Разработчики Эфириума вывели технологию блокчейн на новый уровень, представив механизмы смарт-контрактов и децентрализованных приложений (dApps) широкой аудитории. В 2022 году на базе Ethereum работает большое количество проектов. Из-за высокого спроса в сети возникли проблемы с масштабируемостью и скоростью транзакций, приведшие к росту комиссий. Это послужило причиной появления множества блокчейнов-клонов, в которых разработчики могли тестировать и запускать dApps быстрее и дешевле. Чтобы сохранить лидерство, команда Эфириума во главе с Виталиком Бутериным внедрила обновление ETH 2.0. Активацию анонсировали еще в 2019-м, но из-за сложностей разработки выполнили только в сентябре 2022-го.
Суть обновления Ethereum 2.0
Публичные блокчейны децентрализованы, не требуют доверия для выполнения транзакций. В таких системах нет единого узла отказа. Это обеспечивает безопасность сетей. Для атаки злоумышленникам нужно обладать большими ресурсами. Однако с популярностью блокчейна увеличивается количество транзакций и, следовательно, растут комиссии. Для оптимизации работы протокол должен обладать способностью к масштабируемости.
Концепция Ethereum 2.0 состоит в одновременном выполнении полного набора условий:
- Безопасность
- Децентрализация
- Масштабируемость
Для решения этой задачи были разработаны механизмы, которые вошли в пакет обновлений Ethereum 2.0 (ETH2). Эти функции будут вводить поэтапно, чтобы повысить безопасность и масштабируемость сети без ущерба для децентрализации.
Фазы обновления Ethereum
Первоначально масштабный апдейт был запланирован в 2019 г. Но из-за сложностей, с которыми столкнулись разработчики запустить тестовый блокчейн Beacon Chain удалось только в 2020-м. Вторую фазу The Merge (слияние нового блокчейна с основным) планировали на 2021 год. Дата выхода Эфириума 2.0 сдвинулась на сентябрь 2022-го. После полного завершения начнется финальная стадия Shard Chains.
Beacon Chain
Запуск тестовой сети в дорожной карте обозначен фазой 0. Она не меняет блокчейн Ethereum, только координирует работу узлов. С запуском Beacon Chain в экосистеме Эфириума появился стекинг. Разработчики заявляли, что после внедрения всех обновлений роль фазы 0 изменится. Однако в октябре 2022 года Beacon Chain выполняет такие функции:
-Стекинг. Инвесторы могут стать валидаторами (подтверждать транзакции). Для этого нужно заблокировать ETH в протоколе Proof-of-Stake (PoS). За обработку транзакций и генерацию новых блоков участники получают награду (процент от инвестиций). По замыслу команды, алгоритм Proof-of-Stake повысит децентрализацию сети, а значит, и безопасность.
-Управление Shard Chains. После завершения фазы The Merge в сети появится до 64 блокчейнов. Это повысит пропускную способность и сократит комиссии. Beacon Chain будет назначать случайных валидаторов для подтверждения блоков в каждой цепочке.
Первоначально Beacon Chain работала параллельно с основным блокчейном. После активации хардфорка The Merge тестовая цепочка вошла в основную. Эфириум перешел на PoS, управляемый Beacon Chain.
The Merge
Эксперты прогнозируют, что остановка майнинга приведет к сокращению ежегодной эмиссии на 90%. По закону спроса и предложения при прочих равных условиях это вызовет рост монеты.
Основная сеть обеспечивает возможность запуска смарт-контрактов, а также полную историю и текущее состояние Ethereum. Это позволяет всем пользователям перейти на новый протокол. До завершения фазы The Merge стекеры не смогут разблокировать монеты. Функция станет доступной после активации очередного обновления Ethereum. Разработчики анонсировали апдейт через 6 месяцев.
The Merge в действии
Shard Chains
Обновленная сеть будет разделена на 64 части («осколки»). Shard свяжут между собой в общую экосистему, чтобы снизить нагрузку на сеть и повысить пропускную способность (ориентировочно до 100 тыс. транзакций в секунду).
Одновременно уменьшатся требования к стекингу. Можно будет запустить ноду даже на смартфоне. Валидаторы станут проверять операции только своего Shard, а не всей сети.
Дата выхода Эфириума 2.0
Фаза 1 (слияние) активирована в сентябре 2022 года. Сроки завершения всех обновлений неизвестны. По предварительным расчетам The Merge закончится к 2024-му, но, возможно, потребуется больше времени.
Отличия Ethereum 2.0 от Ethereum
Обновление Эфириума значимо для всего криптовалютного рынка. В 2022 году больше 50% DeFi-проектов работают на блокчейне ETH. Главное изменение — переход с алгоритма Proof-of-Work (PoW) на PoS. Отныне майнинг эфира невозможен. Защиту сети обеспечивают стекеры. Но в Ethereum 2.0 входят и другие структурные изменения, которые повышают безопасность и масштабируемость экосистемы.
Отличие PoS от PoW
Для создания нового блока в алгоритме «доказательства работы» (PoW) нужно выполнить сложные математические вычисления. Майнеры соревнуются друг с другом — награду получает участник, первым приславший решение. Чтобы сохранить рентабельность добычи, приходилось покупать дорогое оборудование и оплачивать большие счета за электричество.
В PoS для формирования блоков алгоритм выбирает валидатора на основании доли в общем количестве криптовалюты и времени владения. Стекинг требует меньше электроэнергии и вычислительной мощности, чем майнинг.
Лучше масштабируется
Разработчики предусмотрели несколько решений для увеличения пропускной способности:
-Sharding. Разделение блокчейна на независимые сегменты увеличит пропускную способность сети более чем в 6 тыс. раз.
-eWASM (Ethereum Web Assembly). Функция помогает ускорить выполнение кодов. Это позволить разворачивать dApps быстрее.
-Plasma и Raiden. Опция позволит быстрее обрабатывать большие объемы данных.
Более безопасен
Обновление повышает устойчивость блокчейна Ethereum против атаки 51%. Злоумышленник, контролирующий больше половины вычислительной мощности, может самостоятельно удалять или заменять транзакции в блоках. Основная масса PoS-сетей содержит малое число узлов, что снижает защиту и децентрализацию.
Эфириум 2 и стекинг
Любой пользователь может запустить блокчейн-ноду и стать валидатором. Но есть условие — следует заблокировать минимум 32 монеты. По данным Ethereum.org, осенью 2022 года в экосистеме работают 437,42 тыс. валидаторов. Всего заблокировано 14,79 млн монет ETH.
Пользователи с небольшим депозитом могут делегировать активы валидаторам на стекинговых платформах. Например, на Binance можно начать с 0,0001 ETH. Однако один из разработчиков Эфириума Влад Замфир выступает против делегирования монет валидаторам, поскольку это вредит децентрализации.
Статистика стекинга в сентябре 2022 года
Недостатки
Виталик Бутерин назвал проблему триллеммой масштабируемости. При повышении пропускной способности страдают децентрализация и безопасность сети, и наоборот. Обновление 2.0 должно решить задачу сохранения всех свойств на высоком уровне. Однако пока этого достичь не удалось.
С переходом на PoS сохранилась вероятность критического бага. Для поднятия ноды нужно иметь большой капитал. Это ограничивает число валидаторов. Чтобы зарабатывать, обычные пользователи делегируют монеты валидаторам. Последние аккумулируют большие объемы криптовалюты.
Также в блокчейне эфира достаточно низкое вознаграждение — 4% в год. Эксперты считают, что мелким участникам недостает стимулов для блокировки монет в стекинге.
По данным аналитической компании Nansen, на 4-й стекинг платформы (Lido Finance, Binance, Kranen, Coinbase) приходится 61,25% заблокированной криптовалюты. Ведущий исследователь Merkle Science Коби Морган обратил внимание, что такое положение делает сеть уязвимой к цензуре. Он допустил, что правительство может воспользоваться ситуацией для давления на валидаторов с целью фильтрации санкционных транзакций.
Трилемма масштабируемости
Штрафы
Валидаторы получают награду за работу — проверку транзакций, голосование и создание новых блоков. Это позволяет обеспечивать безопасность сети. Если участник не выполняет работу или делает ее недостаточно хорошо, ему грозят штрафы. Подробности в таблице.
Кроме того, сеть наказывает валидаторов за попытку мошенничества (например, подтверждение двойной траты). Подобные действия ставят под угрозу безопасность других участников, поэтому к нарушителям применяют самые жесткие меры, такие как:
-Заморозка баланса. Участника исключают из списка валидаторов. Процесс занимает 36 дней. После этого выплата наград прекращается. Оставшиеся монеты можно вывести только после завершения полного пакета обновлений (через 6 месяцев).
-Начальный штраф. Сразу после обнаружения нарушения с баланса участника списывают 1/128 средств.
-Периодический штраф. Валидатор отдает тройную базовую награду каждую эпоху до исключения из списка участников.
-Особой штраф. Размер зависит от числа злоумышленников, выявленных в течение недели. Эта мера служит для предотвращения сговора между пользователями. Чем больше нарушений, тем значительнее штраф.
Механизм мотивирует пользователей противостоять провокациям других участников. За сообщение о нарушении валидаторам платят награду — 1/512 баланса злоумышленника (0,0625 ETH при минимальной сумме).
Будущее ETH 2.0
В июле 2022 года Виталик Бутерин представил обновление дорожной карты на ежегодном собрании сообщества в Париже. В ней учтены планы команды на ближайшие 10 лет. Основная задача протокола — удовлетворить растущий спрос. Ethereum постоянно модернизируется, чтобы соответствовать меняющимся потребностям пользователей.
Разработчики закладывают в план рост участников. Поэтому на фазе 2 апдейт не закончится. Будет больше обновлений, направленных на удовлетворение спроса пользователей. Разработчики называют:
- The Surge («Всплеск»).
- The Verge («Грань»).
- The Purge («Очистка»).
- The Splurge («Разорение»).
Пока имеются веские основания предполагать, что Ethereum в ближайшие годы сохранит лидерские позиции. В 2020-2022 гг. появилось много блокчейнов, конкурирующих с Эфириумом (Polygon, Near). Они дополняют функции ETH быстрыми и дешевыми транзакциями, упрощают развертывание децентрализованных приложений. Разработчики рассчитывают, что апдейт вызовет приток пользователей из этих сетей.
