A Ethereum 2.0 é uma solução idealizada para melhorar a escalabilidade, velocidade e segurança da rede Ethereum. Os benefícios da mudança são a diminuição do gasto energético e o aumento significativo no número de transações por segundo que a rede suporta.  

Essa atualização reduzirá a oferta de novos Ether e pode aumentar a demanda pela criptomoeda, dada a melhora de usabilidade da rede. Com a diminuição da oferta e aumento da demanda, a Ethereum 2.0 pode impactar positivamente no preço do Ether. 

A fase conhecida como “The Merge” está prevista para ser concluída em 2022. Já a fase final do ETH 2.0, chamada de “Redes de Shards”, tem previsão para ser concluída no final de 2023. 

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Pontos principais 

• A Beacon Chain foi implementada em Dez/20 e consiste em uma rede separada da rede principal da Ethereum (mainnet). O objetivo da rede separada é testar as mudanças propostas para o ETH 2.0 enquanto a rede principal segue em funcionamento. A Beacon Chain valida as transações através de um mecanismo diferente do que o utilizado pela mainnet. A Beacon Chain foi lançada como base para todas as mudanças previstas pela Ethereum 2.0. 
• O “The Merge” consiste na fusão da mainnet com a beacon chain. Após o “The Merge”, a rede principal abandonará o atual mecanismo de validação de transações e passará a utilizar o mesmo mecanismo da Beacon Chain. 
• A Shard Chain é a principal solução proposta para melhorar a escalabilidade da Ethereum. A mudança vai permitir que a blockchain da Ethereum se subdivida em outras redes, atribuindo maior escala na validação de transações. A mudança está prevista para ocorrer em 2023. 

O que é a Ethereum: muito além do bitcoin 

O Bitcoin foi criado com o propósito de ser uma moeda digital que pudesse ser transferida entre pessoas sem a necessidade de um agente intermediário. A partir da proposta central do Bitcoin, Vitalik Buterin idealizou a Ethereum, que tem como base os aplicativos descentralizados (Dapps). O aplicativos são criados através de contratos inteligentes, que permitem que outros dados, além de criptomoedas, sejam transmitidos pela rede. Os contratos inteligentes também possibilitam que  condições específicas sejam preenchidas para a conclusão das transações. 

Por exemplo, o Bitcoin permite que você envie uma quantidade de criptomoedas de uma carteira A, para uma carteira B. A Ethereum permite que você envie criptomoedas de uma carteira para outra caso faça sol no dia seguinte. Essa condição será verificada pela rede e, caso confirmada, permitirá que a transação seja efetuada. 

A Ethereum é uma blockchain de propósitos gerais e com múltiplas funcionalidades. Diferentemente do Bitcoin, que foi desenvolvido em torno de uma única aplicação, a Ethereum é uma rede aberta, permitindo que pessoas desenvolvam aplicativos na rede.  

De acordo com a descrição de Vitalik Buterin, criador da Ethereum: “A Ethereum suporta uma linguagem de programação, possibilitando criatividade ilimitada para programadores desenvolverem desde criptomoedas, até NFTs. Aplicações desenvolvidas em cima da rede da Ethereum passam a compartilhar da segurança da rede.”  

Smart Contracts: a ferramenta por trás da Etherem! 

Os contratos inteligentes, também chamados de smart contracts, são programas armazenados na blockchain que permitem adicionar condicionais para a realização de uma transação. Esses contratos são executados automaticamente quando os termos definidos são cumpridos. 

Os smart contracts possibilitam a criação de aplicativos descentralizados, que podem possuir múltiplas funcionalidades. Os smart contracts permitiram o surgimento de Dapps de finanças descentralizadas (DeFi) e dos tokens não fungíveis (NFTs).  

Replicar funcionalidades tradicionais, como financeiras, em blockchain possibilita aumentar a sua segurança. Todas as transações e cumprimento das condições estabelecidas nos smart contracts precisam ser validadas pela rede. Em suma, os smart contracts permitem que dados possam ser transferidos entre pessoas sem a necessidade de confiança em um intermediário. 

Mecanismo de Consenso: o segurança da blokchain 

O mecanismo de consenso é o instrumento que mantém a blockchain segura. Na prática, os validadores de uma blockchain precisam concordar com as transações que estao ocorrendo. Em troca pelo trabalho validação das transações, os validadores são pagos através de novas moedas ou das taxas de transação. 

Na blockchain, as transações são validadas em blocos. Cada bloco contém uma quantidade de transações. Os validadores concorrem entre sí para terem maiores chances de validarem um bloco e ganhar a recompensa pelo serviço. Para terem o direito de validar um bloco, os validadores utilizam capacidade computacional ou uma prova de sua participação na rede. Quanto um validador é escolhido, ele compartilha as informações do bloco com a rede e quando 50%+1 dos validadores concordam, o bloco é aprovado. 

A diferença entre os mecanismos de consenso está justamente na contrapartida do minerador para ser escolhido para validar um bloco. Em redes proof-of-work (PoW), o validor utiliza capacidade computacional. Neste caso, o uso de capacidade computacional demanda energia elétrica e os validadores conhecidos como mineradores. Já em redes proof-of-stake o validador utiliza as suas criptomoedas. Neste caso, há menos gasto energético. 

Hoje, a rede do Bitcoin e Ethereum funcionam em Pow. Com o ETH 2.0, o Etherem deve mudar para a PoS. O mainnet segue funcionando em PoW e a Beacon Chain já funciona em PoS.  

Proof-of-work (PoW): nascido com o Bitcoin 

Esse mecanismo é o algoritmo que define a dificuldade do “trabalho” necessário para validar uma transação na rede.  O ato de “trabalhar” é referente ao poder computacional despendido para a rede. Essa atividade ficou conhecida como mineração. “Minerar” é o ato de validar e adicionar um bloco para a blockchain. 

Um bloco passa a ser considerado válido quando pelo menos 51% dos validadores concordem com a informação. Para conseguir adicionar um bloco à rede a partir do PoW é demandado muito poder computacional e, consequentemente, muita energia elétrica. Dessa forma, o risco da atividade está na quantidade de energia elétrica demandada para a realização do processo de validação. 

Mineradores que obtêm sucesso na criação de um bloco são remunerados com novas criptomoedas, tornando essa atividade atrativa tanto para o minerador, que passa a ser recompensando financeiramente, quanto para a rede, que se torna mais segura a cada novo validador presente. 

Poof-of-stake (PoS): 

A prova de participação é feita por validadores que possuem a criptomoeda da rede em questão em stake, ou seja, travadas em um contrato inteligente para que possam participar da rede. No caso da Ethereum, é feita por validadores que possuem ETH travado no contrato inteligente de participação da rede Ethereum.  

Dessa forma, diferentemente do PoW, que demanda alto poder computacional para a tentativa de validação do bloco, um validador aleatório é escolhido para realizar a validação. Apenas criptomoedas em stake são necessárias para se fazer elegível. 

Para participar como validador, um usuário precisa depositar 32 ETH no contrato de depósito e rodar três softwares diferentes: cliente de execução, cliente de consenso e um validador. O ETH em stake funciona como colateral que pode ser perdido caso o validador resolva agir desonestamente. 

A cada 12 segundos (intervalo de tempo chamado de slot) um novo bloco pode ser criado, dessa forma, a cada slot um novo validador aleatório é selecionado para ser responsável por propor um novo bloco para o resto da rede. 

Validadores que obtêm sucesso na validação de um novo bloco, são remunerados com parte das taxas das transações pagas pelos usuários da rede. 

Tokenomics e o EIP-1559 (Ethereum Improvement Proposal) 

Atualmente o Ether é uma criptomoeda inflacionária. Novos Ether são emitidos com a finalidade de remunerar os mineradores da rede. São emitidos 2 ETH por bloco, fazendo com que a média anual de emissão seja de 5.4 milhões de ETH, que representam uma taxa de inflação de aproximadamente 2,5% a.a. 

Os mineradores também são remunerados a partir das taxas de transação, pagas pelos usuários em toda a movimentação na rede. A utilização da rede é medida em unidades de gas (“combustível” que permite as transações na blockchain), quanto mais demandada a rede estiver, mais unidades de gas serão consumidas para a transação. A taxa de gas (gas fee) é paga em ETH. Em resumo, as taxas de gas da Ethereum são pagamentos impostos aos usuários para compensar a energia computacional demandada pela rede. 

O EIP1559 é uma proposta de melhoria na rede Ethereum que introduziu um mecanismo de precificação das transações na blockchain. A rede passou a conter uma taxa base (base fee) dinâmica (paga em Ether) por bloco, que é retirada de circulação (queimada). Quanto maior a demanda da rede, maior a taxa base. Assim como, quanto menor a demanda, menor a taxa.  

De forma simplificada, a taxa total de uma transação na Ethereum se dá pela soma da gas fee com a base fee. 

Essa proposta de melhoria é relevante para o Ethereum 2.0, pois a queima da taxa base somada à redução de emissão de ETH prevista após o Merge criará um potencial deflacionário para o Ether. Seguindo a lei de oferta e demanda, a queda da oferta com uma demanda constante, resultará em um aumento do preço. 

Taxas atuais de queima, crescimento e emissão de Ether (média dos últimos 30 dias): 

Taxas em uma simulação pós Merge:

Ethereum 2.0

As melhorias previstas para a Ethereum 2.0 são: (i) melhor eficiência energética; (ii) redução dos requisitos de hardware para participação na rede; (iii) redução do risco de centralização e (iv) redução na inflação do Ether, visto que o custo de participação na rede também diminuirá.

Já entre os pontos negativos temos: (i) menos tempo de testes no PoS quando comparado ao PoW; (ii) maior complexidade de implantação e (iii) aumento no número de softwares requeridos para participar da rede PoS.

Etapas da atualização:

A primeira etapa de atualização da Eth2 foi a criação da Beacon Chain, que começou a operar em 01/Dez/2020, paralelamente à rede principal. A rede Beacon foi a responsável por introduzir o conceito de proof-of-stake na Ethereum, dando a possibilidade de que usuários passem a poder acumular ETH na rede para ativar o software validador.

Essa rede é considerada a base de todos os upgrades subsequentes pois, todo o plano de atualização revolve no sucesso da implantação da Beacon Chain como camada de consenso da rede principal. Atualmente já existem mais de 12.6 milhões de ETH em stake.

A segunda etapa é conhecida como “The Merge” (A Fusão, em tradução literal). É considerada a etapa com mais complicações técnicas.

A etapa do Merge é a responsável por efetivamente unir a rede principal com a rede Beacon. Após a fusão, a rede Beacon passará a representar a camada de consenso da rede Ethereum, ou seja, a rede transitará para o mecanismo de consenso de proof-of-stake.

A alteração do mecanismo de consenso nunca foi realizada em uma blockchain que já estivesse em funcionamento, fato que tornará o The Merge um marco na história das criptomoedas.

Com o PoS em atividade, o consumo energético da rede será reduzido em 99%, possibilitando que a emissão de novos ETH também reduza em uma taxa de 90%, visto que, o custo para participar das validações na rede diminuirá consideravelmente.

As redes de shard (shard chains) são o recurso idealizado pelos desenvolvedores da Ethereum para melhorar a escalabilidade e capacitação da rede. Está previsto para ser entregue até o fim de 2023.

O processo de sharding pretende reduzir o congestionamento da rede e aumentar o número de transações por segundo através de novas “sub redes”, chamadas de shards. É um processo de divisão horizontal do database que distribuirá melhor a carga da rede.

Em analogia simples, seria como se a blockchain da Ethereum fosse uma autoestrada com apenas uma faixa de circulação. Cada shard seria o equivalente uma faixa adicional, possibilitando um fluxo maior de transações.

O que esperar?

O The Merge será a maior atualização já vista pelo mercado de criptoativos e, apesar de estar passando por experimentos em redes de teste, não há como ter certeza do funcionamento perfeito quando implementado na rede principal. Eventuais falhas podem comprometer a reputação da Ethereum, fazendo com que não seja descartado outro atraso na implementação do Merge.

Apesar dos riscos, a Ethereum ainda dita a narrativa de toda a Web3, possuindo 64% de todo o capital destinado a aplicações DeFi, 90% de todo o mercado de NFTs e liderando o setor de Metaverso.

A percepção do PoW como sendo prejudicial ao meio ambiente é uma das principais narrativas adotadas por investidores institucionais para se manterem fora do mercado de criptoativos. A transição para PoS resultará em uma redução de 99% no consumo energético da rede Ethereum, além de eliminar a necessidade dos rigs de mineração, que resultam em lixo eletrônico. Dessa forma, o alinhamento ESG somado à potencial diminuição de supply de ETH, podem fazer do Ether um investimento a ser considerado, eventualmente atraindo capital institucional.