Как второй в мире Ethereum (ETH) - самая популярная блокчейн-платформа после биткойнов (BTC), стремится быть всем, чем не являлся его предшественник. Некоторые из ограничений Биткойна сдерживают Ethereum, например, настаивание первого на алгоритме консенсуса PoW и общее отсутствие масштабируемости. Многоэтапное обновление Ethereum, включая Beacon Chain, Merge и Shard Chains, направлено на улучшение масштабируемости и безопасности сети Ethereum путем внесения нескольких модификаций инфраструктуры. Наиболее заметным является переход от метода консенсуса Proof-of-Work (PoW) к модели Proof-of-Stake (PoS), обе из которых предлагают различные различия в протоколе.

В 2013 году создатель Ethereum Виталик Бутерин предложил платформу блокчейна, которая поддерживает приложения и другие преимущества, не обязательно связанные с финансами. Бутерин увидел мир, в котором разработчики могут использовать возможности децентрализации для создания систем управления, кредитных платформ, баз данных, представления физических активов в цифровом пространстве и многого другого.

Бутерин позиционирует Ethereum как глобальный суперкомпьютер, но сеть изо всех сил пытается проверить несколько сотен транзакций в разумные сроки. Пользователи, осуществляющие операции с небольшими суммами на Ethereum, время от времени должны платить более 100% комиссионных и дополнительных расходов. Для платформы, стремящейся революционизировать способ взаимодействия мира в сети, Ethereum, несомненно, построен на какой-то сомнительной технологии.

К счастью, Бутерин, различные сетевые разработчики и Ethereum Foundation знают об ограничениях проекта. Команда Ethereum также понимает, что ограничения блокчейна Ethereum не позволяют институциональным инвесторам и другим заинтересованным сторонам переходить на Ethereum.

Чтобы решить проблемы масштабируемости Ethereum, Бутерин и команда ETH наметили обновление сети под названием Ethereum 2.0 или Eth2. Ethereum 2.0 вносит фундаментальные изменения в принцип работы Ethereum, но на это потребуются годы. С 2020 года разработчики Ethereum неустанно работали над завершением модернизации сети, надеясь сделать Ethereum быстрее, безопаснее и доступнее, чем когда-либо прежде.

Анализ Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 знаменует собой существенный сдвиг в алгоритме консенсуса в сети. Вместо Ethereum, использующего энергоемкий алгоритм доказательства работы, обновление Eth2 означает переход на алгоритм доказательства доли владения.

Алгоритм PoS дает много преимуществ по сравнению с алгоритмом PoW, регулируя различные аспекты сети, такие как масштабируемость, безопасность и доступность.

Proof-of-Stake и Proof-of-Work

С точки зрения консенсуса по блокчейну, доказательство работы было оригинальным методом, реализованным Биткойном (первой в мире криптовалютой). В PoW майнеры, пользователи, которые предоставляют свои компьютерные мощности, такие как графические процессоры (GPU) и центральные процессоры (CPU), решают сложные алгоритмы и проверяют блоки. Блоки содержат определенное количество транзакций в сети блокчейнов. Когда блок заполнен, майнеры проверяют его и регистрируют в блокчейне.

По сути, каждый блок транзакций должен быть уникальным, чтобы предотвратить двойное расходование или дублирование транзакций. Каждый блок имеет свой 64-значный шестнадцатеричный код, подтверждающий его уникальность, но майнеры должны найти этот код. Мощность, предоставленная майнерскими компьютерами, используется для решения шестнадцатеричного кода, отсюда и прозвище «доказательство работы». Компьютер использует реальную мощность, чтобы работать и решать блокировку.

К сожалению, добыча блоков не очень экологична. Он потребляет много энергии и значительно увеличивает счета за электроэнергию. К тому же майнинг криптовалюты - это соревнование. Майнеры с одной видеокартой соревнуются с операциями с сотнями, если не тысячами карт. Только первый майнер, который находит код, получает вознаграждение в биткойнах, что ограничивает пользователей, не имеющих большого количества денег, для инвестирования в подходящую установку для майнинга. Существуют альтернативы одному майнингу, например, присоединение к майнинговому пулу, но вознаграждение за майнинг делится между десятками участников.

Доказательство доли, однако, решает множество проблем, присущих алгоритму консенсуса PoW. Proof-of-Stake похож на майнинг тем, что требует от пользователей подтверждения транзакций. Однако участников сети PoS называют валидаторами. Валидаторы - это пользователи, которые делают ставку или фиксируют количество криптовалюты в сети. Чтобы заблокировать средства, эти пользователи сигнализируют сети, что они хотят быть валидаторами, и чем больше средств ставит валидатор, тем больше эти пользователи получают вознаграждение за свое участие.

Как валидатор, пользователи несут ответственность за проверку транзакций, совершаемых в сети, в которой они участвуют. После того, как валидатор подтверждает транзакцию, она отправляется в цепочку блоков, и валидатор получает вознаграждение. По сравнению с системой PoW, PoS более доступен, так как любой может участвовать, если у него есть средства, а не требует дорогостоящего оборудования.

Доступность сети приводит к лучшей масштабируемости, поскольку все больше пользователей подключаются к сети, проверяя транзакции. Увеличение числа пользователей, проверяющих сеть, также ведет к повышению безопасности и децентрализации. В сети PoS появляется все больше и больше точек стабильности, а не одна центральная точка для атаки злоумышленников. Окружающая среда также меньше страдает от сети PoS, поскольку PoS требует меньше энергии, чем майнинг в сети PoW.

Большая децентрализация сети также помогает предотвратить так называемую атаку 51%, атаку, которая является стандартной для сетей PoW с участием злоумышленника, который берет под контроль 51% узлов и проверяет злонамеренные транзакции. В некотором смысле, Proof-of-Stake предотвращает атаку 51%, поскольку для ее попытки требуется владение 51% всех токенов в сети. Удержание 51% всех токенов в сети PoS кажется практически невозможным, так как это потребовало бы кражи одновременно потенциально сотен кошельков Ethereum.

По завершении обновления Ethereum ощутит все преимущества доказательства доли владения. PoS улучшит масштабируемость, доступность и безопасность Ethereum, что сделает его более экологически чистым. Но переход Ethereum на сеть 2.0 - непростая задача, требующая большого количества действий со стороны пользователей и довольно много времени, чтобы изменения вступили в силу.

Переход на Ethereum 2.0

Переход Ethereum на 2.0 разбит на несколько этапов.

Этап 0

Фаза 0 обновления Ethereum 2.0 представляет так называемую Beacon Chain. Запущенная 1 декабря 2020 года, Beacon Chain знаменует переход на PoS, позволяя пользователям делать ставки (блокировать) свой Ethereum и становиться валидаторами. Тем не менее, этап 0 не влияет на основную цепочку блоков Ethereum, цепочка Beacon Chain существует вместе с основной сетью Ethereum. Однако и цепочка Beacon, и основная сеть в конечном итоге будут связаны. Цель состоит в том, чтобы «объединить» Mainnet с управляемой и скоординированной системой Proof-of-Stake, управляемой Beacon Chain.

Более того, потенциальные валидаторы могут зарегистрировать свою заинтересованность в Beacon Chain, поставив 32 ETH. Просить пользователей поставить 32 ETH - сложная задача, учитывая, что 32 ETH - это Ethereum на десятки тысяч долларов. Зарезервированные средства также будут храниться в течение двух или более лет и будут выпущены только тогда, когда Ethereum 2.0 будет полностью готов к запуску. Ожидается, что ранние валидаторы будут очень привержены будущему проекта, отсюда и высокие начальные требования.

Этап 1

Фаза 1 должна была начаться в середине 2021 года, но была отложена до начала 2022 года, так как разработчики назвали незавершенную работу и аудит кода серьезными причинами задержки Ethereum 2.0. Следующий этап объединит Beacon Chain с основной сетью, официально перейдя на алгоритм консенсуса PoS. Начиная с фазы 1, Eth2 будет содержать всю историю транзакций Ethereum и поддерживать смарт-контракты в сети PoS. Стейкеры и валидаторы официально вступят в действие, поскольку Ethereum 2.0 исключит майнинг из сети. Ожидается, что многие майнеры заберут свои холдинги и сделают ставку на них, чтобы стать валидаторами.

Вначале разработчики подразумевали Фазу 1 обновления Ethereum 2.0, чтобы ввести сегментирование. Шардинг - это процесс разделения базы данных или, в данном случае, блокчейна на различные более мелкие цепочки, известные как шарды. Eth2 будет иметь 64 шарда, то есть распределить нагрузку на сеть по 64 новым цепочкам. Шарды упрощают запуск узла за счет снижения требований к оборудованию. Это обновление произойдет после объединения основной сети и Beacon Chain.

С Ethereum 2.0 валидаторы и другие пользователи могут запускать свои собственные сегменты, проверять транзакции и предохранять основную цепь от чрезмерной перегрузки. Для безопасного входа в экосистему Ethereum требуется метод консенсуса с подтверждением доли владения. Стейкинг будет введен в Beacon Chain, что подготовит почву для обновления цепочки сегментов, которое появится позже.

Этап 2

Наконец, на этапе 2 будет представлена ​​Ethereum WebAssembly или eWASM. WebAssembly был создан Консорциумом World Wide Web и призван сделать Ethereum значительно более эффективным, чем он есть сейчас. Ethereum WebAssembly - это предлагаемое детерминированное подмножество WebAssembly для уровня выполнения смарт-контрактов Ethereum.

Ethereum в настоящее время имеет так называемую виртуальную машину Ethereum или EVM. EVM позволяет Ethereum работать как глобальный суперкомпьютер. Пользователи получают доступ к этому компьютеру по всему миру, выполняя смарт-контракты и взаимодействуя с децентрализованными приложениями (DApps). EVM хранит весь код, необходимый для выполнения команд в Ethereum, а также упрощает адресацию кошельков для транзакций и рассчитывает комиссию за транзакцию (газ) для каждой транзакции.

EVM может поддерживать различные действия одновременно, например знать, нужно ли прекращать действие смарт-контракта (он использует слишком много газа), если DApp является детерминированным (если он всегда будет выполнять одни и те же входные и выходные данные ), или если смарт-контракт изолирован (если что-то пойдет не так, ошибка этого контракта не повлияет на более широкую сеть Ethereum). Однако сеть Ethereum стала слишком переполненной. Из-за того, что одновременно происходит много транзакций, EVM работает намного медленнее, чем предполагалось изначально. EVM Ethereum также сложно обновить, учитывая, что он был написан на конкретном, трудном для понимания коде, Solidity. EWASM был специально разработан для замены EVM, реализация которого будет реализована на Этапе 2.

eWASM компилирует код намного быстрее, чем EVM, ускоряя процессы в сети. Gas более эффективно работает через eWASM, а eWASM совместим с различными традиционными языками кодирования, такими как C и C ++. По сути, eWASM призван сделать разработку Ethereum более доступной.

К сожалению, запуск второго этапа был значительно отложен из-за проблем с реализацией предыдущих этапов. Разработчики не уверены, когда eWASM вступит в силу.

Что будет дальше?

Ethereum 2.0 - это обновление, необходимое для будущего Ethereum. В его текущем состоянии пользователи платят смехотворно высокие комиссии за газ, имеют длительное время проверки транзакций и расходуют изрядное количество энергии во время процесса.

Базовые транзакции в Ethereum - не единственные факторы, на которые влияет недостаточная масштабируемость сети. Проблемы Ethereum влияют на невзаимозаменяемые токены (NFT) и такие аспекты децентрализованного финансирования, как ссуды и заимствования. Например, создание и торговля NFT на Ethereum может стоить сотни долларов в виде платы за газ из-за перегрузки сети.

После запуска Ethereum 2.0 сеть сразу же ощутит преимущества во всех аспектах. Торговля и добыча NFT на Ethereum будет дешевле из-за шардинга и алгоритма консенсуса Proof-of-Stake. Разработчикам Ethereum будет проще создавать DApps и умные контракты благодаря реализации eWASM. Поскольку eWASM разработан в соответствии со стандартами World Wide Web, получить поддержку клиентов Ethereum lite в браузере будет проще. Наконец, переход Ethereum на Proof-of-Stake сделает сеть более доступной, чем когда-либо прежде, с минимальным влиянием на окружающую среду.

Долгосрочные эффекты Eth2 остаются предметом спекуляций. Стоит отметить, что эфир (собственная валюта сети Ethereum) не обязательно должен быть таким ценным активом, как Биткойн. Вместо этого эфир больше используется для перемещения стоимости из одной области в другую. Например, пользователь может инвестировать в эфир, чтобы преобразовать его в DAI, который затем можно отдать взаймы для получения процентов. Хотя многие криптоэксперты надеются, что Ethereum 2.0 повысит цену эфира до пятизначной отметки, обновление вполне может стабилизировать цену эфира.

В конце концов, расширение экосистемы Ethereum просто освобождает место для дополнительных активов ERC-20. ERC-20 - это технический стандарт для всех активов на основе Ethereum. Каждый токен ERC-20 следует одному и тому же набору правил, обеспечивая совместимость всех активов ERC-20. По мере того, как пользователи стекаются в сеть Ethereum, они инвестируют в эфир и конвертируют его в другие токены ERC-20, прежде чем взаимодействовать с различными DApps. В экосистеме Биткойна инвестированная стоимость должна оставаться в течение длительного периода времени, медленно увеличивая цену актива. С Ethereum, чем лучше становится сеть, тем больше выгоды получает постоянный обмен руками.

Конечно, мы можем ожидать, что эфир значительно вырастет до того, как актив стабилизируется. Вопрос в том, насколько высока цена Ethereum по мере расширения и диверсификации сети? Помимо самой экосистемы Ethereum, расширение возможностей использования Ethereum 2.0 может положительно повлиять на криптоиндустрию.

Например, поскольку разработчики DApp пользуются функциональностью Ethereum 2.0 с подтверждением доли владения, другие сети блокчейнов обязательно обратят на это внимание. Конкуренты Ethereum должны будут предложить аналогичные функции масштабируемости, чтобы сохранить разработку или даже базу пользователей. Более того, на Биткойн могут оказать давление, чтобы он отказался от своего ограничивающего метода консенсуса PoW.

Поскольку такие функции Ethereum 2.0, как стекинг, оказывают влияние, отдельные лица и корпорации, не занимающиеся криптовалютой, начнут понимать его финансовые преимущества. Заинтересованные стороны могут присоединиться к Eth2, если узнают о высоких процентных ставках по сравнению с традиционным банкингом.

Валидаторами станут больше пользователей, чем когда-либо прежде, они будут участвовать в сети Ethereum и изучать блокчейн в целом. Знания, полученные на Eth2, затем могут быть распространены на другие сети, что приведет к большему участию в криптоиндустрии. Инвесторы могут перейти на более высокие процентные ставки, предлагаемые платформами кредитования децентрализованного финансирования (DeFi), оставив банки позади. Граждане потенциально могут перевести все свои средства из банков в широко распространенную сеть Ethereum. Перевод денег в Ethereum предоставляет пользователю полный контроль над своими средствами, не требуя от банка взимать комиссию и ограничивать движение денег, среди прочего.

Несомненно, Ethereum 2.0 повлияет на то, как мир понимает ценность эфира. Если Ethereum 2.0 будет работать так, как задумано, эфир может превратиться из часто оцениваемого товара в необходимый актив. Корпорации и частные лица во всем мире могут использовать эфир в своей повседневной деятельности, создавая базы данных и приложения в сети. Повсеместный сдвиг во взглядах мира на Ethereum - действительно бесценное изменение.