Проблема с Ethereum

Как и все криптовалюты, транзакции Ethereum должны быть проверены децентрализованным способом, принцип блокчейна основывается на точном консенсусе в отличие от оценки, сделанной центральным органом. Однако существует несколько способов достижения консенсуса, и метод, который использует Ethereum — или по крайней мере использовал — это механизм Proof-of-Work, который имеет ряд врожденных проблем.

В механизме доказательства работы (PoS) криптодобытчики со всего мира соревнуются друг с другом, чтобы первыми решить сложную математическую задачу. Тот, кто решит эту задачу первым, получает право проверять реестр, создавать новый блок и зарабатывать криптовалюту в процессе. Хотя это может звучать как сложный способ ведения дел, это чрезвычайно безопасный метод обновления данных — трудно взломать, но легко проверить.

Однако эта безопасность имеет свою цену — вычислительная мощность, необходимая для решения этих математических задач, требует огромного количества энергии. По оценкам, для функционирования Ethereum ежегодно требуется около 107 ТВт·ч электроэнергии. Это количество энергии, которое каждый год потребляет вся страна Казахстан, или иначе говоря, каждая отдельная транзакция Ethereum использует достаточно электричества, чтобы обеспечить энергией средний дом в США в течение 9 дней.

Это не просто вопрос использования энергии — у Ethereum также есть проблемы со скоростью, поскольку блокчейн может проверять только от 15 до 30 транзакций в секунду. Хотя это может показаться большим числом, средняя кредитная компания обрабатывает от 20 000 до 40 000 транзакций в секунду, оставляя Ethereum далеко позади.

Несомненно, кредитные карты компании не используют блокчейны — по крайней мере, пока не широко и не сейчас — что дает им значительное преимущество в скорости. Однако, если Ethereum хочет конкурировать на глобальном экономическом рынке, она не может выбирать себе конкурентов. Учитывая низкую скорость обработки транзакций Ethereum, делающую сеть заметно медленной и перегруженной, необходимо было что-то предпринять.

Вход в Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 представляет собой значительное улучшение оригинального блокчейна, направленное на решение этих и других проблем. Предназначенный для обеспечения повышенной скорости и масштабируемости, два наиболее фундаментальных изменения в экосистеме - это переход от механизма доказательства работы к механизму доказательства доли владения и внедрение 'шардинга'.

Доказательство доли

В отличие от PoW, который зависит от криптомайнеров, работающих на стойках с GPU круглосуточно, Proof-of-Stake (PoS) предполагает, что отдельные участники криптосети ставят свои токены для получения возможности валидировать следующий блок в цепочке. Эти отдельные валидаторы выбираются случайным образом, и их шансы на победу зависят от количества поставленных токенов. Недостатком этой системы является то, что она потенциально концентрирует контроль над сетью в руках того, кто владеет наибольшим количеством токенов, однако она также намного быстрее и энергоэффективнее, исключая необходимость в огромных объемах вычислительной мощности.

С переходом на PoS, который не только сокращает энергопотребление Ethereum на 99,95%, но и увеличивает производительность транзакций в 64 раза, это должно в значительной степени устранить проблемы с узкими местами и энергопотреблением, которые мучили сеть.

Чтобы узнать больше о PoS и PoW, мы предлагаем прочитать наше руководство Proof of Stake против Proof of Work: безопасность и ключевые различия.

Шардинг

Форма разделения данных, которая делит блокчейны на более мелкие и удобные для управления части, известные как шарды, процесс шардинга ускоряет процесс валидации. Используя эту систему, лица, выигравшие права на валидацию PoS — 'валидаторы' — не должны подтверждать достоверность всего блокчейна Ethereum, только его малую часть. Поскольку отдельные валидаторы регулярно переключаются между шардами для предотвращения возможности манипуляции блокчейном, основная 'Цепочка Маяка' используется для координации шардов, построенных на ее основе.

В дополнение к внедрению PoS и шардинга, существует ряд других концепций, которые также могут способствовать повышению эффективности Ethereum. Начиная с введения 'Plasma', дополнительного уровня в блокчейне, предназначенного для обработки больших объемов транзакций, до eWASM, решения для программирования, предназначенного для оптимизации разработки приложений в сети Ethereum, в планах множество улучшений.

И это определённо трубопровод Ethereum 2.0.

Миф о 2.0

Что касается обновлений, Ethereum 2.0 меньше похож на новую платформу, а больше на смену операционной перспективы — настолько, что в январе 2022 года основатели блокчейна решили перестать называть новую версию Ethereum 2.0. Технически Eth1 теперь называется ‘исполнительным уровнем’, а Eth2 — ‘уровнем консенсуса’, однако для простоты мы продолжим называть его Ethereum 2.0.

Полное обновление Ethereum не ожидается в полной мере до 2023 года, 2.0 было запущено в несколько отдельных фаз с момента его анонса в 2020 году.

Фаза 0 ознаменовала запуск Beacon Chain, базовой структуры, которая служит основой для всех последующих фаз, а также управляет валидаторами, создающими блоки с использованием механизма PoS.

В начале 2022 года был представлен Этап 1, который в основном состоял из развертывания цепочек шардов. Как уже упоминалось, эти 'мини' блокчейны распределяют нагрузку данных транзакций по всей экосистеме Ethereum, однако следует отметить, что эта возможность не будет функционировать до выпуска Этапов 1.5 и Этапа 2.

Фаза 1.5 может рассматриваться как процедура стыковки между Ethereum 1.0 и Ethereum 2.0. С этим объединением основной сети Ethereum 1.0 с Beacon Chain, оригинальный блокчейн Ethereum будет служить одним из 64 шардов, представленных на предыдущем этапе.

Наконец, мы перейдем к Фазе 2, которая обеспечит полноценную взаимодействие шардов, сеть сможет обрабатывать смарт-контракты. Хотя Ethereum 2.0 технически будет считаться работоспособным после Фазы 1.5, только после Фазы 2 отдельные шардовые цепочки начнут работать вместе как основная сеть.

Конечный результат.

Завершение этапов Ethereum 2.0 должно привести к значительному повышению производительности всей сети, обеспечивая скорость до 100 000 транзакций в секунду.

Хотя эта скорость во многом обусловлена механизмом PoS, проблемы безопасности, связанные с использованием этого механизма, были компенсированы путем установления минимального числа валидаторов — точно 16 384. Учитывая, что это значительное увеличение количества валидаторов, обычно связанных с механизмами PoS, блокчейн сохранит многие децентрализованные качества систем PoW, что сделает его чрезвычайно безопасным.

Для тех, кто больше заинтересован в Ethereum как в финансовую инвестицию, эти обновления должны привести к новому всплеску рыночной цены валюты. С уменьшением комиссий за транзакции и увеличением возможностей для разработчиков, долгосрочная тенденция в стоимости Ethereum должна быть постоянным ростом, поскольку платформа, наконец, утверждается как обещанное глобальное блокчейн-решение.

Переломный момент?

Поскольку полный функционал Ethereum 2.0 еще предстоит увидеть, сложно сейчас точно представить будущее. Однако, учитывая, что в версии 2.0 полностью удаляется механизм Proof of Work в пользу стейкинга, следственные преимущества должны оказать значительное влияние на темпы принятия Ethereum в качестве валюты и платформы для разработки.

Увидим ли мы конец использования механизма Proof-of-Work для валидации во всем блокчейн-пространстве в результате? Вполне возможно. С 18 465 криптовалютами, которые все соревнуются за внимание инвесторов (по состоянию на март 2022 года), эти валюты будут внимательно следить за производительностью PoS Ethereum в попытке сделать себя более актуальными и привлекательными.

Виталик Бутерин, возможно, запустил Ethereum в попытке предложить более динамичную альтернативу блокчейну Bitcoin, однако Ethereum 2.0 может оказать гораздо более широкое влияние на криптовалютный ландшафт, чем это. Факт в том, что майнинг криптовалют никогда не был менее популярен, чем сегодня, и когда игроки размером с Ethereum делают ход, мир имеет обыкновение двигаться вместе с ними.

Свяжитесь с нами