Ethereum (ETH) прошел путь от простого whitepaper в 2013 году до блокчейна с миллиардными оборотами, на основе которого были созданы многочисленные проекты.
Блокчейн появился в результате стремления его создателя Виталика Бутерина к большей функциональности, чем мог предложить Биткоин (BTC). Блокчейн Ethereum — это сочетание компонентов и качеств, делающих жизнеспособной экосистему окружающих решений, таких как децентрализованные биржи (DEX) и другие децентрализованные финансовые продукты (DeFi).
Обзор блокчейна Ethereum и его компонентов
Ethereum (Эфириум) — это блокчейн, который работает совершенно отдельно от других блокчейнов, таких как bitcoin. У Ethereum есть своя монета, торгуемая на криптобиржах под тикером ETH, который иногда называют Ether (Эфир).
Ethereum служит своего рода платформой — технологической основой, которую разработчики могут использовать для создания продуктов, работающих на блокчейне Ethereum, используя его децентрализованную структуру.
Например, протоколы займов и кредитования DeFi позволяют держателям криптовалют занимать и одалживать криптоактивы, выплачивая или получая проценты (в зависимости от действия) без централизованного посредника. Вместо посредника такие протоколы полагаются на компьютерный код, запрограммированный на выполнение определенных действий на блокчейне Ethereum, если протокол построен на Ethereum. Существуют и другие блокчейны, на основе которых разработчики могут создавать свои проекты.
Ether
Как отмечалось выше, ETH, также называемый Ether, является нативной монетой блокчейна Ethereum. ETH имеет несколько применений в экосистеме Ethereum, например, в качестве платы за действия на блокчейне Ethereum.
Отправка ETH от одного человека другому требует, чтобы отправитель потратил определенное количество ETH на отправку транзакции через блокчейн — по сути, это плата тем, кто вкладывает ресурсы в работу блокчейна.
Каждая монета ETH делится на определенное количество десятичных долей. Наименьшая мера ETH, 0,0000000000000000000001 ETH, называется Wei (вей). Вей (единица газа), равный 0,00000000001 ETH (10^-9 ETH), представляет собой немного большее количество ETH. Вместо того чтобы говорить, что ваш газ стоит 0,000000001 Ether, вы можете сказать, что он стоит 1 Gwei. Термин "Gwei" является сокращением от "гига-вей" и обозначает единицу, равную 1 000 000 000 вей.
Эта концепция схожа с Биткоином. Каждый BTC состоит из 100 миллионов сатоши, то есть 0,00000001 BTC равен одному сатоши.
Газ, комиссии и транзакции
Газ (Gas) — это то, что заставляет мир Ethereum крутиться. Вкратце, газ - это термин, используемый для описания стоимости в ETH, которая требуется для отправки любой транзакции на блокчейне Ethereum. В сети Ethereum газ — это единица измерения вычислительной мощности, используемой для выполнения смарт-контракта или транзакции.
По сути, эта стоимость представляет собой необходимую работу, проводимую майнерами блокчейна для отражения и подтверждения изменений в сети. Простые транзакции по переводу средств требуют в общей сложности 21000 единиц газа. Высокие комиссии в Ethereum стали проблемой в 2020 и 2021 годах в связи со всплеском активности DeFi и невзаимозаменяемых токенов (NFT).
Взаимодействие с блокчейном Ethereum требует транзакцию, которая по сути является указанием изменить что-либо в блокчейне Ethereum.
Отправка ETH кому-либо служит примером транзакции. Она изменяет сеть, чтобы отразить передачу прав собственности на ETH, что требует участия майнеров, которые получают плату за свою работу. Этот гонорар называется платой за газ. Те, кто инициирует транзакции, платят комиссию за эти транзакции. Транзакции сети Ethereum публично видны в обозревателях блокчейна Ethereum.
После обновления "Лондон"
В 2021 году Ethereum претерпел форк под названием London, который, помимо прочих изменений, изменил структуру вознаграждения. Вместо прямой платы, выплачиваемой майнерам с каждой транзакции, как это было в прошлом, транзакции после лондонского форка включают: базовую плату, чаевые и максимальную плату.
Базовая плата: Базовая комиссия определяется путем сравнения размера предыдущего блока (общее количество газа, потребленного за все транзакции) с целевым размером. Если целевой размер блока превышен, базовая комиссия увеличивается максимум на 12,5% за блок. Из-за такого экспоненциального роста поддерживать большой размер блока бесконечно долго экономически невыгодно.
Базовая плата будет сжигаться, уменьшая оборотное предложение ETH, а чаевые идут майнерам в качестве оплаты.
Приоритетная плата (или чаевые): Майнеры сочли бы экономически выгодным добывать пустые блоки без чаевых, потому что они получили бы такое же вознаграждение за блок. Крошечные чаевые дают майнерам минимальный стимул для включения транзакции в блок при обычных обстоятельствах.
Более высокие чаевые потребуются для транзакций, которые должны быть приоритетнее других транзакций в том же блоке, чтобы обойти конкурирующие транзакции.
Максимальная плата: Пользователи могут выбрать максимальную сумму, которую они готовы заплатить за выполнение своей транзакции в сети Ethereum, известную как параметр maxFeePerGas (который является необязательным).
Максимальная плата должна быть больше, чем общая сумма базовой платы и чаевых за выполнение транзакции. Разница между максимальной комиссией и суммой базовой комиссии и чаевых возмещается отправителю транзакции.
Форк также ввел возможность расширения и сокращения блоков Ethereum в зависимости от трафика с соответствующей корректировкой базовой платы. Кроме того, Ethereum предотвращает спам в сети за счет взимания платы за газ за каждое вычисление, выполняемое в сети.
Ноды (узлы)
Ноды блокчейна, в общем, служат интерактивными точками хранения информации в любом конкретном блокчейне. Технология блокчейн зависит от множества участников по всему миру, которые следят друг за другом, обеспечивая транзакции и консенсус сети.
В блокчейне Ethereum существует три различных типа узлов — легкие, полные и архивные узлы — в зависимости от целей, вычислительной мощности и доступности аппаратного хранилища.
Легкие узлы используют только ограниченный, сокращенный объем данных из блоков в цепи, и для обеспечения точности они должны синхронизироваться с другими полными узлами в сети.
Полные узлы хранят значительно больше данных и истории блокчейна.
Наконец, архивные узлы хранят всю историю блокчейна Ethereum — все предыдущие блоки, заполненные транзакциями и данными. Размер блокчейна Ethereum довольно велик, он занимает значительный объем памяти.
Два других узла — это ноды виртуальной машины Ethereum (EVM) и майнинг-ноды. EVM, по сути, отвечает за предоставление среды исполнения, которая может выполнять код смарт-контракта. Узлы, принадлежащие майнерам, называются майнинг-ноды. Эти узлы подключены к той же сети, что и EVM.
Счета
Аккаунты в блокчейне Ethereum служат многим целям и существуют в двух формах. Первая называется счетом, принадлежащим внешнему владельцу (EOA). Этот тип счета представляет собой пространство в блокчейне Ethereum, которое любой человек может создать бесплатно для хранения, получения и отправки ETH или токенов, созданных на блокчейне Ethereum, таких как токены ERC-20.
Второй тип счета в блокчейне Ethereum известен как контрактный счет. Контрактные счета — это закодированные установки на блокчейне Ethereum, которые выполняют действия при соблюдении определенных условий.
Субъекты программируют контракты на выполнение действий, которые они хотят произвести. Например, смарт-контракт может быть запрограммирован на отправку определенного количества ETH компании в качестве платежа третьего числа каждого месяца, используя время для запуска. При этом владелец счета отправляет ETH со своего EOA в контракт, чтобы сохранить его до наступления времени платежа. В отличие от EOA, создание контрактных счетов стоит ETH.
Блокчейн Ethereum также включает в себя концепцию нонсов. Nonce (нонс) — это, по сути, уникальный номер, который является частью данных для любой транзакции или блока. Нонсы PoW в Ethereum — это отдельные номера, которые приходят с каждым новым добытым блоком. Нонсы счетов в блокчейне Ethereum позволяют избежать двойных расходов, отслеживая суммы транзакций.
EOA могут взаимодействовать друг с другом и с контрактами. Контракты также могут взаимодействовать с другими контрактами и EOA, но не могут действовать без команды.
Виртуальная машина Ethereum (EVM)
EVM — это вычислительный механизм, который функционирует как децентрализованный компьютер с миллионами приложений. EVM — это основная структура блокчейна Ethereum. По сути, он диктует, как работает и поддерживается система в целом, с учетом изменений.
Задача EVM — добавлять новые функции в блокчейн, чтобы уменьшить проблемы с ним. EVM используется каждым узлом Ethereum для поддержания консенсуса блокчейна.
Ethereum позволяет создавать смарт-контракты, которые представляют собой фрагменты кода, выполняемые на платформе. Код внутри EVM полностью изолирован, что означает, что он не имеет доступа к сети, файловой системе или другим процессам.
Контракт, написанный в кодировке смарт-контрактов, преобразуется в так называемый байткод. Большая часть исходного кода, который используется в смарт-контрактах, написана на языке программирования Solidity. Затем данные преобразуются в коды операций, которые может понять EVM. Коды операций затем используются EVM для выполнения определенных задач.
Таким образом, работа EVM заключается в поддержании блокчейна Ethereum в нормальном состоянии, подобно скелетной системе человеческого тела.
Смарт-контракты
Смарт-контракты — это отдельные адреса блокчейна в совместимых сетях, которые сопровождаются определенными кодами. Разработчики создают эти кодовые адреса для выполнения функции приводящей в действие смарт-контракт. В случае блокчейна Ethereum смарт-контракты обрабатываются на виртуальной машине Ethereum (EVM).
Кодирование и запуск смарт-контракта на блокчейне Ethereum требует от пользователя траты ETH в качестве платы за газ для взаимодействия с блокчейном Ethereum.
Создание смарт-контракта обходится инициатору дороже, чем пересылка ETH из одного кошелька в другой. После развертывания смарт-контракты являются неизменяемыми и окончательными, а транзакции, отправленные по смарт-контрактам, также являются постоянными (т.е. не могут быть изменены "задним числом").
Смарт-контракты занимают важное место в криптоиндустрии, поскольку они открывают значительный потенциал и являются основой для децентрализованных приложений (DApps), таких как DEXs. DApp — это услуга или решение, предлагающее интерфейс, с которым люди могут взаимодействовать, в то время как операции на бэкенде выполняются смарт-контрактами.
Майнинг Ethereum, блоки и консенсус
Ethereum — это блокчейн, работающий в соответствии с алгоритмом консенсуса proof-of-work (PoW). Многочисленные компьютерные устройства, предназначенные для добычи Ethereum, постоянно работают, помогая запускать и защищать блокчейн Ethereum. Каждая компьютерная аппаратная установка называется майнером.
Майнеры постоянно работают, пытаясь найти решение сложных задач. Поиск решения называется валидацией блока. Каждый блок содержит определенное количество транзакций и вознаграждение майнерам за работу.
Победивший майнер получает это вознаграждение, а также комиссию с транзакций, включенных в этот блок. Блокчейн Ethereum состоит из непрерывной цепочки таких блоков, каждый из которых содержит данные, связывающие его с предыдущими и последующими блоками.
Один из майнеров, решивший задачу, передаст ее остальным участникам сети. Остальные майнеры проверят ответ и, если он правильный, перепроверят каждую транзакцию. После этого блок будет принят сетью, добавлен в каждый экземпляр распределенного реестра, а майнеру нашедшему блок будет выплачено вознаграждение.
Ethereum 2.0 — будущее блокчейна
Ethereum находится в процессе перехода на Ethereum 2.0 (Eth2) — решение для масштабирования блокчейна и преобразования его механизма консенсуса с proof-of-work на proof-of-stake (PoS). Масштабирование было проблемой для Ethereum, учитывая высокую плату, которую блокчейн иногда требовал от участников некоторых решений DeFi на базе Ethereum.
PoS в целом позиционируется как менее энергоемкий, чем PoW. Блокчейн Ethereum PoS будет опираться на валидаторов — держателей, имеющих стейк в размере 32 ETH для получения право голоса в управлении блокчейном Ethereum 2.0. Переход на Eth2 начался в декабре 2020 года с запуском цепочки Eth2 Beacon Chain и продолжается до сих пор.