitos nessa área geral.

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Oráculos

Os oráculos importam dados fora da cadeia para o blockchain de uma maneira descentralizada e sem permissão. A obtenção desses dados em cadeia permite que os dApps sejam reativos a fenômenos reais, como flutuações de preço em ativos reais, eventos em aplicativos fora da cadeia ou inclusive alterações climáticas.

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Segurança do aplicativo

Os hacks na Ethereum geralmente exploram vulnerabilidades em aplicativos individuais, em vez de no próprio protocolo. Os hackers e os desenvolvedores de aplicativos estão em uma luta de braço para desenvolver novos ataques e defesas. Isso significa que sempre há necessidade de pesquisa e desenvolvimento importantes para manter os aplicativos protegidos contra invasões.

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Pilha de tecnologia

A descentralização de toda a pilha de tecnologia Ethereum é uma importante área de pesquisa. Atualmente, os dApps no Ethereum geralmente têm alguns pontos de centralização porque dependem de ferramental ou infraestrutura centralizadas.

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Última atualização do site: 10 de julho de 2024

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