De mexer com videogames para construir o novo Ethereum: como Preston Van Loon se tornou a chave para a fusão

Preston Van Loon cresceu com jogos de computador. No entanto, não foi tocá-los que o fez funcionar.

“Meu interesse veio de mexer em videogames e criar addons ou mods ou executar servidores. Eu realmente gostei de editar um jogo e torná-lo o que você quiser”, disse ele. “Depois, me voltei mais para a automação: automatizar partes dos jogos que eram redundantes ou enfadonhas, como trabalhar em busca de ouro.”

“Grinding for gold” é uma referência ao World of Warcraft, um RPG onde você deve permanecer vivo, desenvolver seu personagem e realizar missões. Van Loon baixaria e usaria bots que controlariam seu personagem, fazendo com que ele reunisse recursos e, quando cheio, depositasse esses recursos no banco – mais ou menos como funciona a “agricultura produtiva” nas finanças descentralizadas.

Na verdade, foi seu desejo de criar e gerenciar sistemas automatizados que o atraiu para blockchains, e especificamente para Ethereum, em 2017. Van Loon, que então trabalhava como desenvolvedor no Google, percebeu que o blockchain era lento e caro, mas isso o impressionou. como uma ideia completamente nova.

Cinco anos depois, ele tem uma das responsabilidades mais importantes na história do Ethereum: como fundador do Prysmatic Labs, ele administra o cliente da camada de consenso Ethereum mais utilizado – o software executado pelos validadores da rede. É função de Van Loon ajudar a garantir que, quando a fusão ocorrer, todos os nós da rede operem em conjunto como deveriam.

Encontrando Ethereum

Van Loon iniciou algumas carreiras diferentes antes de finalmente encontrar a Ethereum. Primeiro, ele frequentou a escola de aviação por dois anos. Então ele se voltou para a ciência da computação, pois para ele ela apresentava problemas mais interessantes. Ele estudou na Middle Tennessee State University antes de abandonar os estudos em 2013 (o mesmo ano em que o cofundador da Ethereum, Vitalik Buterin, estudou).

Depois disso, ele ajudou um vendedor de joias a automatizar leilões no eBay. Ele garantiria que eles fossem ao ar no horário ideal, quando todos estivessem em casa do trabalho. Então o Google o recrutou e ele finalmente se inscreveu para trabalhar como desenvolvedor.

Van Loon estava há um ano em seu cargo no Google quando um amigo lhe contou sobre o Ethereum. No começo ele ficou apenas levemente interessado, mas achou que era uma ideia legal. “Depois de alguns meses lendo sobre como funciona, fiquei viciado. No final do ano, eu estava procurando maneiras de contribuir e tornar o uso do Ethereum mais rápido e barato.”

Van Loon leu Buterin escrevendo sobre fragmentação, uma técnica que divide os dados do blockchain em seções para ajudar a aliviar a carga de todos que mantêm uma cópia deles. Buterin estava interessado em fragmentar porque, na época, as taxas de transação do Ethereum estavam aumentando fortemente à medida que o blockchain ficava congestionado, principalmente com o início dos CryptoKitties. Isso estava causando desempenho lento para o blockchain e uma experiência geral ruim para o usuário.

Van Loon percebeu que poucos desenvolvedores estavam trabalhando nisso porque era uma ideia muito nova e radical, então ele decidiu ver se poderia criar uma versão que pudesse ser adicionada à base de código principal do Ethereum. 

Em janeiro de 2018, Van Loon começou a enviar mensagens em salas de chat relacionadas a clientes Ethereum e sharding. Através disso ele conheceu Raul Jordan, que era cofundador de uma rede de pesquisa científica e na época professor de ciência da computação. Alguns dias depois, eles se encontraram em Nova York e perceberam que poderiam formar uma equipe para tornar a fragmentação uma realidade para o blockchain Ethereum. 

Junto com outros dois desenvolvedores, Van Loon e Jordan fundaram o Prysmatic Labs. O objetivo inicial era criar uma implementação de sharding que pudesse ser adicionada à base de código principal do Ethereum.

Dois meses depois, a startup recebeu uma doação de US$ 100,000 da Fundação Ethereum. Em conexão com a concessão, Van Loon e alguns de sua equipe voaram para Taipei para conhecer outros pesquisadores da Ethereum. A pesquisa sobre sharding ainda estava no início, mas no encontro alguns desenvolvedores mostrou que eles estavam quase terminando algumas implementações de certos elementos relacionados à fragmentação.

Van Loon disse que ficou impressionado com o feedback sobre sua abordagem à fragmentação. Após a reunião em Taipei, sua equipe decidiu por um design que combinava fragmentação com prova de aposta. “Ainda acho que foi uma ótima decisão até hoje”, disse ele.

Um pivô para a prova de aposta

No entanto, o desenvolvimento tecnológico raramente ocorre conforme o planejado e, cerca de um ano depois, a Prysmatic Labs mudou de direção. 

Durante o primeiro ano, ele trabalhou em iterações de fragmentação em combinação com prova de aposta. Então, os desenvolvedores do Ethereum iniciaram uma iniciativa de alto nível chamada Casper, que envolvia a mudança do blockchain para prova de participação. Assim, a equipe Prysmatic concentrou seu trabalho no Casper e, em particular, na implementação do Casper com sharding. 

No final, porém, Casper nunca aconteceu e foi substituído, em meados de 2019, por um conceito chamado Beacon Chain. Essa mudança exigiu uma abordagem totalmente nova para a fragmentação. “Tivemos que começar de novo, excluímos toda a nossa base de código”, lembrou Van Loon.

A mudança também ocorreu como resultado da mudança de prioridades. Sharding caiu na lista enquanto a prova de aposta subiu ao topo. Além disso, surgiram novas tecnologias chamadas de Camada 2 que estavam aliviando o congestionamento no Ethereum.

“Com o lançamento da Camada 2, há algum alívio para a atividade do usuário e taxas mais baixas”, disse Van Loon. “Então, podemos colocar o sharding na prateleira por um minuto enquanto resolvemos esse problema imediato que está piorando a cada dia, apenas aumentando, que é o consumo de energia e a taxa de hash do Ethereum, que então presumivelmente tem um impacto ambiental significativo .”

O novo sistema da Ethereum pode ser pensado em termos de duas camadas. Existe a camada de consenso, que determina quais validadores podem processar os blocos. E há a camada de execução, focada no processamento de transações.

Sem a ênfase mais na fragmentação, a Prysmatic Labs passou a criar um cliente chamado Prysm que executaria a camada de consenso do blockchain, permitindo que os validadores apostassem seus tokens e recebessem o direito de processar transações.

Além do Prysm, existem três outros clientes principais da camada de consenso: Lighthouse, Teku e Nimbus. Eles são todos escritos em diferentes linguagens de software. A comunidade Ethereum valoriza a diversidade de clientes como forma de descentralização.  

Em maio de 2019, a Prysmatic Labs lançou a primeira iteração testnet de seu cliente Prysm e uma testnet pública Ethereum para qualquer um começar a experimentar a prova de aposta.

Implementando a mesclagem

Para Van Loon, a mudança do Ethereum para um projeto de prova de participação não parecia real até uma reunião que ocorreu em Ontário em setembro de 2019. Havia cerca de 40 desenvolvedores lá, cada um de diferentes equipes da camada de consenso do Ethereum. 

Eles sabiam que cada um dos clientes trabalhava de forma independente na prova de participação, mas não sabiam se conseguiriam sincronizar. Era semelhante a ensinar um novo idioma a cinco pessoas de forma independente e depois colocá-las na mesma sala e pedir-lhes que falassem umas com as outras.

As equipes trabalharam durante uma semana, compartilharam cervejas e jogaram cartas. Eventualmente, eles conseguiram sincronizar todos os clientes e trabalhar juntos, superando pequenos bugs e obstáculos técnicos. Foi um grande sucesso.

Para sincronizar o software, era necessário que as pessoas por trás dele também sincronizassem. “Foi muito bom conhecer pessoas um pouco fora do computador porque trabalhamos juntos pela internet e também somos muito apaixonados por [Ethereum]. Conhecer um pouco mais a pessoa facilitou o trabalho conjunto, principalmente quando não concordamos”, disse Van Loon.

Se os clientes não trabalharem juntos, a rede poderá começar a se fragmentar, disse Van Loon. Se um cliente rejeitar o comportamento de outro cliente, você poderá ver mais bifurcações na rede (onde o blockchain se divide temporariamente) e uma “degradação geral da rede”, acrescentou.

Ao longo do ano seguinte, o Prysm tornou-se tão popular que, a certa altura, mais de dois terços dos validadores o utilizavam – o que muitos consideraram um risco de centralização.

“Tornou-se um sucesso tão grande que se tornou um risco e tivemos que dizer a todos, pararem de usar o Prysm e mudarem para outra coisa. Precisamos controlar isso”, disse ele. Atualmente é o cliente executado em cerca de 35% dos nós do Ethereum.

Para garantir que o The Merge corra bem, os desenvolvedores realizaram o The Merge em várias redes de teste e realizaram shadow forks (onde a rede principal real é bifurcada em apenas alguns nós para ver se funciona). As redes de teste Kiln, Ropsten, Sepolia e Goerli passaram pelo The Merge e estão executando o código de prova de aposta completo.

“Neste ponto em que a parte difícil está feita, já fizemos todos os testes. Nós nos sentimos muito bem com isso. Tudo está funcionando agora.” O próximo desafio é fazer com que todos baixem os novos clientes, disse ele.

Van Loon reconheceu que não existe realmente um plano de backup caso algo dê errado, por exemplo, se os clientes ficarem fora de sincronia ou se o mecanismo de consenso não conseguir chegar a um acordo sobre quem processará as transações. Na situação improvável de que isso não funcione, os principais desenvolvedores podem emitir uma reversão para desfazê-lo, disse ele. 

Mas embora um desafio seja encontrar o bug no código, o maior desafio seria coordenar todos os 6,800 operadores de nós para chegar a um acordo sobre o mesmo curso de ação. É por isso que é tão importante que Van Loon e os outros desenvolvedores principais garantam que tais divergências tenham sido antecipadas e reconciliadas antes que o Ethereum passe por sua transformação final.

Correção: corrigimos o número de operadores de nós. H/T a Anatoly Yakovenko por apontar esse erro.

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