Resumo
Execução Stateless: Os validadores não armazenam todo o estado, mas apenas verificam as transições através de provas criptográficas.
Execução Stateful: Cada validador armazena e atualiza todo o estado do sistema (modelo tradicional da Ethereum mainnet).
Stateless baseado em provas compactas (Verkle trees, STARKs) e uma camada de dados disponível (DA) robusta.
Vantagens principais: Custos de hardware muito mais baixos + Aumento da descentralização em comparação com o tamanho da prova e largura de banda mais alta.
Realidade 2025: O modelo Stateless puro ainda é raro; a maioria da arquitetura modular utiliza execução Stateless combinada com DA/estado (modelo híbrido).
Exemplos típicos: Ethereum Verge (Verkle), Polygon AggLayer, rollups em Celestia, e pontes preguiçosas (lazy bridging)
Por que o modelo de execução é importante?
A forma como os nós da blockchain acessam e atualizam o estado não é mais um detalhe de implementação simples; tornou-se uma das ferramentas principais para escalar e alcançar soberania no design modular. À medida que os rollups, appchains, e L2 soberanas se desenvolvem, os arquitetos devem decidir se os validadores precisam carregar terabytes de dados históricos ou se podem verificar a transição de estado sem armazenar o estado.
A escolha entre Stateless e Stateful afeta diretamente a descentralização, barreiras de hardware, custos de disponibilidade de dados, e a capacidade de interoperabilidade intercadeia.
Definição 2 Modelos
Execução Stateful – Modelo Tradicional
No modelo Stateful, cada nó completo mantém uma cópia atualizada completa de todo o estado do sistema (saldos de conta, armazenamento de contratos inteligentes, códigos hash, etc.). Quando um bloco é proposto:
O produtor de blocos inclui a transação e a nova raiz de estado.
Cada validador executa novamente cada transação em uma cópia local do estado.
Se a raiz de estado resultante corresponder à raiz no bloco, o bloco é aceito.
Ethereum, Solana, BNB Chain, e a maioria dos L1 monolíticos operam dessa forma. A vantagem é a simplicidade e a confirmação de estado instantânea: qualquer nó pode responder "qual é o saldo do endereço X?" sem precisar se comunicar com outra parte.
Desvantagem clara em 2025: Um nó Ethereum de armazenamento completo atualmente excede 14 TB e continua a crescer. Mesmo os nós que foram podados ainda precisam de SSD ~1 TB e RAM 32+ GB, eliminando a viabilidade de operação para a maioria dos usuários individuais.
Execução Stateless
No modelo Stateless, os validadores não armazenam o estado do sistema localmente. Em vez disso, cada transação (ou lote) vem com uma prova criptográfica que confirma que a transação tem acesso às partes do estado necessárias (por exemplo: ramificação Merkle na árvore Patricia ou prova Verkle).
O processo de verificação torna-se:
O produtor de blocos anexa prova + transação + nova raiz de estado.
Os validadores verificam a validade da prova em relação à raiz de estado aceita mais próxima.
Os validadores executam novamente a transação apenas com os dados da prova fornecidos.
Se a raiz de estado calculada corresponder à declaração no bloco, aceita.
Nenhum nó armazena mais do que alguns blocos de estado recentes. O peso se desloca de armazenamento para largura de banda e verificação criptográfica.
Considerações Técnicas ao Escalar
Requisitos de Hardware e Descentralização
Stateless claramente domina neste aspecto. Um cliente Ethereum Stateless está sendo testado na rede testnet Verge e pode funcionar suavemente em um mini-PC de 300 USD ou até mesmo em um cluster de Raspberry Pi 5 de alta performance. Enquanto isso, rodar um nó de execução Stateful na maioria das L1/L2 requer hardware empresarial.
Prova prática: Nós DA leves de Celestia operaram Stateless com <8 GB de RAM, enquanto nós de execução Ethereum lutam com o problema do estado ineficaz.
Largura de Banda e Tamanho
A desvantagem principal da execução Stateless pura sempre foi o problema da prova ineficaz. Com a clássica árvore Merkle-Patricia do Ethereum, uma única transação ERC-20 geralmente requer ~1–3 KB de dados de prova. Mesmo com 1.000 transações/segundo, isso se traduz em dezenas de megabits/segundo apenas para provas, superando o limite prático para clientes Stateless.
É por isso que todo o ecossistema está correndo em direção às árvores Verkle e recursão STARK: ambos reduzem o tamanho da prova em 20–30× e tornam o cliente Stateless viável em escala prática.
Garantir Disponibilidade de Dados
Cliente Stateless só é seguro pela camada disponível de dados de base. Se o produtor de blocos ocultar uma parte da prova ou delta de estado, o validador Stateless não pode detectar fraudes sem todos os dados.
Esta é a razão pela qual a execução Stateless quase sempre é combinada com uma camada DA dedicada (Celestia, Ethereum DAS após Praga, Avail). A camada DA ainda é Stateful, o que significa que deve armazenar e servir dados, mas os validadores de execução permanecem leves e Stateless.
Compatibilidade Síncrona & Assíncrona
Rollups Stateful (ex: Arbitrum One antes de Atlas, cadeia OP Stack) oferecem compatibilidade síncrona: um token neste rollup pode ser usado em outro rollup no mesmo bloco se compartilhar a camada de pagamento comum.
O design Stateless tende a se mover em direção à compatibilidade assíncrona, pois a prova de estado leva tempo para ser criada e propagada. Projetos como Polygon AggLayer e a ponte SP1 da Succinct estão abordando isso com mecanismos de confirmação prévia e uma ponte Stateless comum.
Implementação Prática
Ethereum – Árvores Verkle
A atualização "Verge" próxima do Ethereum substitui a árvore Patricia Merkle por árvores Verkle, reduzindo o tamanho da prova de kilobytes para ~30–50 bytes por slot de armazenamento. EIP-6800 e EIP-7691 estabelecem as bases para um cliente Stateless totalmente em 2026–2027. Quando implementado, qualquer um pode executar um nó de verificação completo em um laptop enquanto ainda verifica toda a cadeia.
Celestia + Rollups – DA Stateless, Execução Híbrida
Celestia é totalmente Stateless para amostragem de disponibilidade de dados. Os rollups registrados em Celestia (ex: Doma, Movimento) atualmente executam nós Stateful, mas projetos como Eclipse e Citrus (rollup SVM em Celestia) estão direcionando clientes SVM Stateless com provas STARK e DA Celestia.
Polygon AggLayer – Ponte Stateless Multifuncional
AggLayer implementa um agregador de provas Stateless comum. As cadeias separadas podem manter estado interno, mas mensagens intercadeia são comprovadas via ZK Stateless com base na raiz de estado comum. Isso fornece a segurança da camada de pagamento comum sem exigir que cada validador armazene o estado de todas as cadeias.
Os Métodos Híbridos – Soluções Práticas
A execução puramente Stateless ainda é rara na produção. A maioria dos grupos aplica um dos três modelos híbridos:
Execução Stateful + verificação Stateless (ex: o provedor boojum do zkSync Era gera provas que qualquer nó Stateless pode verificar)
Cliente Stateless + DA/estado básico (modelo Ethereum + Celestia)
A camada de ponte Stateless sobre a cadeia Stateful (AggLayer, assinatura de cadeia da Near)
Esses modelos híbridos capturam a maioria dos benefícios da descentralização enquanto controlam os custos da prova.
Implementação no Futuro
Até 2027, a suposição padrão na arquitetura modular pode ser "execução Stateless, disponibilidade de dados e pagamento mínimo Stateful". Avanços em árvores Verkle, recursão STARK, e distribuição de provas descentralizadas (ex: Rede Portal, cliente leve Helios) estão eliminando as últimas grandes barreiras.
Para os construtores que escolhem o modelo de execução hoje:
Se a prioridade máxima é a descentralização e soberania a longo prazo → escolha Stateless desde o início (combinado com Celestia/Avail/Ethereum DAS)
Se a compatibilidade síncrona e a aceitação de hardware mais robusto forem necessárias → execução Stateful com poda de dados robusta e um roteiro de transição para Stateless
O modelo Stateless não é uma solução universal, mas está se tornando um pré-requisito para qualquer cadeia que queira manter a neutralidade e a acessibilidade global à medida que o estado cresce indefinidamente.
O futuro da blockchain escalável e soberana é onde nenhuma entidade, por mais bem financiada que seja, deve armazenar todo o histórico da cadeia para participar do consenso. Esse futuro está sendo construído.