Огляд Ethereum 1.0 до 2.0

Щойно завершене оновлення Ethereum Лондон викликало великий резонанс у всій індустрії криптоактивів. Чому оновлення Лондон таке важливе? Тому що це важлива ланка в переході Ethereum з 1.0 на 2.0. З моменту свого створення мережа Ethereum зазнала кількох хардфорків. Перше коригування складності майнінгу, другий форк “Дім”, третій через “хакер”-атаки, що призвели до “DAO та форку Блокчейн”. У листопаді 2016 року для зменшення ваги та запобігання DDoS-атакам був здійснений четвертий форк. У березні 2019 року для прискорення розширення та підвищення безпеки було проведено оновлення “Константинополь та Санкт-Петербург”, а в квітні 2021 року для оптимізації продуктивності основної мережі Ethereum знову було впроваджено “Берлінське оновлення”… до 4 серпня 2021 року, коли відбулося оновлення Ethereum Лондон. Чим більше розвивається, тим частіше оновлюється мережа Ethereum.

Чому Ethereum має так багато оновлень? Як Ethereum переходить з 1.0 на 2.0? Які важливі етапи беруть участь?

01 Чому у Ethereum є так багато хардфорків?

Масштабний план Ethereum як “світового комп'ютера” та “глобальної відкритої платформи”, реалізований на основі механізму консенсусу Блокчейн з POW, визначає долю Ethereum, що постійно оновлюється. “Глобальна відкрита платформа” Ethereum має на меті забезпечити застосування на додатках, тому найголовніша вимога до базового ланцюга - це надзвичайна швидкість обробки. Але це якраз і є слабке місце механізму консенсусу POW. POW є відкритим, прозорим, децентралізованим і безпечним, але: швидкість обробки транзакцій дуже повільна. Біткоїн, що використовує механізм консенсусу POW, може обробити лише 7 транзакцій за секунду; Ethereum, що також використовує механізм консенсусу POW, має не високу швидкість обробки, обробляючи лише 15 транзакцій за секунду. Отже, чим більше розвивається мережа Ethereum, чим більше користувачів, чим більше додатків, що розробляються на ланцюзі, тим частіше будуть оновлення.

Крім того, підтвердження транзакцій Ethereum протягом 6 років здійснювалося за схемою аукціону. Іншими словами, коли кілька транзакцій одночасно з'являються перед майнерами, майнер вибирає ту транзакцію, у якої вища комісія, для пріоритетного підтвердження. Це призводить до того, що під час пікових навантажень вартість комісії за транзакції різко зростає, і щоб отримати швидке підтвердження транзакції, необхідно платити високі збори; деякі користувачі з низькими платіжними комісіями навіть не отримують підтвердження. Така надвисока вартість швидкого підтвердження транзакцій і безмежні затримки підтвердження з низькими комісіями значно зашкодять екосистемі мережі Ethereum.

Крім того, механізм консенсусу POW має поширену критику через те, що: він занадто витратний, неекологічний; механізм POW також призводить до все більшої концентрації майнінгу. З ростом обчислювальної потужності та зростанням витрат на майнінг, це призводить до того, що лише невелика частина людей з великим капіталом може займатися майнінгом. 65% майнінгу біткойнів виконують великі майнінгові групи. А звичайним користувачам, які хочуть запустити повний вузол для перевірки та запису даних блокчейну, стає ще важче. Така тенденція концентрації обчислювальної потужності майнерів і повних вузлів вже зробила так, що блокчейн не є таким децентралізованим, як планувалося спочатку, що також вкрай негативно впливає на безпеку всього протоколу.

Це і є причиною, чому Ethereum неодноразово зазнавав форків оновлень, навіть з революційним способом оновлення, що дозволило Ethereum стрибнути з 1.0 на 2.0.

02 Що таке Ethereum 2.0?

Тож що таке Ethereum 2.0? Чим воно відрізняється від Ethereum 1.0; як Ethereum переходить з 1.0 на 2.0? З моменту свого народження Ethereum було заплановано детальний розвиток.

Перший етап: Передова (Frontire); Передова, це значить, що з'явилася перша версія Ethereum.

Другий етап: Дім (HomeStead); у березні 2016 року після другого оновлення основної мережі було випущено першу стабільну версію, яка отримала назву “Дім”. Після цього проект Ethereum швидко зростав.

Третій етап: Метрополія. На цьому етапі підвищується безпека Ethereum, покращується написання смарт-контрактів, оптимізується продуктивність основної мережі. Мережа Ethereum офіційно переходить у зрілий період, поступово демонструючи свою силу. У 2017 році відбулася бум “первинних пропозицій монет (Initial Coin Offering, ICO)”, у 2020 році виник екосистема Defi та підйом NFT на блокчейні, Ethereum забезпечив неодноразовий заробіток на блокчейні. Водночас виявилися вроджені недоліки мережі в механізмі консенсусу POW.

Четверта стадія: Спокій. На стадії спокою Ethereum офіційно переходить з механізму доказу роботи (POW) на механізм доказу частки (POS) та розробляє другий план розширення, що повністю підвищує ефективність роботи мережі Ethereum. Конкретно кажучи: він має повністю вирішити накопичені проблеми з заторами в мережі Ethereum та високими комісіями, водночас забезпечуючи безпеку децентралізованої мережі, прагнучи знайти баланс та оптимальне рішення в неможливому трикутнику блокчейну. Це дозволить Ethereum реалізувати “повну екосистему додатків”, надшвидку обробку та безліч спільних розвитків “світового комп'ютера”.

Коротко кажучи, перші три етапи - це довгі пошуки та доопрацювання Ethereum 1.0; лише на етапі «Спокою» можна здійснити якісний стрибок до Ethereum 2.0, і навіть можна прямо сказати, що «Спокій» - це Ethereum 2.0.

03 Як мережа Ethereum переходить з 1.0 на 2.0?

Отже, як мережа Ethereum переходить з 1.0 на 2.0, які важливі етапи участі?

1. Запуск сигнального ланцюга.

Основний акцент переходу з Ethereum 1.0 на 2.0 полягає у зміні з POW на POS, тому ланцюг Ethereum повинен підтримувати POS-стейкінг. Саме тому 1 грудня 2020 року було запущено Beacon Chain, що дозволяє користувачам використовувати смарт-контракти на Ethereum для стейкінгу ETH та отримувати винагороди. Проте наразі Beacon Chain ще не має можливості обробляти транзакції та виконувати контракти, тому стейкнуті ETH та отримані винагороди заблоковані, і для їх виведення потрібно буде чекати щонайменше 2 роки.

2. Щоб Ethereum процвітав, необхідно вирішити проблему комісій.

Проблема з комісіями Ethereum існує вже давно. Нарешті, 4 серпня 2021 року, під час оновлення Лондона, вона була вирішена. Важливим елементом оновлення Лондона стало проєкт EIP-1559. EIP-1559 змінив колишню модель ставок на повному аукціоні на модель “базова плата + чайові”. Базова плата є обов'язковою, її рівень буде розраховуватися на основі базової плати попереднього блоку та використання ресурсів блоку; частина чайових - це додаткові витрати, які користувачі добровільно платять за “прискорення” підтвердження транзакції. Це згладжує витрати на підтвердження транзакцій, щоб швидка плата не зростала безмежно, а низька плата не могла бути підтверджена. Це забезпечує ефективність і в певній мірі справедливість.

Крім того, дизайн EIP-1559 передбачає, що базова плата за кожну транзакцію буде знищена. Це означає: чим більше економічної активності відбувається в економіці мережі Ethereum, тим більше ETH буде знищено. З економічної точки зору: знищення ETH як базової плати певною мірою призводить до дефляції Ethereum; а оптимізація на основі плати означає, що чим більше економічних застосувань відбувається в мережі Ethereum, тим більше попиту на Ethereum буде з боку покупців; а з боку продажу частина доходу майнерів знижується, що ще більше підвищує вартість зберігання Ethereum.

3. Складність дизайну вибухнула, змусивши майнерів перейти з POW на POS майнінг.

Теоретично, POS дійсно є більш ефективним, енергозберігаючим і екологічним, після оновлення Лондона комісії також стали нижчими, тому, звичайно, користувачі, які здійснюють транзакції в мережі Ethereum, та підприємці, безумовно, проголосують ногами за POS, але як змусити майнерів відмовитися від POW і перейти на POS? Це значно складніше. Майнеры вклали величезні кошти в придбання майнінгового обладнання та будівництво майнінгових ферм. Раптово змусити їх відмовитися від усієї цієї продуктивності і вибрати іншу дорогу, починаючи з 0, щоб залучити капітал для майнінгу. Це надто важко.

Ethereum, якщо запустять лише маякову ланцюг, дозволяючи POW та POS майнінгу працювати спільно, то перехід Ethereum до 2.0 може бути досить складним. Майнери можуть продовжувати дотримуватися POW майнінгу, і ситуація може стати застійною.

Тому Ethereum спроектував вибух складності. Але спочатку він був розроблений для запуску разом з лондонським оновленням, але неодноразово був відкладений. Чому так?

Складність вибухає, насправді це збільшення складності для майнерів POW. І ця складність зростає геометрично. Тобто, досягнувши певного рівня, майнінг стає дуже важким, і майнери можуть залишитися без прибутку. Якщо сказати прямо: вибух складності - це дизайн, який змушує майнерів відмовитися від POW. Якщо майнери незадоволені, це може легко призвести до форку. Адже суть роботи блокчейну - це “консенсус”. Крім того, якщо механізм POS не вирішує проблему ефективності підтвердження транзакцій, поєднуючи децентралізацію та безпеку; а ланцюг POW через вибух складності не може видобувати, що призводить до неможливості підтвердження транзакцій і утворення заторів у мережі. Це безпосередньо призведе до колапсу мережі Ethereum. Тому дуже важливо використати вибух складності, щоб успішно перейти від POW до POS.

Очевидно одне: принаймні до вибуху складності, продуктивність POS-мережі повинна бути достатньо великою, щоб взяти на себе роботу, яку виконують POW, обробляючи всі транзакції. Вона повинна бути ефективною, одночасно відповідаючи вимогам децентралізації та безпеки.

На це питання Ethereum має рішення? Так, воно вирішується за допомогою шардінгу.

4. Фрагментний ланцюг.

Багато разів ми вважаємо, що різкий приріст продуктивності Ethereum 2.0 зумовлений переходом від POW до POS. Насправді, POS не може безпосередньо зменшити завантаженість мережі або підвищити швидкість обробки транзакцій, а лише дозволяє реалізувати поділ на шард. Поділ на шард є ключовою технологією, яка підвищує ефективність мережі, дозволяючи Блокчейн-мережі перейти від обробки десятків чи сотень транзакцій на секунду до тисяч або навіть сотень тисяч. Як же ця технологія насправді підвищує масштабованість мережі?

Наразі в Ethereum є лише одна публічна мережа, де блоки генеруються по черзі. Отже, швидкість генерації блоків та кількість транзакцій, які може зафіксувати кожен блок, визначають кількість транзакцій, які Ethereum може обробити за секунду. Це як у супермаркеті: якщо каса відкрита тільки в одному місці, всі повинні стояти в черзі на оплату. Якщо тільки супермаркет не пустує і не має мало покупців, швидко розрахуватися буде дуже важко. Але якщо відкрити кілька кас, щоб працювали одночасно, то ефективність значно зросте.

Shard-фрагмент є принципом цього. Щоб підвищити швидкість обробки транзакцій, Ethereum 2.0 розділяє оригінальний ланцюг, що несе дані та перевіряє вузли, на 64 фрагменти, які одночасно обробляють транзакції. Очевидно, що цей підхід значно підвищить ефективність. Але якщо кожен ланцюг обробляє інформацію окремо, а інформація не синхронізується по всій мережі, чи не буде це легкою можливістю для подвійних витрат та злочинних дій? Підхід Ethereum 2.0 полягає в тому, що різні фрагменти обмінюються інформацією, так що транзакції, які належать до різних фрагментів, також можуть бути підтверджені; а також розробляється сигнальний ланцюг як основний ланцюг, на якому встановлюються смарт-контракти для випадкового розподілу перевіряючих вузлів; 128 перевіряючих вузлів утворюватимуть комітет, щоб створювати блоки та розподіляти нагороди; і після створення 64 блоків сигнальний ланцюг знову випадковим чином обиратиме раунд перевіряючих вузлів. Це значно зменшить можливість злочинних дій.

Окрім цього, для більш суворого захисту від атак з подвійними витратами та злочинних дій вузлів, Ethereum 2.0 застосовує механізм покарання для злочинців. Тобто, як тільки буде виявлено, що вузол вчинив злочин, то буде конфісковано всі його заставлені ETH. Це набагато суворіше покарання для “злочинців”, ніж механізм POW.

Ця багатошарова захист, зробила безпеку роботи Блокчейну на механізмі POS значно вищою, вона зовсім не гірша за механізм POW.

04 Висновок

Просто ця технологія насправді дуже складна. Ethereum все ще перебуває в розробці. Щоб повністю реалізувати технологію шардінгу, потрібно буде завантажити дані 1.0, ймовірно, знадобиться ще багато часу. Тому майбутнє Ethereum 2.0 виглядає перспективно, але не слід поспішати. Конкретно, все залежить від технологічного прогресу проекту Ethereum. Тому, чому ми підкреслюємо важливість команди та технологій за криптоактивами при інвестуванні в цифрові валюти. Це пов'язано з тим, що технології, хоча й здаються далекими, насправді є дуже важливими для інвестицій у монети. Вони є ключем до того, чи зможе монета або ланцюг розвиватися. **$DOGE **$DOT