Het probleem met Ethereum

Net als alle cryptocurrencies moeten Ethereum-transacties op een gedecentraliseerde manier worden gevalideerd, waarbij het blockchain-principe leunt op nauwkeurige consensus in plaats van een beoordeling door een centrale instantie. Er zijn echter verschillende manieren waarop consensus bereikt kan worden, en de methode die Ethereum gebruikt — of in ieder geval gebruikte — was het Proof-of-Work mechanisme, dat een aantal inherente problemen kent.

Bij het Proof-of-Work mechanisme (PoS) concurreren crypto miners over de hele wereld met elkaar om als eerste een complex wiskundig probleem op te lossen. Wie dit probleem als eerste oplost, verdient het recht om het grootboek te valideren, een nieuw blok te creëren en crypto betaling te verdienen in het proces. Hoewel dat misschien klinkt als een ingewikkelde manier van doen, is het een buitengewoon veilige manier van gegevens bijwerken - moeilijk te hacken maar makkelijk te verifiëren.

Deze beveiliging heeft echter een prijs — de rekenkracht die nodig is om deze wiskundige problemen op te lossen vereist een fenomenale hoeveelheid energie. Er wordt geschat dat Ethereum jaarlijks bijna 107 TWh aan elektriciteit nodig heeft om te functioneren. Dat is de hoeveelheid stroom die elk jaar door het hele land Kazachstan wordt gebruikt — of om het anders te stellen, elke individuele Ethereum-transactie verbruikt genoeg elektriciteit om een gemiddeld Amerikaans huis 9 dagen van stroom te voorzien.

Het gaat niet alleen om het energieverbruik — Ethereum kampt ook met snelheidsproblemen, aangezien de blockchain slechts in staat is om ergens tussen de 15 en 30 transacties per seconde te valideren. Hoewel dat veel lijkt, verwerkt een gemiddeld creditcardbedrijf tussen de 20.000 en 40.000 transacties per seconde, waardoor Ethereum ver achterblijft.

Toegegeven, creditcardmaatschappijen gebruiken geen blockchains - tenminste nog niet op grote schaal - wat hen een duidelijk snelheidsvoordeel geeft. Echter, als Ethereum wil concurreren op de wereldwijde economische markt, kan het niet zijn concurrenten uitkiezen. Met de lage snelheid waarmee Ethereum transacties verwerkt, waardoor het netwerk berucht traag en overbelast is, moest er iets gedaan worden.

Betreed Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 is een aanzienlijke upgrade van de originele blockchain bedoeld om deze en andere problemen op te lossen. Het is bedoeld om verbeterde snelheid en schaalbaarheid te bieden, de twee meest fundamentele veranderingen in het ecosysteem zijn een overstap van een Proof-of-Work naar een Proof-of-Stake mechanisme, en de introductie van 'sharding'.

Bewijs van Inzet

In tegenstelling tot PoW dat afhankelijk is van crypto miners die rekken met GPU's 24 uur per dag draaien, houdt Proof-of-Stake (PoS) in dat individuele leden van een crypto netwerk hun eigen tokens inzetten om de kans te winnen om het volgende blok in de keten te valideren. Deze individuele validators worden door loterij geselecteerd waarbij hun winstkansen afhankelijk zijn van het aantal tokens dat ze hebben ingezet. Het nadeel van dit systeem is dat het potentieel de controle over het netwerk in handen kan plaatsen van degene die de meeste tokens bezit, echter, het is ook veel sneller en energie-efficiënter, waardoor de behoefte aan enorme hoeveelheden rekenkracht wordt weggenomen.

Met PoS wordt niet alleen het energieverbruik van Ethereum met 99,95% verminderd, maar ook de transactiesnelheid 64 keer verbeterd, wat een grote stap zou moeten zijn in het wegnemen van de knelpunten en energieproblemen die het netwerk hebben geteisterd.

Om meer te weten te komen over PoS en PoW, raden we aan onze gids te lezen Proof of Stake versus Proof of Work: Veiligheid & Belangrijke Verschillen.

Sharding

Een vorm van gegevenspartitionering die blockchains verdeelt in kleinere, makkelijker te beheren delen die bekend staan als shards, versnelt het shardingproces het validatieproces. Door dit systeem hoeven individuen die PoS-validatierechten hebben gewonnen — 'validators' — niet de echtheid van de gehele Ethereum-blockchain te bevestigen, slechts een klein deel ervan. Met individuele validators die regelmatig tussen shards worden gewisseld om de mogelijkheid van blockchainmanipulatie te vermijden, wordt de onderliggende 'Beacon Chain' gebruikt om de shards die erop gebouwd zijn te coördineren.

Naast de introductie van PoS en sharding zijn er een aantal andere concepten die ook kunnen bijdragen aan de efficiëntie van Ethereum. Van de introductie van 'Plasma', een extra laag in de blockchain ontworpen om hoge transactievolumes aan te kunnen, tot eWASM, een programmeeroplossing ontworpen om de ontwikkeling van applicaties op het Ethereum-netwerk te optimaliseren, er zijn allerlei upgrades in de pijplijn.

En een pijplijn is Ethereum 2.0 zeer zeker.

De Mythe van 2.0

Wat upgrades betreft, is Ethereum 2.0 minder een nieuw platform en meer een verschuiving in operationeel perspectief — zozeer zelfs, dat in januari 2022 de oprichters van de blockchain besloten hebben om de nieuwe versie niet langer Ethereum 2.0 te noemen. Technisch gezien wordt Eth1 nu aangeduid als de ‘uitvoeringslaag’ en Eth2 als de ‘consensuslaag’, echter, voor de eenvoud zullen we het blijven hebben over Ethereum 2.0.

Aangezien de volledige Ethereum-upgrade naar verwachting niet op volle toeren zal draaien in 2023, is 2.0 in een aantal verschillende fasen gearriveerd sinds de aankondiging in 2020.

Fase 0 zag de lancering van de Beacon Chain, het onderliggende raamwerk dat dient als de basis voor alle volgende fasen en ook het beheer van de validators die blokken creëren met behulp van het PoS-mechanisme.

Begin 2022 werd Fase 1 geïntroduceerd, die voornamelijk bestond uit het uitrollen van de shardketens. Zoals vermeld, verdelen deze ‘mini’ blockchains de werklast van transactiegegevens over het hele Ethereum-ecosysteem, maar het moet worden opgemerkt dat deze capaciteit pas functioneel zal zijn na de release van Fase 1.5 en Fase 2.

Fase 1.5 kan worden beschouwd als een koppelingsprocedure tussen Ethereum 1.0 en Ethereum 2.0. Met deze samenvoeging van het Ethereum 1.0 mainnet met de Beacon Chain, zal Ethereum's originele blockchain dienen als een van de 64 shards die in de vorige fase zijn geïntroduceerd.

Uiteindelijk krijgen we Fase 2, waarbij volledig functionerende shard-interoperabiliteit zal zien, met een netwerk dat in staat is om slimme contracten te verwerken. Hoewel Ethereum 2.0 technisch gezien operationeel zal zijn na Fase 1.5, zullen de afzonderlijke shard-ketens pas na Fase 2 samenwerken als een hoofdnet.

Het uiteindelijke resultaat.

De voltooiing van de fasen van Ethereum 2.0 zou moeten resulteren in een aanzienlijke prestatieverbetering over het hele netwerk, met snelheden tot 100.000 transacties per seconde.

Hoewel deze snelheid grotendeels te danken is aan het PoS-mechanisme, zijn de veiligheidszorgen die het gebruik van dit mechanisme omringen, gecompenseerd door het voorschrijven van een minimumaantal validators — om precies te zijn 16.384. Met deze enorme toename van het aantal validators dat normaal gesproken geassocieerd wordt met PoS-mechanismen, zal de blockchain veel van de gedecentraliseerde kwaliteit van PoW-systemen behouden, waardoor het immens veilig is.

Voor degenen die meer geïnteresseerd zijn in Ethereum als financiële investering, zouden deze upgrades moeten resulteren in een nieuwe stijging van de marktprijs van de munt. Met verlaagde transactiekosten en toegenomen mogelijkheden voor ontwikkelaars, zou de langetermijntrend in de waarde van Ethereum een voortdurende stijging moeten zijn nu het platform zich eindelijk vestigt als de beloofde wereldwijde blockchainoplossing.

Een gamechanger?

Aangezien de volledige functionaliteit van Ethereum 2.0 nog moet blijken, is het moeilijk om de toekomst nu al nauwkeurig voor te stellen. Echter, met 2.0 dat Proof of Work volledig uit het netwerk verwijdert ten gunste van staking, zouden de resulterende voordelen een diepgaande impact moeten hebben op de adoptiesnelheid van Ethereum als zowel valuta als ontwikkelingsplatform.

Zullen we als gevolg hiervan het einde van Proof-of-Work als validatiemechanisme over de hele blockchain ruimte zien? Heel mogelijk. Met 18.465 cryptocurrencies die allemaal strijden om de aandacht van investeerders (per maart 2022), zullen deze valuta's nauwlettend de PoS-prestaties van Ethereum in de gaten houden in een poging om zichzelf relevanter en aantrekkelijker te maken.

Vitalik Buterin heeft misschien Ethereum gelanceerd om een dynamischer blockchain-alternatief voor Bitcoin te bieden, maar Ethereum 2.0 kan een veel grotere impact op het crypto-landschap hebben dan dat. Het feit is dat crypto-mining nog nooit zo onpopulair is geweest als vandaag, en wanneer spelers van het formaat van Ethereum bewegen, heeft de wereld de neiging om met hen mee te bewegen.

Neem contact met ons op