Ethereum (ETH) — вторая по популярности блокчейн-платформа и криптовалюта в мире, которая стремится быть всем тем, чем не является Bitcoin (BTC).
Некоторые из ограничений Биткоина сдерживают развитие Ethereum, например, настойчивое использование алгоритма консенсуса proof-of-work (PoW) и недостаточная масштабируемость. Многоэтапная модернизация Ethereum, включающая Beacon Chain, The Merge и Shard Chains, призваны улучшить масштабируемость и безопасность сети Ethereum путем внесения ряда изменений в инфраструктуру. Наиболее заметным является переход от метода консенсуса Proof-of-Work (PoW) на Proof-of-Stake (PoS).
В 2013 году Виталик Бутерин предложил блокчейн-платформу, которая поддерживала бы приложения и имела преимущества, не обязательно связанные с финансами. Бутерин видел мир, в котором разработчики смогут использовать силу децентрализации для создания систем управления, кредитных платформ, баз данных, воплощение физических активов в цифровом пространстве и многое другое.
Бутерин представляет Ethereum как глобальный суперкомпьютер, однако сеть с трудом справляется с подтверждением нескольких сотен транзакций. Пользователи, совершающие небольшие транзакции на Ethereum, вынуждены платить комиссии, порой превышающие 100%. Для платформы, стремящейся революционизировать способ взаимодействия в сети, Ethereum, несомненно, слабо для этого подходит.
К счастью, Бутерин, разработчики сети и Ethereum Foundation знают об ограничениях. Команда Ethereum также понимает, что ограничения блокчейна Ethereum мешают институциональным инвесторам и другим заинтересованным сторонам принять Ethereum.
Чтобы решить проблемы масштабируемости Эфириума, Бутерин и команда задумали обновление под названием Ethereum 2.0, или Eth2.
Ethereum 2.0 вносит кардинальные изменения в работу сети, но на его реализацию потребуются годы. С 2020 года разработчики Ethereum неустанно трудятся над обновлением, надеясь сделать Ethereum быстрее, безопаснее и доступнее, чем когда-либо прежде.
Разбор Ethereum 2.0
Ethereum 2.0 знаменует собой масштабную смену алгоритма консенсуса. Вместо использования энергоемкого алгоритма proof-of-work, Eth2 перейдет на алгоритм proof-of-stake.
Алгоритм PoS имеет много преимуществ в сравнении с PoW, регулируя различные аспекты сети, такие как масштабируемость, безопасность и доступность.
Proof-of-stake в сравнении с Proof-of-work
С точки зрения консенсуса блокчейна, метод proof-of-work был первоначально реализован в Bitcoin. В PoW майнеры решают сложные задачи и подтверждают блоки. В блоках хранится определенное количество транзакций. Когда блок заполняется, майнеры подтверждают его и заносят в блокчейн.
Каждый блок транзакций должен быть уникальным, чтобы предотвратить двойные траты или дублирование транзакций. Любой блок имеет свой 64-значный шестнадцатеричный код, подтверждающий его уникальность, и майнеры должны найти этот код. Для разгадки используется мощность компьютеров майнеров, отсюда и название proof-of-work (доказательство работы). Компьютер использует реальную мощность, чтобы приложить усилия и разгадать блок.
К сожалению, добыча блоков потребляет много энергии. Майнинг — это соревнование. Майнеры с одной видеокартой соревнуются с теми у кого их сотни, а то и тысячи. Первый майнер, нашедший решение, получает вознаграждение, остальные — нет. Существуют альтернативы соло-добыче, например, вступление в майнинг-пул, где вознаграждение за добычу делится между всеми, кто принимает участие.
Proof-of-stake (доказательство доли владения) решает многие проблемы, присущие алгоритму консенсуса PoW. Proof-of-stake похож на майнинг тем, что требует от пользователей подтверждения транзакций. Однако участники сети PoS называются валидаторами. Валидаторы — это пользователи, которые вкладывают в сеть определенную сумму криптовалюты и блокируют ее. Чем больше средств заблокирует валидатор, тем больше он будет получать вознаграждения за свое участие.
В качестве валидаторов пользователи отвечают за проверку транзакций, совершаемых в сети. Как только валидатор подтверждает транзакцию, она отправляется в блокчейн, и валидатор получает вознаграждение. По сравнению с системой PoW, PoS более доступна, поскольку в ней может участвовать любой желающий, если у него есть средства.
Доступность сети приводит к лучшей масштабируемости, поскольку к сети подключено больше пользователей, которые подтверждают транзакции. Большее количество пользователей, подтверждающих транзакции в сети, также ведет к повышению безопасности и децентрализации. В сети PoS больше узлов и PoS требует меньше энергии, чем майнинг в сети PoW.
Большая децентрализация в сети также помогает предотвратить так называемую атаку 51% — стандартную для PoW-сетей атаку, в ходе которой недобросовестный майнер получает контроль над 51% вычислительной мощности и подтверждает злонамеренные транзакции. В некотором смысле, proof-of-stake исключает атаку 51%, поскольку для ее осуществления необходимо обладать 51% всей эмиссии монет. Удержать 51% всех монет в сети PoS практически невозможно.
После завершения модернизации Ethereum получит все преимущества proof-of-stake. PoS обеспечит Ethereum лучшую масштабируемость, доступность и безопасность. Однако переход Ethereum к сети 2.0 — непростая задача, требующая участия большого количества пользователей и довольно много времени.
Переход на Ethereum 2.0
Переход Ethereum к версии 2.0 разбит на несколько фаз.
Фаза 0
Фаза 0 представляет собой так называемую Beacon Chain — цепочку маяков. Запущенная 1 декабря 2020 года, Beacon Chain знаменует собой переход к PoS, позволяя блокировать свои ETH и становиться валидаторами. При этом Фаза 0 не затрагивает основной блокчейн Ethereum, Beacon Chain сосуществует с основной сетью Ethereum. Но конечном итоге и цепочка Beacon, и Mainnet сольются. Цель состоит в том, чтобы "влить" Mainnet в контролируемую и координируемую Beacon Chain систему proof-of-stake.
Потенциальные валидаторы все еще могут принять участие, заблокировав в Beacon Chain 32 ETH. Стейк будет разблокирован, когда Ethereum 2.0 будет полностью готов к запуску.
Фаза 1
На Фазе 1 цепочка маяков будет объединена с основной сетью, официально перейдя на алгоритм консенсуса PoS. Начиная с Фазы 1, Eth2 будет хранить всю историю транзакций Ethereum и поддерживать смарт-контракты в сети PoS.
В самом начале разработчики планировали, что на первой фазе обновления Ethereum 2.0 будет внедрен шардинг. Шардинг — это разделение базы данных, или, в данном случае, блокчейна, на различные более мелкие цепочки, известные как шарды. В Eth2 будет 64 шарда, то есть нагрузка на сеть будет распределена между 64 новыми цепочками. Шарды облегчают работу ноды, снижая требования к аппаратному обеспечению. Это обновление произойдет после слияния основной сети с Beacon Chain.
В Ethereum 2.0 валидаторы и другие пользователи могут запускать свои собственные шарды, подтверждая транзакции и не допуская перегруженности основной сети. Для того чтобы сети шардов могли безопасно войти в экосистему Ethereum, необходим метод консенсуса с доказательством доли владения. Стейки будут введены в цепочке Beacon Chain, что подготовит сеть для последующего обновления.
Фаза 2
Наконец, в Фазе 2 будет внедрен Ethereum WebAssembly или eWASM. WebAssembly был создан Консорциумом Всемирной паутины и призван сделать Ethereum значительно более эффективным, чем сейчас. Ethereum WebAssembly — это предлагаемое детерминированное подмножество WebAssembly для исполнения смарт-контрактов Ethereum.
В настоящее время Ethereum имеет так называемую виртуальную машину Ethereum Virtual Machine, 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). В EVM хранится весь код, необходимый для выполнения команд на Ethereum, а также адреса кошельков для транзакций и расчет платы за транзакцию (газ) для каждой транзакции.
EVM может поддерживать различные действия одновременно, например, знать, нужно ли завершить смарт-контракт (использует слишком много газа), является ли DApp детерминированным (будет ли он всегда выполнять одни и те же входы и выходы) или является ли смарт-контракт изолированным (если что-то пойдет не так, ошибка этого контракта не повлияет на всю сеть Ethereum).
Однако сеть Ethereum стала слишком переполненной. Из-за большого количества транзакций, происходящих одновременно, EVM работает гораздо медленнее, чем предполагалось изначально. EVM в Ethereum сложно обновить, поскольку она был написан на специфическом, сложном для понимания языке Solidity. eWASM был специально разработан для замены EVM, и который будет реализован на втором этапе.
eWASM компилирует код гораздо быстрее, чем EVM, ускоряя процессы в сети. Газ работает более эффективно через eWASM, и eWASM совместим с различными традиционными языками программирования, такими как C и C++. По сути, eWASM призван сделать разработку Ethereum гораздо более доступной.
К сожалению, запуск второго этапа был значительно отложен из-за трудностей с реализацией предыдущих этапов. Разработчики не знают, когда eWASM будет внедрен.
Что дальше
Ethereum 2.0 — это обновление, необходимое для будущего Эфириума. В его нынешнем состоянии пользователи платят высокую цену за газ, сталкиваются с длительным временем подтверждения транзакций и расходуют изрядное количество энергии в процессе работы.
Основные транзакции в Ethereum — не единственный фактор, на который влияет недостаточная масштабируемость сети. Проблемы Ethereum затрагивают невзаимозаменяемые токены (NFT) и сектор децентрализованных финансов (DeFi).
После запуска Ethereum 2.0 сеть сразу же получит преимущества во всех аспектах. Торговля и минтинг NFT на Ethereum станут дешевле благодаря шардингу и алгоритму консенсуса proof-of-stake. Разработчикам Ethereum будет проще создавать DApps и составлять смарт-контракты благодаря реализации eWASM. Наконец, переход Ethereum на proof-of-stake сделает сеть более доступной, чем когда-либо прежде.
О долгосрочных последствиях Eth2 остается только гадать. Стоит отметить, что Эфир (нативная валюта сети Ethereum) не обязательно должен быть активом с высокой стоимостью, как Биткоин. Эфир используется, скорее, для перемещения ценности из одной сферы в другую. Например, пользователь может инвестировать в Эфир, чтобы конвертировать его в DAI, который затем можно сдать под проценты. Хотя многие криптоэксперты надеются, что Ethereum 2.0 поднимет цену Эфира до пятизначной отметки, обновление вполне может стабилизировать цену.
В конце концов, расширение экосистемы Ethereum просто освобождает место для большего количества активов ERC-20. ERC-20 — это технический стандарт для всех активов на базе Ethereum. Каждый токен ERC-20 следует одному и тому же набору правил, что обеспечивает совместимость всех активов ERC-20.
В экосистеме Биткоина инвестированная стоимость должна сохраняться в течение длительного времени, постепенно повышая цену актива. В Ethereum, чем лучше становится сеть, тем больше ценностей постоянно обмениваются между собой.
Конечно, мы можем ожидать значительного роста цены ETH, прежде чем актив стабилизируется. Вопрос в том, как высоко вырастет цена по мере расширения и диверсификации сети? За пределами самой экосистемы Ethereum расширение возможностей использования Ethereum 2.0 может положительно сказаться на криптоиндустрии.
Например, когда разработчики DApp воспользуются функцией доказательства доказательства доли владения в Ethereum 2.0, другие блокчейн-сети наверняка возьмут это на заметку. Конкурентам Ethereum придется предложить аналогичные функции масштабируемости, чтобы сохранить развитие и пользовательскую базу. Более того, Биткоин может быть вынужден отказаться от своего ограничивающего метода консенсуса PoW.
По мере того как функции Ethereum 2.0, такие как стейкинг, будут набирать силу, частные лица и корпорации, не увлекающиеся криптовалютами, начнут понимать их финансовые преимущества. Заинтересованные лица могут присоединиться к Eth2, если узнают о высоких процентных ставках по сравнению с традиционными банковскими решениями.
Больше пользователей станут валидаторами, чем когда-либо прежде, участвуя в сети Ethereum и изучая блокчейн в целом. Знания, полученные на Eth2, могут затем распространиться на другие сети, что приведет к расширению участия во всей криптоиндустрии. Инвесторы могут перейти на более высокие процентные ставки, предлагаемые сектором децентрализованных финансов (DeFi).
Несомненно, Ethereum 2.0 повлияет на то, как мир понимает ценность Эфира. Если Ethereum 2.0 будет работать так, как задумано, он может превратиться из ценного товара в необходимый актив. Корпорации и частные лица повсеместно смогут использовать Эфир в своей повседневной деятельности, создавая базы данных и приложения в сети. Широкомасштабное изменение взгляда на Ethereum — это действительно бесценное изменение.
