В центре внимания Eth2

Улучшения блокчейна, который мы знаем и любим

Если вы не слышали об Ethereum, значит, вы живете где-то в пещере. В последние годы Ethereum занял лидирующую позицию в сферах криптовалют, технологий и финансов, став вторым по популярности блокчейном после Bitcoin. На сегодняшний день рыночная капитализация Ethereum составляет 213 миллиардов долларов.

Тем не менее, Ethereum не идеален. По мере его развития появились опасения по поводу его воздействия на окружающую среду, масштабируемости и высоких комиссий, вызванных перегруженностью сети. Именно поэтому запускается Ethereum 2.0 — следующее поколение Ethereum, также известное как Eth2.

История Ethereum

История начинается в ноябре 2013 года, когда Виталик Бутерин, создатель Ethereum, опубликовал White Paper нового блокчейна. Данный документ заложил основу для технологии и дорожной карты Ethereum.  Главным нововведением было добавление к технологии Bitcoin (изложенной в White Paper Сатоши Накамото) смарт-контрактов - последовательностей кода, которые вызывают заданные действия при выполнении определенных условий. Данные операции защищаются и записываются в блокчейне.

В 2014 году были проданы первые токены эфира. В 2015 году была запущена ранняя версия Ethereum, известная как Frontier, которая позволила майнить ETH и проводить первые транзакции в собственной сети. В 2016 году был запущен форк Homestead, который внес несколько улучшений в протокол и сделал возможным ряд обновлений в будущем. Апргрейды с такими названиями, как «Muir Glacier», «Istanbul» и «Byzantium», улучшили безопасность сети, уменьшили вознаграждение за майнинг и добавили стейкинг.

На протяжении длительного времени цена эфира стремительно росла? временами достигая максимума в $4000. Это было связано с тем, что смарт-контракты Ethereum стали использоваться в NFT, играх для заработка, токенах ERC-20 и т.п..

Необходимость внедрения Ethereum 2.0

Eth2 — это новая сеть, и до ее полного внедрения еще несколько лет, но разговоры о Eth2 ведутся уже давно. В блоге от 2015 года описывается версия Ethereum под названием «Serenity», которая должна была стать следующим шагом в дорожной карте после Frontier и Homestead.

Главная цель Eth2 (ранее Serenity) — перевести Ethereum с механизма консенсуса Proof of Work на механизм консенсуса Proof of Stake. Иногда эту трансформацию описывают с помощью выражения “второй уровень” (Layer 2), который будет как бы наложен на “первый уровень”. то есть текущую форму Ethereum.

В рамках консенсуса Proof of Work компьютеры решают сложные математические задачи с помощью систем криптографии (именно поэтому они называются криптовалютами!), чтобы минтить новые монеты и подтверждать транзакции. Данный процесс достаточно медленный и очень энергозатратный. Напротив, при переходе на Proof of Stake основные держатели эфира получат возможность голосовать сообща, чтобы подтвердить реальные транзакции и аннулировать ложные или злонамеренные.

Валидаторы должны предоставить большое количество эфира в качестве залога и гарантии корректного поведения. Переход на Proof of Stake позволит Ethereum продолжить расти, оставаясь безопасной сетью, и при этом уменьшит воздействие на окружающую среду.

Разработчики Ethereum описывают Eth2 как основу «цифрового будущего в глобальном масштабе». Обновление предназначено для решения трех основных проблем: 1) перегруженности сети, приводящая к крайне высоким комиссиям и низкой скорости; 2) огромные затраты электроэнергии и 3) чрезмерное дисковое пространство, необходимое для работы узла. Первая проблема делает Ethereum менее удобным для всех пользователей, в то время как последние две представляют собой серьезные преграды для операторов узлов (нод). Переход Eth2 к Proof of Stake поможет решить все три проблемы.

Трилемма

Все блокчейны стремятся к трем вещам: децентрализация, безопасность и масштабируемость. Однако достичь всех трех целей одновременно крайне сложно. Обычно одно качество должно страдать для достижения двух других. Например, сильно децентрализованные (распределенные по всему миру и без концентрации власти) и масштабируемые (легко наращиваемые и расширяемые) чейны часто подвержены рискам взлома и атак. Это и есть трилемма блокчейна.

В настоящее время Ethereum децентрализован и безопасен. В его работе задействованы тысячи узлов, разбросанных по всему миру, каждый из которых соревнуется в решении криптографических задач. Как результат, минтится новый эфир, проверяются транзакции и ведутся записи реестра. Хотя никакая система не может считаться по-настоящему непобедимой, большое количество обновлений, сделанных в Ethereum с момента его запуска, защитили его от атак.

Недостатком Ethereum является слабая масштабируемость — способность системы расширяться и расти под новыми рабочими нагрузками. По мере роста требования к энергии и оборудованию для узлов резко возросли; при этом сеть перегружается, что приводит к высоким комиссиям и низкой производительности.

Для дальнейшего развития Ethereum должен стать более масштабируемым. Самый простой способ добиться этого — централизация Ethereum, но данный метод противоречит принципам проекта. Таким образом, Ethereum должен разрешить трилемму — и Eth2 станет этим решением.

Поэтапный запуск

Внедрение Eth2 — это длительный процесс, который уже начался. Дорожная карта содержит три основных шага: Beacon Chain, merge (слияние) и shard chains (шардинг). (ПРИМЕЧАНИЕ: от пользователей Ethereum не требуется никаких действий для подготовки к изменениям. Любой, кто говорит вам что-то сделать для «миграции» ваших эфиров или требует какие-то иные действия для подготовки к Eth2, является потенциальным мошенником.)

Шаг 1 - Beacon Chain (Цепочка Маяков)

Beacon Chain — это первая фаза развертывания Eth2 и единственная, которая полностью реализована. По состоянию на июнь 2022 года Beacon Chain функционирует. Beacon Chain иногда называют «Фазой 0» дорожной карты, поскольку она закладывает основу для всего будущего проекта.

Данный чейн составляет основу Proof of Stake на Ethereum. Несмотря на то, что в настоящее время он имеет ограниченную функциональность, запуск Beacon Chain доказал, что разработчики Ethereum всерьез относятся к смене механизма консенсуса и продолжат внедрение Eth2. Beacon Chain будет координировать так называемые шарды или «shard chains» — участки блокчейна Ethereum, которые будут параллельно обрабатывать операции нагрузку для уменьшения перегрузки сети.

Шаг 2 - Merge (Слияние)

В настоящее время Ethereum и Eth2 разделены, но это скоро изменится. Этап «Merge» предполагает интеграцию основной сети Ethereum ( общедоступный мейннет блокчейна) и сети Beacon, которая необходима для работы Proof of Stake. В конечном итоге эти две платформы соединятся, и в Ethereum появится Proof of Stake. Проще говоря, Merge означает полный переход Ethereum на Proof of Stake. Merge устраняет необходимость в энергоемком майнинге и вместо этого защищает сеть с помощью застейканного эфира; реализация этого этапастанет по-настоящему захватывающим моментом в криптоистории. На данный момент Merge планируется запустить летом 2022 года, хотя график может измениться.

Шаг 3 - Shard Chains (Шардинг)

После Merge запланирован еще ряд апгрейдов Ethereum, наиболее важный из которых -  введение Shard Chains. Шардинг означает разделение базы данных для увеличения ее емкости; эта технология уже используется в программировании. В контексте Ethereum шардинг уменьшает нагрузку на сеть и увеличивает количество транзакций за счет создания новых цепочек, известных как «шарды». Благодаря этому значительно увеличится количество транзакций и емкость данных в сети.

Шардинг значительно упрощает работу алгоритма Proof of Stake за счет снижения требований к оборудованию валидаторов. Вместо того, чтобы поддерживать дисковое пространство и вычислительную мощность для выполнения транзакций во всей сети (как это происходит сейчас), от валидаторов будут требоваться вычислительные ресурсы, достаточные только для их сегмента. В результате валидаторы смогут запускать клиент Ethereum с обычного ноутбука или смартфона. Шардинг значительно увеличит децентрализацию и безопасность сети, сделав каждый узел меньшей целью для атаки.

На данный момент точный порядок реализации и функционал шардов во многом не определены. Ожидается, что они будут запущены где-то в 2023 году, но вероятно, что пройдет еще больше времени, прежде чем на шардах смогут работать смарт-контракты. Сперва они предоставят сети дополнительную мощность для обработки данных с целью достижения 100 000 транзакций в секунду.

Eth2 или “Слой консенсуса”?

Недавно произошел ребрендинг проекта Eth2 - теперь он называется “Слой консенсуса» (Consensus Layer). В рамках новой структуры Ethereum именуется слоем выполнения (Execution Layer). Это было сделано для того, чтобы подчеркнуть, что Eth2 не заменяет Ethereum, а просто добавляет в Ethereum механизм консенсуса Proof of Stake. Существующая основная сеть будет объединена с Beacon Chain, поэтому она останется “словем выполнения». Итак, если вы видите, что термины “Eth2” и “слой консенсуса” используются как взаимозаменяемые, пусть вас это не смущает -это одно и то же !

Pontem

Продуктовая студия Pontem - это студия разработки продуктов на основе Aptos - самого безопасного и масштабируемого L1-блокчейна. Совместно с командой Aptos мы запускаем фундаментальные приложения, инструменты для разработчиков, AMM, реализации EVM и т.д. Pontem становится оптимальной точкой входа для команд, желающих разрабатывать проекты на Aptos.

Чтобы быть в курсе нашей работы, подписывайтесь на Pontem в Twitter, Medium и общайтесь с нами в Telegram.