Szybki przewodnik po Ethereum 2.0

Kiedy Vitalik Buterin uruchomił Ethereum w 2015 roku, został sprzedany jako lepsza alternatywa dla Bitcoina, i być może nie bez powodu. W przeciwieństwie do Bitcoina, który jest w zasadzie tylko cyfrowym systemem monetarnym, Ethereum jest całą zdecentralizowaną platformą, która może być używana do tworzenia i uruchamiania aplikacji. Chociaż Ethereum ma swoją własną natywną kryptowalutę - Ether - waluta jest tylko częścią większego ekosystemu, w przeciwieństwie do tego, że jest całym powodem jego istnienia.

To właśnie ten zakres szerszej adopcji jako narzędzia blockchain sprawił, że wielu wierzyło, że Ethereum pewnego dnia prześcignie Bitcoina jako kryptowalutę nr 1 na świecie.

Tak się jednak nie stało.

‍

Problem z Ethereum

Podobnie jak wszystkie kryptowaluty, transakcje Ethereum muszą być zatwierdzone w sposób zdecentralizowany, zasada blockchain polega na dokładnym konsensusie w przeciwieństwie do oceny dokonanej przez centralny organ. Istnieje jednak wiele sposobów, w jaki można osiągnąć konsensus, a metodą, którą Ethereum wykorzystuje - lub przynajmniej wykorzystywało - był mechanizm Proof-of-Work, który ma szereg nieodłącznych problemów.

W mechanizmie Proof-of-Work (PoS) górnicy kryptowalut na całym świecie konkurują ze sobą, aby jako pierwsi rozwiązać złożony problem matematyczny. Ktokolwiek rozwiąże ten problem jako pierwszy, zyskuje prawo do zatwierdzenia księgi, stworzenia nowego bloku i zarabiania kryptowalut w tym procesie. Chociaż może to brzmieć jak skomplikowany sposób robienia rzeczy, jest to wyjątkowo bezpieczny sposób aktualizacji danych - trudny do zhakowania, ale łatwy do zweryfikowania.

Jednak to bezpieczeństwo ma swoją cenę - moc obliczeniowa wykorzystywana do rozwiązywania tych problemów matematycznych wymaga fenomenalnej ilości energii. Szacuje się, że Ethereum potrzebuje prawie 107 TWh energii elektrycznej rocznie, aby funkcjonować. To ilość energii zużywanej co roku przez cały Kazachstan - lub mówiąc inaczej, każda pojedyncza transakcja Ethereum zużywa tyle energii, że wystarczyłoby jej na zasilenie przeciętnego amerykańskiego domu przez 9 dni.

Nie jest to tylko kwestia zużycia energii - Ethereum boryka się również z problemami związanymi z szybkością, a blockchain jest w stanie zatwierdzić jedynie od 15 do 30 transakcji na sekundę. Choć może się to wydawać dużo, przeciętna firma obsługująca karty kredytowe przetwarza od 20 000 do 40 000 transakcji na sekundę, pozostawiając Ethereum w tyle.

Co prawda firmy zajmujące się kartami kredytowymi nie korzystają z blockchainów - przynajmniej nie szeroko i jeszcze - co daje im wyraźną przewagę w zakresie prędkości. Jednak jeśli Ethereum chce konkurować na globalnym rynku gospodarczym, nie może wybierać i wybierać swoich konkurentów. Z niską prędkością, z jaką Ethereum przetwarza transakcje, przez co sieć jest notorycznie ospała i zatłoczona, należało coś zrobić.

‍

Wprowadź Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 jest znaczącą aktualizacją oryginalnego blockchaina, mającą na celu rozwiązanie tych i innych problemów. Mając na celu zapewnienie większej szybkości i skalowalności, dwie najbardziej fundamentalne zmiany w ekosystemie to przejście z mechanizmu Proof-of-Work na Proof-of-Stake oraz wprowadzenie "shardingu".  

Proof of Stake

W przeciwieństwie do PoW, które polega na górnikach kryptowalutowych pracujących na stojakach z procesorami graficznymi 24 godziny na dobę, Proof-of-Stake (PoS) polega na tym, że poszczególni członkowie sieci kryptowalutowej stawiają swoje własne tokeny, aby wygrać możliwość zatwierdzenia następnego bloku w łańcuchu. Ci indywidualni walidatorzy są wybierani w drodze losowania, a ich szanse na wygraną zależą od tego, ile tokenów postawili. Wadą tego systemu jest to, że potencjalnie oddaje on kontrolę nad siecią w ręce tego, kto posiada najwięcej tokenów, jednak jest on również znacznie szybszy i bardziej energooszczędny, eliminując potrzebę posiadania ogromnych ilości mocy obliczeniowej.  

Z PoS nie tylko zmniejsza zużycie energii Ethereum o 99,95%, ale zwiększa wydajność transakcji o 64 razy, powinien przejść długą drogę do usunięcia wąskiego gardła i problemów energetycznych, które nękały sieć.

Sharding

Forma partycjonowania danych, która dzieli blockchainy na mniejsze, łatwiejsze do zarządzania części zwane shardami, proces shardingu przyspiesza proces walidacji. Korzystając z tego systemu, osoby, które zdobyły prawa do walidacji PoS - "walidatorzy" - nie muszą potwierdzać prawdziwości całego blockchaina Ethereum, a jedynie jego niewielką część. Przy czym poszczególni walidatorzy są regularnie przełączani między shardami, aby uniknąć możliwości manipulacji blockchainem, bazowy "Beacon Chain" służy do koordynacji zbudowanych na nim shardów.

Oprócz wprowadzenia PoS i shardingu istnieje szereg innych koncepcji, które również mogą służyć poprawie wydajności Ethereum. Od wprowadzenia "Plasma", dodatkowej warstwy w blockchainie zaprojektowanej do obsługi dużych wolumenów transakcji, do eWASM, rozwiązania kodowania zaprojektowanego w celu optymalizacji aplikacji deweloperskich w sieci Ethereum, wszelkiego rodzaju aktualizacje są w przygotowaniu.

A rurociąg Ethereum 2.0 z pewnością nim jest.  

‍

Mit 2.0

Jako unowocześnienie, Ethereum 2.0 jest mniej nową platformą, a bardziej zmianą perspektywy operacyjnej - tak bardzo, że w styczniu 2022 roku założyciele blockchaina zdecydowali się przestać nazywać nową wersję Ethereum 2.0. Technicznie Eth1 jest teraz określany jako "warstwa wykonawcza", a Eth2 jest "warstwą konsensusu", jednak dla uproszczenia będziemy nadal odnosić się do niego jako Ethereum 2.0.

Z pełną aktualizacją Ethereum nie oczekuje się, że będzie odpalać na wszystkich cylindrach do 2023 roku, 2.0 przybył w kilku wyraźnych fazach od czasu ogłoszenia w 2020 roku.

W fazie 0 uruchomiono Beacon Chain, bazowy framework, który służy jako fundament dla wszystkich kolejnych faz, a także zarządza walidatorami, którzy tworzą bloki za pomocą mechanizmu PoS.

Na początku 2022 roku wprowadzono Fazę 1, która polegała przede wszystkim na wdrożeniu łańcuchów shardów. Jak wspomniano, te "mini" blockchains rozkładają obciążenie danymi transakcyjnymi na cały ekosystem Ethereum, jednak należy zauważyć, że ta zdolność nie będzie funkcjonalna aż do wydania faz 1.5 i fazy 2.

O fazie 1.5 można myśleć jako o procedurze dokowania pomiędzy Ethereum 1.0 i Ethereum 2.0. Dzięki temu połączeniu mainnetu Ethereum 1.0 z Beacon Chain, oryginalny blockchain Ethereum będzie służył jako jeden z 64 shardów wprowadzonych w poprzedniej fazie.

Wreszcie, będziemy mieli Fazę 2, w której zobaczymy w pełni funkcjonującą interoperacyjność shardów, z siecią zdolną do obsługi inteligentnych kontraktów. Chociaż Ethereum 2.0 będzie technicznie uznane za operacyjne po fazie 1.5, dopiero po fazie 2 oddzielne łańcuchy shardów będą działać razem jako mainnet.

‍

Ostateczny wynik.

Kulminacja etapów Ethereum 2.0 powinna zaowocować dramatycznym wzrostem wydajności w całej sieci, generując prędkość do 100 000 transakcji na sekundę.  

Chociaż ta szybkość jest w dużej mierze zasługą mechanizmu PoS, obawy dotyczące bezpieczeństwa, które otaczają wykorzystanie tego mechanizmu, zostały zrównoważone przez określenie minimalnej liczby walidatorów - dokładnie 16 384. Dzięki temu, że jest to ogromny wzrost liczby walidatorów normalnie związanych z mechanizmami PoS, blockchain zachowa wiele ze zdecentralizowanej jakości systemów PoW, co czyni go niezwykle bezpiecznym.

Dla tych, którzy są bardziej zainteresowani Ethereum jako inwestycją finansową, te ulepszenia powinny spowodować nowy wzrost ceny rynkowej waluty. Dzięki obniżonym opłatom transakcyjnym i zwiększonym możliwościom dla deweloperów, długoterminowy trend wartości Ethereum powinien być stale rosnący, ponieważ platforma w końcu ustanawia się jako obiecane globalne rozwiązanie blockchain.

‍

A Gamechanger?

Ponieważ nie znamy jeszcze pełnej funkcjonalności Ethereum 2.0, trudno jest jeszcze dokładnie wyobrazić sobie przyszłość. Jednak w związku z tym, że 2.0 całkowicie usuwa Proof of Work z sieci na rzecz stakingu, wynikające z tego korzyści powinny mieć głęboki wpływ na wskaźnik adopcji Ethereum jako waluty i platformy rozwojowej.  

Czy w rezultacie będziemy świadkami końca Proof-of-Work jako mechanizmu walidacji w całej przestrzeni blockchain? Całkiem możliwe. Przy 18 465 kryptowalutach walczących o uwagę inwestorów (stan na marzec 2022 r.), waluty te będą uważnie obserwować wyniki PoS Ethereum, aby zwiększyć swoje znaczenie i atrakcyjność.

Vitalik Buterin mógł uruchomić Ethereum w celu zaoferowania bardziej dynamicznej alternatywy blockchain dla Bitcoina, jednak Ethereum 2.0 może mieć znacznie szerszy wpływ na krajobraz kryptowalut niż to. Faktem jest, że wydobycie kryptowalut nigdy nie było mniej popularne niż dziś, a kiedy gracze wielkości Ethereum poruszają się, świat ma zwyczaj poruszać się z nimi.