Os clientes do State of Light em Ethereum

O seguinte é baseado em um Twitter Spaces recente, com entusiastas de clientes leves Phil Ngo, Gajinder Singh (Lodestar), Guillaume Ballet (Geth) e Matt Garnett (EF).

Na Lodestar, somos defensores de longa data de clientes leves, software que se conecta a nós completos para interagir com o blockchain. Como uma alternativa fácil de usar e sem confiança para executar seu próprio nó completo, os clientes leves reduzem a necessidade de confiar em terceiros. Embora não confirmem blocos, eles são valiosos em termos de acesso direto a dados de blockchain não confiáveis.

No entanto, apesar de todo o seu valor teórico, ainda há trabalho para tornar os clientes leves uma parte padrão da interação com o Ethereum. A seguir, nos aprofundaremos em alguns desafios (e progressos) existentes, ao mesmo tempo em que enfatizaremos a importância da falta de confiança sem prejudicar a experiência do usuário.

O que são clientes leves?

A maneira mais descentralizada e confiável de interagir com Ethereum é executar um nó completo. Mas esta não é uma tarefa fácil – envolve a manutenção de uma cópia independente da blockchain e acesso instantâneo e direto à rede ponto a ponto da Ethereum, que exige memória, armazenamento e CPU substanciais, tornando-a inviável para muitos usuários. Isso tudo sem falar que, em muitos casos, é desnecessário validar toda a cadeia.

As soluções para esta questão, como a apatridia, estão a anos de se tornarem realidade. Por enquanto, sacrificar alguns benefícios de executar um nó completo para funcionar com requisitos mínimos de hardware é uma solução promissora com a qual estamos otimistas.

Na verdade, publicamos um artigo sobre clientes leves no ano passado, defendendo-os como uma solução para alguns dos nossos problemas.

Para tanto, os clientes leves desempenham um papel fundamental nos sistemas blockchain, oferecendo aos usuários que não desejam executar nós completos acesso seguro ao Ethereum sem sincronizar toda a rede.

Em vez de armazenar dados locais de blockchain e verificar alterações de forma autônoma, os clientes leves adquirem os dados necessários de um provedor, que pode se conectar diretamente a um nó completo. Esses dados são então processados pelo nó leve, permitindo que ele confirme que faz parte da cadeia canônica e permaneça atualizado.

Ethereum não é o único ecossistema trabalhando ativamente em clientes leves.

Os desafios dos clientes light

Como todos sabemos, a execução de um nó completo envolve tarefas que consomem muitos recursos e limitações relativas às capacidades do dispositivo e aos requisitos computacionais. Embora os clientes leves possam parecer uma alternativa simples, historicamente eles têm sido difíceis de implementar.

No entanto, a fusão alterou fundamentalmente o que significa ser um cliente leve no Ethereum, tanto em termos de como funcionarão quanto do que oferecerão. O hard fork Altair introduziu o comitê de sincronização, ou seja, uma maneira útil de obter um leve consenso sobre quem é o chefe da cadeia. Em essência, esta é uma integração mais nativa de clientes leves no protocolo.

Com a prova de aposta, agora temos um protocolo de cliente leve onde você pode basicamente escolher qualquer parte da cadeia, construir uma prova e fazer um mergulho profundo. Isso não estava disponível anteriormente, tornando todo o espaço mais interessante e incentivando mais pessoas a construir em torno de clientes leves.

Provador da Estrela Polar
Uma das coisas em que a equipe Lodestar tem trabalhado é um provador. Ou seja, usar a sincronização do cliente leve para verificar os dados do lado da execução, verificando se as informações que você está obtendo de um provedor (como o Infura) estão corretas.

A esperança é que coisas como essa adicionem outra camada de segurança e um pouco mais de descentralização ao protocolo. Este também é apenas um primeiro passo. Precisamos de exemplos mais concretos do que pode ser construído com esse potencial.

O que nos impede de usar clientes light hoje?

A resposta para isso tem menos a ver com o lado técnico e mais com a adoção dos PoCs e da infraestrutura que temos (por exemplo, a Biblioteca Prover).

Precisamos adicionar mais capacidades de comprovação em relação a transações e recebimentos, o que exigiria que migrássemos para a codificação SSZ de transações, mas fora isso, em termos de protocolo, estamos lá.

Na verdade, podemos usar essa tecnologia agora mesmo! Em termos de UX, porém, precisamos chegar a um ponto onde o cliente leve esteja apenas rodando em segundo plano e não interrompa os usuários nem exija etapas adicionais deles.

É claro que é difícil forçar a adoção de algo num espaço descentralizado, mas deveríamos estar a pensar em como usar incentivos para promover isto e como poderíamos fazer com que MetaMask, Rainbow, etc., também considerassem isso.

A mudança das árvores Merkle para Verkle

Alterar a estrutura de dados para maior eficiência – passar da configuração da árvore Merkle Patricia para as árvores Verkle mais recentes é uma virada de jogo para clientes leves que, de outra forma, teriam dificuldades com tamanhos de prova pesados.

A introdução das árvores Verkle aborda esta preocupação através de uma nova estrutura de dados. Através do uso inovador de técnicas baseadas em polinômios, as árvores Verkle reduzem substancialmente o tamanho das provas necessárias para verificação, tornando o processo mais gerenciável e simplificado para clientes leves.

“A ideia é que graças ao Verkle você tenha pequenas provas. E por causa disso, você pode fornecer aos clientes light, vamos chamá-los de clientes apátridas, uma forma de verificar tudo o que foi dado para que haja menos confiança envolvida.”

Esta atualização significa uma mudança fundamental na forma como os clientes leves interagem com os dados do Ethereum, melhorando sua capacidade de verificar com eficiência o estado do blockchain sem comprometer a segurança ou a confiança.

Isso não apenas beneficia os clientes leves atuais, mas também prepara o terreno para inovações futuras, criando um espaço onde os usuários podem lidar com o Ethereum de maneira mais tranquila, segura e eficiente.

Os clientes leves devem ser padronizados em L1 e L2?

Este é um tema um tanto controverso que está atualmente em debate. Per Guillaume, “Acho que não deveríamos harmonizar a estrutura de dados ainda porque os L2s estão experimentando, eles são as pessoas que se movem rápido e quebram as coisas, e o L1 é mais cauteloso e um pouco mais conservador”.

A verdade é que provavelmente precisaremos de mais tempo para considerar a padronização. O que faz sentido em termos de timing é uma questão em aberto, mas talvez demoremos cinco a dez anos antes que a comunidade possa sequer pensar num processo de harmonização.

Este atraso é provavelmente justificado pela natureza complexa das camadas Ethereum e pelo desafio de implementar mudanças devido às tecnologias e designs já existentes. Resumindo: devemos esperar um momento mais adequado para quaisquer esforços potenciais de padronização, permitindo uma infraestrutura Ethereum mais madura e estabilizada.

O Light Client Summit @ DevConnect 🇹🇷

Construtores Ethereum de todo o mundo estão programados para se reunir em Istambul, Türkiye, na próxima semana para o Devconnect – junte-se a nós para a terceira iteração do Light Client Summit, apresentando apresentações e discussões sobre a direção do desenvolvimento do cliente light!

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Estrela Polar

Lodestar é o mais novo cliente de consenso Ethereum construído com TypeScript e mantido por ChainSafe. Nosso cliente e bibliotecas de código aberto tornam o desenvolvimento no Ethereum acessível ao maior grupo de desenvolvedores do mundo. Com foco em clientes leves, a Lodestar visa melhorar a usabilidade de dados verificáveis de blockchain para todos os tipos de dispositivos e seus usuários.

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