Camada de execução

O que é uma camada de execução em cripto?

A camada de execução é a parte de um sistema blockchain que processa transações, executa código de contratos inteligentes, calcula taxas e atualiza o estado atual da rede.

Ela determina o que acontece depois que um usuário assina e envia uma transação cripto.

Por exemplo, a camada de execução pode transferir criptomoedas entre contas, trocar tokens por meio de um contrato inteligente, criar um ativo digital, atualizar uma posição de empréstimo ou rejeitar uma transação inválida.

No Ethereum, a camada de execução é oficialmente descrita como a rede de clientes de execução que processa transações e gerencia o estado do Ethereum, conforme explicado no glossário do Ethereum.

A camada de execução segue regras fixas do protocolo para que todos os nodes honestos calculem o mesmo resultado a partir do mesmo conjunto de transações.

Essa consistência é essencial, porque uma blockchain não pode funcionar se diferentes nodes produzirem saldos de conta ou resultados de contratos inteligentes distintos.

A camada de execução está estreitamente ligada à camada de consenso, mas as duas desempenham funções diferentes.

A camada de execução determina se as transações e as mudanças de estado são válidas, enquanto a camada de consenso ajuda a rede a concordar sobre qual bloco válido deve fazer parte do histórico oficial da blockchain.

O que a camada de execução faz?

A camada de execução realiza os cálculos necessários para transformar transações em mudanças verificadas no estado da blockchain.

Ela verifica se cada transação segue as regras do protocolo antes de aplicá-la.

Esse processo inclui verificar a assinatura da transação, conferir o saldo do remetente, confirmar o nonce da conta, calcular o uso de gas e executar todas as instruções de contratos inteligentes.

A camada de execução também calcula os novos saldos, os valores armazenados pelos contratos, os registros de eventos e os recibos de transação gerados pela transação.

Se a transação for inválida, a camada de execução a rejeita.

Se a execução do contrato inteligente falhar, as mudanças de estado solicitadas normalmente são revertidas, embora o remetente ainda possa pagar pelo processamento já realizado.

A camada de execução processa as transações em uma ordem específica, pois uma transação pode alterar o resultado da seguinte.

Por exemplo, a transferência de um token deve atualizar o saldo do remetente antes que outra transação possa gastar os mesmos tokens.

Após o processamento de todas as transações de um bloco, a camada de execução calcula o estado final produzido por esse bloco.

Outros nodes podem repetir os mesmos cálculos para confirmar que o produtor do bloco seguiu as regras do protocolo.

Camada de execução e estado da blockchain

O estado da blockchain é o registro atual de contas, saldos, contratos inteligentes e dados armazenados pelos contratos.

A camada de execução é responsável por levar a blockchain de um estado válido ao próximo.

Esse processo é geralmente chamado de transição de estado.

Uma transição de estado começa com o estado anterior da blockchain e uma transação válida.

Em seguida, as regras de execução são aplicadas para produzir um novo estado.

Em uma transferência simples de cripto, a camada de execução reduz o saldo do remetente e aumenta o do destinatário.

Em uma transação de contrato inteligente, a camada de execução pode atualizar muitos valores armazenados e interagir com vários outros contratos.

O estado do Ethereum inclui contas de propriedade externa controladas por chaves privadas e contas de contrato controladas por código.

Informações importantes de uma conta podem incluir saldos, nonces, código de contrato e dados armazenados pelo contrato.

O Ethereum organiza informações importantes da camada de execução por meio de estruturas de dados autenticadas, incluindo as raízes de estado, transações e recibos descritas no guia oficial sobre Merkle Patricia Tries.

Essas raízes criptográficas permitem que os nodes detectem se os resultados de execução ou os registros de transação foram alterados.

Camada de execução e Ethereum Virtual Machine

A Ethereum Virtual Machine é o ambiente de computação que executa instruções de contratos inteligentes no Ethereum.

Ela é comumente chamada de EVM.

A EVM é um componente importante da camada de execução do Ethereum, mas não é exatamente a mesma coisa que a camada de execução.

A EVM executa o código dos contratos, enquanto a camada de execução mais ampla também gerencia transações, estado das contas, taxas, recibos, blocos e comunicação com outros componentes dos nodes.

Todos os nodes do Ethereum que usam um cliente de execução seguem as mesmas regras da EVM.

Esse projeto determinístico significa que a mesma transação válida deve produzir o mesmo resultado em todos os nodes honestos.

A documentação oficial da Ethereum Virtual Machine descreve a EVM como um ambiente virtual descentralizado que executa código de forma consistente nos nodes do Ethereum.

Antes de ser executado pela EVM, o código dos contratos inteligentes é convertido em instruções de baixo nível chamadas opcodes.

Cada opcode realiza uma operação específica, como somar números, ler dados armazenados, gravar dados, verificar um endereço ou chamar outro contrato.

Operações diferentes exigem quantidades diferentes de recursos computacionais.

A camada de execução mede esse esforço por meio do gas.

Camada de execução e gas

Gas é a unidade usada para medir o trabalho computacional necessário para executar uma transação no Ethereum.

Cada operação de execução tem um custo de gas.

Uma transferência simples de criptomoeda geralmente consome menos gas do que uma interação complexa com um contrato inteligente.

Por exemplo, uma transação que usa vários contratos, atualiza dados armazenados e realiza muitos cálculos normalmente exige mais gas do que uma transferência básica.

O gas protege a camada de execução de transações que exigem computação ilimitada.

Sem um limite de recursos, códigos maliciosos ou mal programados poderiam fazer os nodes executarem tarefas indefinidamente.

O remetente define um limite de gas que determina a quantidade máxima que a transação pode usar.

Se a execução exigir mais gas do que o limite disponível, a transação fica sem gas e as mudanças de estado pretendidas são revertidas.

O remetente ainda pode pagar pelo trabalho realizado antes da falha.

A documentação oficial do Ethereum sobre gas e taxas explica como o gas mede o esforço computacional e ajuda a alocar os recursos limitados da rede.

As taxas de gas podem subir quando muitos usuários competem pelo espaço de bloco da camada de execução.

Uma taxa mais alta pode tornar uma transação mais atraente para inclusão, mas não altera as regras subjacentes dos contratos inteligentes.

Como uma transação chega à camada de execução

Uma transação cripto normalmente começa em uma carteira ou aplicativo descentralizado.

O usuário escolhe uma ação, revisa os detalhes e assina a transação com uma chave privada.

A assinatura comprova que a transação foi autorizada pelo controlador da conta.

A transação assinada é enviada a um node da blockchain por meio de uma interface de programação de aplicações ou de uma conexão peer-to-peer.

Os clientes de execução geralmente oferecem métodos JSON-RPC que carteiras, aplicativos, desenvolvedores e serviços de infraestrutura usam para se comunicar com a rede.

A especificação da Ethereum Execution API descreve JSON-RPC como a interface padrão entre clientes de execução e ferramentas subsequentes.

Uma transação pendente válida pode entrar no pool de transações do cliente de execução, comumente chamado de mempool.

Um produtor de blocos seleciona transações do pool disponível e as insere em um payload de execução.

As transações são executadas na ordem em que aparecem.

A camada de execução produz informações de estado atualizadas, cálculos de gas, logs, recibos e outros resultados.

Outros nodes executam as transações de forma independente para verificar o resultado proposto.

Torna-se cada vez mais difícil reverter uma transação depois que seu bloco recebe confirmações adicionais de consenso e finalização.

Tipos de transação processados pela camada de execução

A camada de execução pode processar vários tipos de transações de blockchain.

Uma transferência de valor move a criptomoeda nativa da rede de uma conta para outra.

Uma transação de implantação de contrato cria um novo contrato inteligente e armazena seu código em um endereço da blockchain.

Uma transação de interação com contrato chama uma função de um contrato inteligente existente.

Uma transferência de token geralmente chama uma função de um contrato de token, em vez de mover diretamente o ativo nativo da blockchain.

Uma transação de finanças descentralizadas pode negociar tokens, oferecer garantias, tomar ativos emprestados, pagar dívidas ou retirar liquidez.

Uma transação de governança pode registrar um voto ou enviar uma proposta por meio de um contrato inteligente.

Uma transação de autorização pode conceder temporariamente a uma conta de propriedade externa recursos adicionais de smart account, conforme as regras do protocolo compatível.

A documentação atual sobre transações do Ethereum descreve vários formatos de transação, incluindo transações com mercado de taxas, transações com blobs e transações mais recentes com listas de autorização.

Embora os formatos de transação possam evoluir, cada transação aceita ainda precisa cumprir as regras de validação e transição de estado da camada de execução.

Camada de execução e contratos inteligentes

Um contrato inteligente é um programa armazenado em um endereço da blockchain e executado de acordo com as regras da blockchain.

Os contratos inteligentes tornam a camada de execução programável.

Em vez de permitir apenas transferências básicas de cripto, uma camada de execução programável pode oferecer suporte a tokens, protocolos de empréstimo, negociação descentralizada, colecionáveis digitais, jogos blockchain, sistemas de seguro e ferramentas de governança.

O usuário interage com um contrato inteligente enviando uma transação que contém os dados necessários.

A camada de execução lê a transação e executa a função solicitada do contrato.

O contrato pode ler dados existentes, realizar cálculos, atualizar dados armazenados, transferir ativos, criar registros de eventos ou chamar outro contrato.

A introdução oficial aos contratos inteligentes do Ethereum explica que a implantação e a interação com código de contrato exigem transações e gas.

Os contratos inteligentes podem interagir entre si em uma única transação, o que costuma ser chamado de composabilidade.

A composabilidade permite que desenvolvedores combinem funções on-chain existentes para criar aplicativos cripto mais complexos.

No entanto, ela também pode aumentar o risco de execução, pois um problema em um contrato pode afetar outro contrato conectado.

Camada de execução vs. camada de consenso

A camada de execução e a camada de consenso são partes distintas, mas conectadas, do Ethereum.

A camada de execução processa transações e calcula mudanças de estado.

A camada de consenso coordena validadores, propostas de bloco, atestações, escolha de fork e finalização.

Uma forma simples de entender a diferença é dizer que a execução verifica se o resultado de uma transação é válido, enquanto o consenso determina qual histórico válido da blockchain a rede deve aceitar.

Depois que o Ethereum migrou para Proof of Stake, um node completo passou a usar um cliente de execução e um cliente de consenso.

A página oficial sobre como executar um node do Ethereum explica que os dois tipos de cliente são necessários desde The Merge.

Os dois clientes se comunicam para manter conectados os resultados de execução e as decisões de consenso de Proof of Stake.

O cliente de consenso recebe e verifica as informações de consenso.

O cliente de execução valida transações, executa contratos inteligentes e mantém o estado de execução.

A explicação oficial sobre The Merge descreve a antiga chain de Proof of Work do Ethereum como camada de execução e a Beacon Chain de Proof of Stake como camada de consenso.

A separação dessas responsabilidades permite que os desenvolvedores aprimorem os componentes de execução e consenso sem tratá-los como uma única função.

Como execução e consenso trabalham juntos

Um bloco válido de blockchain exige tanto execução correta quanto aceitação segundo as regras de consenso.

Quando um novo bloco é proposto, as transações precisam produzir um resultado de execução válido.

O cliente de execução verifica assinaturas de transações, saldos, nonces, limites de gas, comportamento dos contratos inteligentes e o estado resultante.

O cliente de consenso verifica informações relacionadas ao proponente, às atestações, às regras de Proof of Stake e ao histórico aceito da chain.

Os validadores não confiam simplesmente no resultado de execução fornecido pelo produtor do bloco.

As transações são executadas novamente para que os nodes participantes possam verificar de forma independente as mudanças de estado propostas.

O guia oficial sobre Proof of Stake do Ethereum explica que as transações de um bloco proposto são executadas novamente para verificar se as mudanças de estado são válidas.

Se o resultado da execução for inválido, os nodes honestos rejeitarão o bloco, mesmo que ele tenha sido proposto por um validador ativo.

Se a execução for válida, mas o bloco não for selecionado segundo as regras de consenso, ele poderá não fazer parte da chain canônica.

Portanto, as duas camadas são necessárias para que a blockchain seja segura e utilizável.

Cliente de execução vs. camada de execução

Um cliente de execução é um programa de software que implementa as regras de execução da blockchain.

A camada de execução é a rede e o sistema mais amplos formados por todos os clientes de execução participantes.

Um operador de node instala um cliente de execução para processar transações, manter o estado, comunicar-se com peers e fornecer interfaces para aplicativos.

Diferentes implementações de clientes podem seguir a mesma especificação de protocolo, mas usar linguagens de programação e projetos internos distintos.

A diversidade de clientes pode aumentar a resiliência, porque a rede inteira fica menos dependente de uma única implementação de software.

No entanto, todos os clientes de execução compatíveis precisam concordar com o resultado das transações válidas.

Uma divergência no comportamento da transição de estado pode fazer os nodes calcularem estados de blockchain diferentes.

A especificação da Ethereum Execution Layer oferece uma referência legível para o comportamento dos clientes de execução e as atualizações da rede.

Os desenvolvedores de clientes de execução usam especificações e testes extensivos para reduzir o risco de resultados inconsistentes.

Usuários comuns não precisam executar um cliente de execução para enviar transações, mas operar um node pode proporcionar verificação independente mais robusta e maior controle sobre o acesso à blockchain.

Camada de execução vs. camada de aplicação

A camada de aplicação contém as carteiras, interfaces e aplicações descentralizadas com as quais os usuários interagem.

A camada de execução é o sistema blockchain subjacente que processa as transações criadas por esses aplicativos.

Uma carteira pode criar e assinar uma transação, mas não determina de forma independente o estado final da blockchain.

Um aplicativo descentralizado pode exibir uma interface de swap de tokens, mas é a camada de execução que executa o contrato inteligente responsável pelo swap.

A camada de aplicação pode facilitar o uso da blockchain, enquanto a camada de execução aplica as regras do protocolo.

Um problema na interface de um aplicativo nem sempre significa que a camada de execução falhou.

Por exemplo, um site pode exibir informações incorretas enquanto o contrato inteligente e o estado subjacente da blockchain continuam corretos.

O contrário também pode ocorrer: a interface funciona normalmente, mas o contrato inteligente contém uma lógica insegura.

Por isso, ao avaliar um aplicativo cripto, os usuários devem distinguir os riscos da interface, dos contratos inteligentes e da execução da blockchain.

Camada de execução vs. camada de liquidação

A camada de execução processa transações e calcula seus resultados.

A camada de liquidação oferece um local confiável onde a propriedade final e as disputas podem ser resolvidas.

Em uma blockchain Layer 1, a execução e a liquidação podem ocorrer na mesma rede geral, embora continuem sendo conceitos distintos.

Em um projeto modular de blockchain, a execução pode ocorrer em uma rede enquanto outra rede oferece liquidação ou segurança.

Por exemplo, um rollup pode executar transações fora do ambiente de execução principal do Ethereum e, depois, publicar informações ou provas no Ethereum.

De acordo com o projeto do rollup, o Ethereum passa a servir como base de liquidação para ele.

Essa separação pode aumentar a capacidade de transações, pois nem toda ação de usuário precisa ser executada diretamente pelo ambiente Layer 1.

No entanto, os usuários precisam entender como o sistema secundário de execução publica dados, comprova resultados, processa saques e responde a falhas.

A execução informa ao sistema o que mudou, enquanto a liquidação determina quando essas mudanças podem ser consideradas finais segundo o modelo de segurança do sistema.

Camada de execução vs. camada de disponibilidade de dados

Disponibilidade de dados refere-se à possibilidade de os participantes da rede acessarem as informações necessárias para verificar a atividade da blockchain.

Execução e disponibilidade de dados resolvem problemas diferentes.

A camada de execução aplica as regras das transações e calcula mudanças de estado.

A camada de disponibilidade de dados garante que os dados necessários de transações ou blocos possam ser obtidos para verificação.

Não é possível verificar um sistema de forma independente se dados essenciais das transações estiverem ocultos, mesmo que alguém afirme que a execução foi correta.

Alguns projetos modulares de blockchain separam execução, consenso, liquidação e disponibilidade de dados em componentes diferentes.

O Ethereum oferece suporte a transações especializadas com blobs, que permitem que rollups publiquem dados temporários de forma mais eficiente.

A especificação oficial EIP-4844 introduziu transações com blobs para oferecer suporte à disponibilidade escalável de dados para rollups.

Os dados de blobs não são usados pela EVM da mesma forma que os dados calldata normais de contratos inteligentes.

Em vez disso, oferecem aos rollups um método de menor custo para disponibilizar dados enquanto a execução ocorre no ambiente do rollup.

Camadas de execução em redes Layer 2

Uma rede Layer 2 pode oferecer um ambiente de execução separado, enquanto depende de uma blockchain Layer 1 para parte da sua segurança ou liquidação.

Isso permite processar muitas transações fora do ambiente principal de execução Layer 1.

Em seguida, o sistema Layer 2 publica dados de transação, compromissos de estado ou provas de validade conforme seu projeto.

Em geral, rollups optimistic permitem um período de contestação durante o qual declarações de estado inválidas podem ser questionadas.

Rollups zero-knowledge usam provas criptográficas de validade para demonstrar que um conjunto de transações seguiu as regras exigidas.

A visão geral oficial do Ethereum sobre Layer 2 explica como redes secundárias podem aumentar a capacidade usando o Ethereum como camada de liquidação.

A execução Layer 2 pode reduzir os custos de transação e aumentar a capacidade de processamento.

No entanto, cada sistema Layer 2 pode ter regras próprias de sequenciador, processos de saque, riscos de contratos inteligentes, sistemas de prova e controles de atualização.

Os usuários não devem presumir que todas as camadas de execução oferecem as mesmas garantias de segurança.

O local da execução é apenas uma parte do modelo de confiança completo do sistema.

Uma camada de execução é o mesmo que Layer 1?

Uma camada de execução não é automaticamente o mesmo que uma blockchain Layer 1.

Layer 1 descreve uma rede blockchain base com protocolo e sistema de segurança próprios.

Camada de execução descreve a função responsável por processar transações e calcular mudanças de estado.

Uma blockchain Layer 1 pode conter uma camada de execução, um mecanismo de consenso, regras de rede, armazenamento de dados e funções de liquidação.

Uma rede Layer 2 também pode ter sua própria camada de execução, embora dependa de uma rede Layer 1 para liquidação ou disponibilidade de dados.

Os termos respondem a perguntas diferentes.

Layer 1 e Layer 2 descrevem a posição de um sistema na arquitetura blockchain.

Camada de execução descreve qual parte do sistema realiza a computação e as transições de estado.

Camada de execução e produção de blocos

A produção de blocos combina a seleção de transações com responsabilidades de execução e consenso.

Um produtor de blocos ou builder relacionado seleciona transações pendentes e as insere em um payload de execução ordenado.

A ordem importa porque os resultados dos contratos inteligentes podem depender de qual transação é executada primeiro.

O cliente de execução verifica se as transações selecionadas respeitam os limites de recursos do bloco.

Em seguida, calcula o estado resultante, o uso de gas, os recibos e outras informações de execução.

O sistema de consenso coordena a distribuição, a validação, a votação e a inclusão do bloco proposto na chain aceita.

Os outros nodes repetem a execução, em vez de confiar nos cálculos do produtor.

Essa verificação independente é uma das principais diferenças entre uma camada de execução blockchain e um banco de dados centralizado tradicional.

Em um banco de dados centralizado, um operador pode controlar diretamente o estado oficial.

Em uma blockchain, muitos nodes podem verificar se a transição de estado proposta segue as regras compartilhadas.

Camada de execução e ordenação de transações

A ordenação de transações determina a sequência em que elas são executadas dentro de um bloco.

Essa sequência pode afetar preços de tokens, resultados de liquidações, resultados de leilões e o estado dos contratos inteligentes.

Por exemplo, dois usuários podem tentar negociar contra o mesmo pool de liquidez quase ao mesmo tempo.

A transação executada primeiro altera o saldo do pool e afeta o preço recebido pela segunda transação.

O valor econômico criado ao selecionar, incluir, excluir ou ordenar transações é comumente chamado de maximal extractable value.

A documentação oficial do Ethereum sobre maximal extractable value explica como a construção de blocos e a ordenação de transações podem criar valor além das recompensas e taxas padrão dos blocos.

Algumas formas de ordenação de transações melhoram a eficiência do mercado, enquanto outras podem prejudicar os resultados dos usuários.

Um ataque sandwich, por exemplo, tenta realizar negociações antes e depois do swap descentralizado de um usuário para lucrar com seu impacto no preço.

Os usuários podem reduzir alguns riscos de execução verificando os limites de slippage, evitando pools rasos e conferindo o resultado esperado da transação.

Escalabilidade da camada de execução

A escalabilidade da camada de execução refere-se à capacidade do sistema de processar mais transações sem tornar a verificação insegura ou impraticável.

Uma blockchain pode aumentar a capacidade de execução melhorando a eficiência do software, alterando os limites de recursos, processando transações em paralelo ou transferindo atividade para sistemas Layer 2.

Cada método de escalabilidade envolve concessões.

Blocos maiores podem processar mais atividade, mas exigem mais largura de banda, armazenamento e capacidade computacional dos nodes.

Uma execução mais complexa pode dificultar a operação de um node validador.

A execução Layer 2 pode reduzir a demanda direta pela Layer 1, mas introduz bridges, sequenciadores, sistemas de prova e contratos inteligentes adicionais.

A execução paralela pode melhorar o desempenho quando as transações não dependem do mesmo estado, mas transações conflitantes ainda exigem ordenação cuidadosa.

Uma camada de execução sustentável precisa equilibrar capacidade de processamento, descentralização, segurança, verificação previsível e requisitos razoáveis de hardware.

Segurança da camada de execução

A segurança da camada de execução depende de regras corretas de protocolo, software confiável para clientes, computação determinística e verificação independente.

Um bug grave em um cliente de execução poderia fazer os nodes discordarem sobre quais mudanças de estado são válidas.

Esse risco é reduzido por múltiplas implementações de clientes, testes, auditorias, especificações formais e atualizações coordenadas da rede.

A segurança da camada de execução não torna automaticamente seguros todos os contratos inteligentes.

Um contrato inteligente pode seguir as regras válidas de execução e ainda conter um erro de programação, permissão insegura, modelo econômico falho ou projeto explorável.

A camada de execução executará fielmente o código válido do contrato, mesmo quando esse código produzir um resultado indesejado.

Portanto, os usuários precisam avaliar tanto a segurança do ambiente de execução subjacente quanto a do aplicativo individual.

Outros riscos incluem tentativas de negação de serviço, crescimento do estado, picos nas taxas, ordenação maliciosa de transações, manipulação de oráculos, vulnerabilidades em bridges e atualizações inseguras de contratos.

Uma camada base segura reduz os riscos de infraestrutura, mas não elimina todos os riscos de aplicativos ou erros dos usuários.

O que acontece quando a execução falha?

A execução pode falhar quando uma transação não atende aos requisitos do protocolo ou do contrato inteligente.

Uma transação pode falhar por causa de um nonce incorreto, saldo insuficiente, assinatura inválida, condição expirada, gas insuficiente ou chamada de contrato revertida.

Uma transação inválida pode ser rejeitada antes de ser incluída em um bloco.

Uma transação incluída em um bloco ainda pode ser revertida, embora o custo de gas continue sendo cobrado.

Em geral, uma reversão cancela as mudanças de estado realizadas durante a chamada que falhou.

O recibo da blockchain registra se a execução foi bem-sucedida ou falhou.

Uma transação com falha não significa que toda a camada de execução parou de funcionar.

Normalmente, significa que aquela transação específica não pôde ser concluída com o estado atual e as regras do contrato.

Carteiras e aplicativos costumam simular transações antes do envio para estimar o uso de gas e identificar possíveis falhas.

A simulação pode reduzir erros, mas não garante o sucesso, pois o estado da blockchain pode mudar antes da execução da transação.

Por que os resultados da execução podem mudar antes da confirmação

Uma carteira pode exibir o resultado estimado de uma transação antes de ela ser incluída em um bloco.

Essa estimativa se baseia no estado da blockchain disponível durante a simulação.

Outras transações podem alterar preços, saldos, liquidez, dados armazenados pelos contratos ou condições de empréstimo antes da execução da transação do usuário.

Isso é especialmente importante em swaps descentralizados, liquidações, leilões e vendas limitadas de tokens.

Por isso, uma transação pode gerar um resultado diferente, ser revertida ou ultrapassar o limite de slippage definido pelo usuário.

A camada de execução processa a transação com base no estado real na posição que ela ocupa no bloco, e não no estado anterior mostrado pela interface.

Antes de assinar, os usuários devem verificar o valor mínimo a receber, os prazos, as configurações de gas e as permissões do contrato.

Uma cotação exibida não é definitiva até que a execução ocorra e a transação seja confirmada.

Por que a camada de execução é importante para usuários de cripto

A camada de execução afeta quase todas as ações on-chain realizadas por um usuário de cripto.

Ela determina se uma transferência é concluída, quanto gas é consumido, quais alterações um contrato inteligente realiza e qual resultado de transação passa a fazer parte do estado da blockchain.

Também afeta a velocidade dos aplicativos, o custo das transações, a capacidade da rede e os tipos de programas que os desenvolvedores podem criar.

Uma camada de execução congestionada pode gerar taxas mais altas e tempos de espera maiores.

Uma camada de execução eficiente pode oferecer suporte a mais atividade com custos menores.

Uma camada de execução programável possibilita a criação de aplicativos descentralizados.

Uma camada de execução segura permite que os nodes verifiquem se os saldos e os estados dos contratos foram atualizados corretamente.

Entender a execução pode ajudar os usuários a compreender por que uma transação falhou, por que um swap teve slippage, por que as taxas de gas mudaram ou por que um aplicativo usa uma rede Layer 2.

Por que a camada de execução é importante para traders de cripto

Os traders de cripto interagem com camadas de execução sempre que movimentam ativos ou usam mercados on-chain.

As condições de execução podem afetar o custo final de uma negociação descentralizada.

Taxas de gas altas podem tornar pequenas negociações antieconômicas.

A baixa liquidez pode causar um grande impacto no preço durante a execução de um contrato.

A ordenação de transações pode expor swaps a estratégias de maximal extractable value.

O congestionamento da rede pode atrasar depósitos, saques, transferências por bridge ou ajustes de garantias.

Uma transação com falha ainda pode consumir taxas e fazer o trader perder uma oportunidade de mercado.

Antes de transferir fundos entre redes ou interagir com protocolos descentralizados, os traders devem considerar os custos da camada de execução.

Também devem confirmar a rede de destino, o contrato do token, o ativo usado para pagar o gas, o processo da bridge e o prazo de confirmação esperado.

Uma previsão correta do mercado ainda pode resultar em um resultado ruim se os custos de execução e os riscos técnicos forem ignorados.

Como avaliar uma camada de execução

O primeiro fator a analisar é a segurança.

Uma camada de execução confiável deve ter regras claras de protocolo, desenvolvimento ativo, validação independente e um histórico sólido de processamento correto de transições de estado.

O segundo fator é a descentralização.

Os usuários devem considerar quantas partes independentes podem executar nodes, verificar transações e participar da produção de blocos.

O terceiro fator é o desempenho.

As métricas importantes incluem capacidade de processamento, tempo de confirmação, tempo de finalização e desempenho durante períodos de alta demanda.

O quarto fator é o custo.

Os usuários devem analisar as taxas típicas, a volatilidade das taxas, os custos de transações com falha e o ativo nativo necessário para pagar pela execução.

O quinto fator é a programabilidade.

Os desenvolvedores podem avaliar as linguagens de programação compatíveis, o projeto da máquina virtual, as ferramentas, a depuração e a compatibilidade dos contratos.

O sexto fator é a interoperabilidade.

Os usuários devem analisar como ativos e mensagens circulam entre a camada de execução e outras redes.

O sétimo fator é o risco de atualização.

Os controles de governança, os poderes de emergência, as atualizações de software e as permissões para atualizar contratos podem afetar as premissas de confiança do sistema.

Equívocos comuns sobre camadas de execução

Um equívoco é pensar que a camada de execução e a camada de consenso desempenham a mesma função.

A execução verifica as transições de estado, enquanto o consenso organiza o acordo sobre o histórico aceito da blockchain.

Outro equívoco é considerar que a EVM representa toda a camada de execução.

A EVM é o mecanismo de computação, mas os clientes de execução também gerenciam transações, estado, recibos, rede e interfaces para aplicativos.

Um terceiro equívoco é pensar que toda camada de execução é uma blockchain Layer 1.

Sistemas Layer 2 também podem oferecer execução enquanto dependem de outra blockchain para liquidação ou disponibilidade de dados.

Um quarto equívoco é acreditar que uma execução bem-sucedida na blockchain significa que a transação foi financeiramente segura.

A camada de execução pode processar corretamente uma aprovação prejudicial de token, uma negociação ruim ou uma interação com um contrato malicioso.

Um quinto equívoco é presumir que uma transação enviada será executada exatamente com o resultado exibido.

Mudanças de estado, congestionamento, ordenação de transações, limites de gas e regras de slippage podem alterar ou impedir a execução.

Um sexto equívoco é pensar que a velocidade de execução, por si só, comprova que uma blockchain é segura ou descentralizada.

O desempenho é apenas um aspecto do projeto de uma blockchain e deve ser considerado junto com os requisitos de verificação e as premissas de confiança.

Exemplo de uma transação na camada de execução

Suponha que um usuário queira trocar um token cripto por outro por meio de um pool de liquidez descentralizado.

A carteira cria uma transação que contém o endereço do contrato, as instruções de swap, a quantidade de tokens, o prazo, o limite de slippage e as configurações de gas.

O usuário assina a transação com uma chave privada.

Um cliente de execução recebe a transação assinada e verifica sua validade básica.

Mais tarde, um produtor de blocos a inclui em um payload de execução.

Quando chega a sua vez de ser executada no bloco, a EVM executa o código do contrato inteligente do pool de liquidez.

O contrato verifica a aprovação de tokens do usuário, calcula o preço atual do pool, aplica a taxa de negociação e confere o requisito de valor mínimo de saída.

Se todos os requisitos forem atendidos, o contrato transfere o token de entrada, envia o token de saída, atualiza os saldos do pool e cria registros de eventos.

Se o valor de saída disponível ficar abaixo do mínimo definido pelo usuário, a execução reverte o swap.

Outros nodes repetem a mesma execução para confirmar que o resultado proposto está correto.

Este exemplo mostra como a camada de execução conecta as instruções da carteira, o código dos contratos inteligentes, o gas, as atualizações de estado e a verificação da blockchain.

Perguntas frequentes

O que significa camada de execução em cripto?

Uma camada de execução é o componente da blockchain que processa transações, executa contratos inteligentes, calcula taxas e atualiza o estado das contas e dos contratos.

O que é a camada de execução do Ethereum?

A camada de execução do Ethereum é a rede de clientes de execução responsável por processar transações, executar a EVM, transmitir informações de transação e gerenciar o estado do Ethereum.

A EVM é a camada de execução?

Não. A EVM é a máquina virtual que executa código de contratos inteligentes, enquanto a camada de execução também inclui validação de transações, gerenciamento de estado, contabilização de gas, recibos, blocos e serviços dos clientes de execução.

Qual é a diferença entre a camada de execução e a camada de consenso?

A camada de execução verifica e aplica transações, enquanto a camada de consenso ajuda os validadores a concordar sobre a ordem e a finalização de blocos válidos.

A camada de execução cria blocos?

A camada de execução ajuda a montar e validar payloads de execução, enquanto o sistema de consenso coordena propostas de bloco, atestações, escolha de fork e finalização.

As taxas de gas são pagas pela execução?

Sim. As taxas de gas pagam pelo trabalho computacional e pelos recursos limitados de bloco usados quando uma transação é processada pela camada de execução.

Uma rede Layer 2 pode ter uma camada de execução?

Sim. Muitas redes Layer 2 executam transações em seu próprio ambiente e dependem de uma blockchain Layer 1 para liquidação, disponibilidade de dados ou segurança.

O que acontece quando uma transação falha durante a execução?

As mudanças de estado pretendidas normalmente são revertidas, mas o remetente ainda pode pagar o gas pelo trabalho computacional já realizado.

Uma camada de execução pode impedir um contrato inteligente malicioso?

A camada de execução rejeita códigos que violam as regras do protocolo, mas ainda pode executar uma lógica de contrato prejudicial ou mal projetada quando ela é tecnicamente válida.

Por que transações diferentes usam quantidades diferentes de gas?

As transações usam quantidades diferentes de gas porque as operações de contratos inteligentes exigem níveis diferentes de computação, acesso a dados armazenados e mudanças de estado.

Todas as blockchains têm uma camada de execução?

Toda blockchain precisa de uma forma de validar transações e atualizar o estado, embora diferentes protocolos possam usar nomes e arquiteturas distintos para essa função.

Por que a execução é determinística?

A execução é determinística para que nodes honestos, ao processarem as mesmas transações a partir do mesmo estado inicial, calculem o mesmo resultado final.

Conclusão

A camada de execução é a parte de uma blockchain que transforma transações assinadas em mudanças de estado verificadas.

Ela valida os detalhes das transações, executa código de contratos inteligentes, calcula o gas, atualiza saldos, cria recibos e rejeita ações inválidas.

No Ethereum, a camada de execução consiste em clientes de execução que executam a EVM e mantêm o estado de execução da rede.

Ela trabalha com a camada de consenso, que coordena os validadores e determina quais blocos válidos passam a fazer parte do histórico aceito da blockchain.

A camada de execução também é diferente das camadas de aplicação, liquidação e disponibilidade de dados, embora esses componentes interajam estreitamente.

As redes Layer 2 podem oferecer ambientes de execução separados e usar uma blockchain Layer 1 para liquidação ou disponibilidade de dados.

O projeto da camada de execução afeta as taxas de transação, a escalabilidade, os recursos dos contratos inteligentes, a segurança e a experiência dos usuários de aplicativos on-chain.

Para usuários de cripto, entender a camada de execução facilita a compreensão das taxas de gas, das transações com falha, do comportamento dos contratos inteligentes, dos sistemas Layer 2 e das mudanças de estado da blockchain.

Para desenvolvedores e operadores de nodes, a camada de execução oferece as regras e o software necessários para calcular a atividade da blockchain de forma consistente em máquinas independentes.

Uma camada de execução segura e previsível é essencial, pois toda transferência de tokens, negociação descentralizada, chamada de contrato e aplicação on-chain depende de uma execução correta.