Короткий посібник з Ethereum 2.0

Коли Віталік Бутерін запустив Ethereum у 2015 році, він був проданий як чудова альтернатива біткойну, і, можливо, з поважних причин. На відміну від біткойна, який по суті є просто цифровою грошовою системою, Ethereum - це ціла децентралізована платформа, яку можна використовувати для створення та запуску додатків. Хоча Ethereum має власну власну власну криптовалюту — Ether — валюта є лише частиною більшої екосистеми, на відміну від того, щоб бути всією її причиною існування.

Саме цей простір для більш широкого впровадження як інструменту блокчейну змусив багатьох повірити, що Ethereum одного дня перевершить біткойн як світову криптовалюту #1.

Однак цього не сталося.

‍

Проблема з Ethereum

Як і всі криптовалюти, транзакції Ethereum повинні бути перевірені децентралізованим способом, принцип блокчейну спирається на точний консенсус, а не на оцінку, зроблену центральним органом. Однак існує ряд способів, за допомогою яких можна досягти консенсусу, і методом, який використовує Ethereum - або, принаймні, використовувався - був механізм Proof-of-Work, який має ряд невід'ємних проблем.

У механізмі Proof-of-Work (PoS) майнери криптовалют по всьому світу конкурують між собою, щоб першими вирішити складну математичну задачу. Той, хто вирішить цю проблему першим, отримує право перевірити книгу, створити новий блок і заробити криптоплатіж у процесі. Хоча це може здатися складним способом виконання речей, це надзвичайно безпечний спосіб оновлення даних — його важко зламати, але легко перевірити.

Однак ця безпека має свою ціну — обчислювальна потужність, яка використовується для вирішення цих математичних завдань, вимагає феноменальної кількості енергії. За оцінками, Ethereum потребує майже 107 ТВт-год електроенергії щорічно, щоб функціонувати. Це кількість електроенергії, яка щороку використовується всією країною Казахстану - або, іншими словами, кожна окрема транзакція Ethereum використовує достатньо електроенергії для живлення середнього будинку в США протягом 9 днів.

Це також не просто питання використання енергії — Ethereum також стикається з проблемами швидкості, оскільки блокчейн може перевіряти лише десь від 15 до 30 транзакцій в секунду. Хоча це може звучати як багато, ваша середня компанія, що займається кредитними картками, обробляє від 20 000 до 40 000 транзакцій в секунду, залишаючи Ethereum у своєму пилу.

Слід визнати, що компанії, що випускають кредитні картки, не використовують блокчейни - принаймні, не широко і ще ні - що дає їм явну перевагу в швидкості. Однак, якщо Ethereum хоче конкурувати на світовому економічному ринку, він не може вибрати своїх конкурентів. З низькою швидкістю, з якою Ethereum обробляє транзакції, роблячи мережу, як відомо, млявою та перевантаженою, щось потрібно було зробити.

‍

Введіть Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 - це суттєве оновлення до оригінального блокчейну, призначеного для вирішення цих та інших проблем. Призначені для забезпечення підвищеної швидкості та масштабованості, двома найбільш фундаментальними змінами в екосистемі є перехід від доказу роботи до механізму підтвердження частки володіння proof-of-stake та впровадження «шардінгу».  

Підтвердження ставки

На відміну від PoW, який покладається на майнерів криптовалют, які керують стійками графічних процесорів 24 години на добу, Proof-of-Stake (PoS) включає окремих членів криптомережі, які роблять стейкінг власних токенів, щоб виграти можливість перевірити наступний блок у ланцюжку. Ці індивідуальні валідатори вибираються лотереєю, їхні шанси на виграш залежать від того, скільки токенів вони зробили ставку. Недоліком цієї системи є те, що вона потенційно передає контроль над мережею в руки того, хто володіє найбільшою кількістю токенів, однак вона також набагато швидша та енергоефективніша, усуваючи потребу у величезних обсягах обчислювальної потужності.  

Оскільки PoS не тільки скоротив споживання енергії Ethereum на 99.95%, але й збільшив продуктивність транзакцій у 64 рази, він повинен пройти довгий шлях до усунення вузького місця та енергетичних проблем, які турбували мережу.

Заїдання

Форма розділення даних, яка ділить блокчейни на менші, легше керовані частини, відомі як черепки, процес шардування прискорює процес перевірки. Використовуючи цю систему, особам, які виграли права на перевірку PoS — «валідаторам» — не потрібно підтверджувати правдивість усього блокчейну Ethereum, лише невеликої його частини. Оскільки окремі валідатори регулярно перемикаються між черепками, щоб уникнути можливості маніпулювання блокчейном, базовий «Ланцюг маяків» використовується для координації осколків, побудованих на ньому.

Крім впровадження PoS і осколків, існує ряд інших концепцій, які також можуть служити для підвищення ефективності Ethereum. Від впровадження «Плазми», додаткового рівня в блокчейні, призначеного для обробки великих обсягів транзакцій, до eWASM, рішення для кодування, призначеного для оптимізації додатків для розробки в мережі Ethereum, на черзі всілякі оновлення.

І трубопровід Ethereum 2.0, безумовно, є.  

‍

Міф про 2.0

У міру оновлення Ethereum 2.0 - це менше нова платформа і більше зміна операційних перспектив - настільки, насправді, що в січні 2022 року засновники блокчейну вирішили припинити називати нову версію Ethereum 2.0. Технічно Eth1 тепер називають «рівнем виконання», а Eth2 є «рівнем консенсусу», однак заради простоти ми продовжимо називати його Ethereum 2.0.

З повним оновленням Ethereum, не очікується, що він буде стріляти по всіх циліндрах до 2023 року, 2.0 прибув у ряді різних етапів з моменту його оголошення в 2020 році.

Фаза 0 передбачала запуск ланцюга маяків, базового фреймворку, який служить основою для всіх наступних етапів, а також управління валідаторами, які створюють блоки за допомогою механізму PoS.

На початку 2022 року була представлена Фаза 1, яка складалася в основному з розгортання черепкових ланцюгів. Як уже згадувалося, ці «міні» блокчейни поширюють робоче навантаження на дані транзакцій по всій екосистемі Ethereum, однак слід зазначити, що ця можливість не буде функціональною до випуску фаз 1.5 і фази 2.

Фазу 1.5 можна розглядати як процедуру стикування між Ethereum 1.0 і Ethereum 2.0. При такому злитті основної мережі Ethereum 1.0 з мережею Beacon оригінальний блокчейн Ethereum буде служити одним з 64 черепків, представлених на попередньому етапі.

Нарешті, ми матимемо Фазу 2, яка побачить повністю функціонуючу сумісність осколків, з мережею, здатною обробляти смарт-контракти. Хоча Ethereum 2.0 технічно буде вважатися робочим після фази 1.5, лише після фази 2 окремі ланцюги осколків працюватимуть разом як основна мережа.

‍

Кінцевий результат.

Кульмінація фаз Ethereum 2.0 повинна призвести до різкого збільшення продуктивності по всій мережі, генеруючи швидкість до 100 000 транзакцій в секунду.  

Хоча ця швидкість значною мірою пов'язана з механізмом PoS, проблеми безпеки, які оточують використання цього механізму, були компенсовані тим, що передбачили мінімальну кількість валідаторів — точніше 16 384. Оскільки це величезне збільшення кількості валідаторів, зазвичай пов'язаних з механізмами PoS, блокчейн буде підтримувати більшу частину децентралізованої якості систем PoW, що зробить його надзвичайно безпечним.

Для тих, хто більше цікавиться Ethereum як фінансовою інвестицією, ці оновлення повинні призвести до нового сплеску ринкової ціни валюти. Зі зниженням комісій за транзакції та збільшенням можливостей розробників довгострокова тенденція вартості Ethereum повинна постійно зростати, оскільки платформа нарешті утвердилася як обіцяне глобальне блокчейн-рішення.

‍

Зміна гри?

З повною функціональністю Ethereum 2.0, яку ще належить побачити, поки що важко точно візуалізувати майбутнє. Однак, оскільки 2.0 повністю видаляє Proof of Work з мережі на користь стейкінгу, отримані переваги повинні мати глибокий вплив на швидкість прийняття Ethereum як валюти та платформи розробки.  

Чи побачимо ми в результаті кінець Proof-of-Work як механізму перевірки у всьому просторі блокчейну? Цілком можливо. З 18 465 криптовалютами, які змагаються за увагу інвесторів (станом на березень 2022 року), ці валюти будуть уважно стежити за ефективністю PoS Ethereum, намагаючись зробити себе більш актуальними та привабливими.

Віталік Бутерін, можливо, запустив Ethereum, намагаючись запропонувати більш динамічну альтернативу блокчейну біткойну, однак Ethereum 2.0 може мати набагато ширший вплив на криптоландшафт, ніж це. Справа в тому, що майнінг криптовалют ніколи не був менш популярним, ніж сьогодні, і коли гравці розміром з Ethereum рухаються, світ має звичку рухатися разом з ними.