En hurtig guide til Ethereum 2.0

Da Vitalik Buterin lancerede Ethereum i 2015, blev det solgt som et bedre alternativ til Bitcoin, og måske med god grund. I modsætning til Bitcoin, som i bund og grund blot er et digitalt monetært system, er Ethereum en hel decentral platform, der kan bruges til at skabe og køre applikationer. Selv om Ethereum har sin egen native kryptovaluta - Ether - er valutaen kun en del af et større økosystem, i modsætning til at være hele dens eksistensberettigelse.

Det er denne mulighed for en bredere vedtagelse som et blockchain-værktøj, der fik mange til at tro, at Ethereum en dag ville overgå Bitcoin som verdens førende kryptovaluta.

Men det er ikke sket.

‍

Problemet med Ethereum

Ligesom alle kryptovalutaer skal Ethereum-transaktioner valideres decentralt, idet blockchain-princippet bygger på nøjagtig konsensus i modsætning til en vurdering foretaget af et centralt organ. Der er imidlertid en række måder, hvorpå der kan opnås konsensus, og den metode, som Ethereum anvender - eller i det mindste brugte - var Proof-of-Work-mekanismen, som har en række iboende problemer.

I Proof-of-Work-mekanismen (PoS) konkurrerer krypto miners fra hele verden med hinanden om at være de første til at løse et komplekst matematisk problem. Den, der løser dette problem først, optjener retten til at validere hovedbogen, oprette en ny blok og optjene kryptobetalinger i processen. Selv om det kan lyde som en kompliceret måde at gøre tingene på, er det en ekstraordinært sikker måde at opdatere data på - svært at hacke, men let at verificere.

Denne sikkerhed har dog en pris - den computerkraft, der bruges til at løse disse matematiske problemer, kræver en fænomenal mængde energi. Det anslås, at Ethereum har brug for næsten 107 TWh elektricitet årligt for at fungere. Det svarer til den mængde strøm, som hele Kasakhstan bruger hvert år - eller sagt på en anden måde: Hver enkelt Ethereum-transaktion bruger nok strøm til at forsyne et gennemsnitligt amerikansk hjem med strøm i 9 dage.

Det er heller ikke kun et spørgsmål om energiforbrug - Ethereum har også problemer med hastigheden, idet blockchainen kun kan validere et sted mellem 15 og 30 transaktioner i sekundet. Det lyder måske af meget, men dit gennemsnitlige kreditkortfirma behandler mellem 20.000 og 40.000 transaktioner i sekundet, hvilket efterlader Ethereum i støvet.

Kreditkortselskaberne bruger ganske vist ikke blockchains - i hvert fald ikke i stort omfang og ikke endnu - hvilket giver dem en klar hastighedsfordel. Men hvis Ethereum ønsker at konkurrere på det globale økonomiske marked, kan det ikke vælge og vrage sine konkurrenter. Da den lave hastighed, hvormed Ethereum behandler transaktioner, gør netværket notorisk trægt og overbelastet, var der behov for at gøre noget.

‍

Indtast Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 er en væsentlig opgradering af den oprindelige blockchain, der har til formål at løse disse problemer og meget mere. De to mest grundlæggende ændringer i økosystemet, der har til formål at øge hastigheden og skalerbarheden, er et skift fra en Proof-of-Work- til en Proof-of-Stake-mekanisme og indførelsen af "sharding".  

Bevis for indsats

I modsætning til PoW, som er afhængig af krypto miners, der kører stativer af GPU'er 24 timer i døgnet, involverer Proof-of-Stake (PoS) individuelle medlemmer af et kryptonetværk, der satser deres egne tokens for at vinde muligheden for at validere den næste blok i kæden. Disse individuelle validatorer udvælges ved lodtrækning, hvor deres chancer for at vinde afhænger af, hvor mange tokens de har satset. Ulempen ved dette system er, at det potentielt placerer kontrollen over netværket i hænderne på den, der ejer flest tokens, men det er også meget hurtigere og mere energieffektivt, da det fjerner behovet for store mængder computerkraft.  

PoS reducerer ikke kun Ethereums energiforbrug med 99,95 %, men øger også transaktionshastigheden 64 gange, og det burde være et vigtigt skridt på vejen til at fjerne de flaskehalsproblemer og energiproblemer, som netværket har været plaget af.

Sharding

En form for datapartitionering, der opdeler blockchains i mindre, lettere håndterbare dele, kendt som shards, og som fremskynder valideringsprocessen. Ved hjælp af dette system behøver personer, der har vundet PoS-valideringsrettigheder - "validatorer" - ikke at bekræfte rigtigheden af hele Ethereum-blokkæden, men kun en lille del af den. Med individuelle validatorer, der regelmæssigt skifter mellem shards for at undgå muligheden for blockchain-manipulation, bruges den underliggende "Beacon Chain" til at koordinere de shards, der er bygget på den.

Ud over indførelsen af PoS og sharding er der en række andre koncepter, som også kan forbedre Ethereums effektivitet. Fra indførelsen af "Plasma", et ekstra lag i blockchainen, der er designet til at håndtere store transaktionsmængder, til eWASM, en kodningsløsning, der er designet til at optimere udviklingsapplikationerne på Ethereum-netværket, er alle mulige opgraderinger på vej.

Og en pipeline Ethereum 2.0 er helt sikkert en pipeline.  

‍

Myten om 2.0

Som opgraderinger går, er Ethereum 2.0 mindre en ny platform og mere et skift i operationelle udsigter - faktisk så meget, at grundlæggerne af blockchainen i januar 2022 besluttede at holde op med at kalde den nye version Ethereum 2.0. Teknisk set omtales Eth1 nu som "udførelseslaget", mens Eth2 er "konsensuslaget", men for enkelhedens skyld fortsætter vi med at kalde det Ethereum 2.0.

Da det ikke forventes, at den fulde opgradering af Ethereum vil være i gang i 2023, er 2.0 kommet i en række forskellige faser siden annonceringen i 2020.

I fase 0 blev Beacon Chain lanceret, den underliggende ramme, der tjener som grundlag for alle efterfølgende faser og for forvaltningen af de validatorer, der opretter blokke ved hjælp af PoS-mekanismen.

I begyndelsen af 2022 blev fase 1 indført og bestod primært i at implementere shardkæderne. Som nævnt spredte disse "mini" blockchains transaktionsdata-arbejdsbyrden over hele Ethereum-økosystemet, men det skal dog bemærkes, at denne evne ikke vil være funktionel før udgivelsen af fase 1.5 og fase 2.

Fase 1.5 kan betragtes som en docking-procedure mellem Ethereum 1.0 og Ethereum 2.0. Med denne sammenlægning af Ethereum 1.0-mainnettet med Beacon Chain vil Ethereums oprindelige blockchain fungere som en af de 64 shards, der blev indført i den foregående fase.

Endelig vil vi have fase 2, hvor vi får fuldt fungerende shard-interoperabilitet, hvor netværket kan håndtere smarte kontrakter. Selv om Ethereum 2.0 teknisk set vil blive anset for at være operationelt efter fase 1.5, vil de separate shardkæder først efter fase 2 fungere sammen som et mainnet.

‍

Det endelige resultat.

Kulminationen af Ethereum 2.0's faser skulle resultere i en dramatisk stigning i ydeevnen på tværs af hele netværket og generere hastigheder på op til 100.000 transaktioner pr. sekund.  

Selv om denne hastighed i høj grad skyldes PoS-mekanismen, er de sikkerhedsmæssige betænkeligheder, der er forbundet med brugen af denne mekanisme, blevet opvejet ved at fastsætte et minimumsantal validatorer - 16 384 for at være præcis. Da dette er en enorm stigning i antallet af validatorer, der normalt er forbundet med PoS-mekanismer, vil blockchainen bevare meget af den decentrale kvalitet af PoW-systemer, hvilket gør den uhyre sikker.

For dem, der er mere interesserede i Ethereum som en finansiel investering, bør disse opgraderinger resultere i en ny stigning i valutaens markedspris. Med reducerede transaktionsgebyrer og øgede muligheder for udviklere bør den langsigtede tendens i Ethereums værdi være en kontinuerlig stigning, da platformen endelig etablerer sig som den lovede globale blockchain-løsning.

‍

En ændring af spillet?

Med den fulde funktionalitet af Ethereum 2.0 endnu ikke set, er det svært at se fremtiden helt nøjagtigt endnu. Men med 2.0, der fjerner Proof of Work helt fra netværket til fordel for staking, bør de resulterende fordele have en dybtgående indvirkning på Ethereums adoptionsrate som både valuta og udviklingsplatform.  

Vil vi se enden på Proof-of-Work som en valideringsmekanisme på tværs af hele blockchain rummet som et resultat? Meget muligt. Med 18.465 kryptovalutaer, der alle kæmper om investorernes opmærksomhed (pr. marts 2022), vil disse valutaer holde nøje øje med Ethereums PoS-præstationer i et forsøg på at gøre sig selv mere relevante og attraktive.

Vitalik Buterin kan have lanceret Ethereum i et forsøg på at tilbyde et mere dynamisk blockchain-alternativ til Bitcoin, men Ethereum 2.0 kan have en meget bredere indvirkning på krypto-landskabet end det. Faktum er, at crypto mining aldrig har været mindre populær end i dag, og når aktører af Ethereum's størrelse bevæger sig, har verden for vane at bevæge sig med dem.