Что это значит для сети, ее построения и майнинга криптовалют?
Сообщества Биткойн и Монеро (XMR) остаются одними из самых приверженных концепции доказательства работы.
Долгожданное обновление Ethereum
Такое ощущение, что это происходило целую вечность. Это потому, что это так. Он разрабатывается годами и обсуждается с 2018 года. Ethereum 1.0 беспокоился о масштабируемости и безопасности. Они должны быть улучшены с помощью запланированных обновлений системы.
Это масштабное обновление включает в себя реинжиниринг всей платформы Ethereum, что приведет к запуску этой новой, более масштабируемой версии. Эта реализация сети Ethereum должна была начаться летом 2020 года и в настоящее время находится в стадии разработки.
Все этапы должны быть завершены, и, вероятно, обновление продлится еще пару лет.
- Этап 0 - Цепочка маяков - Ожидается: 2020
- Этап 1 - Цепи осколков - Ожидается: 2021
- Этап 1.5 - Основная сеть становится осколком - Ожидается: 2021
- Этап 2 - Полностью сформированные осколки - Ожидается: 2021+
Изменение, окруженное спорами, как часть реализации Ethereum 2.0, перейдет от доказательства работы к консенсусу доказательства доли владения.
Переход от доказательства работы (PoW) к доказательству ставки (PoS)
Ethereum (1.0) в настоящее время является доказательством работы, как и Биткойн.
Однако сеть Ethereum с версией 2.0 меняет свой алгоритм консенсуса. Проще говоря, это означает, что это меняет способ достижения одноранговыми узлами общего согласия о текущем состоянии распределенного реестра.
Это повлияет на способ добычи ETH и вознаграждение ETH майнерам за проверку транзакций в сети. Он меняет методы, используемые майнерами, и требования, необходимые для проверки сети и получения вознаграждения в качестве стимула. Во-первых, майнеры будут более точно называться валидаторами.
Что это значит, если у меня уже есть Eth?
Ну ничего.
Ethereum 2.0 будет полностью совместим с Eth. Это изменение инфраструктуры Ethereum. Это означает, что пользователям DApp или разработчикам DApp не нужно ничего делать. Таким образом, вы сможете без проблем использовать свой существующий ETH в Eth2.0.
Доказательство работы способствует вычислительной мощности
Proof-of-work, или PoW, - это оригинальный алгоритм консенсуса в сети Blockchain. В блокчейне этот алгоритм используется для подтверждения транзакций и создания новых блоков в цепочке. С помощью PoW майнеры соревнуются друг с другом, чтобы завершить транзакции в сети и получить вознаграждение. Возможно, вы слышали о криптографической головоломке, которую майнеры (и их вычислительные мощности) должны решить, прежде чем получить какое-либо вознаграждение.
У Proof-of-Work есть проблема с энергией
Майнинг биткойнов - проблема для окружающей среды. Критики на протяжении многих лет указывали на углеродный след Биткойна как на одну из самых больших проблем. Это побочный продукт методологии доказательства выполнения работы и вычислительной мощности, которая необходима для поддержки сети при проверке транзакций. Майнинг биткойнов связан с высокими показателями потребления и выбросов электроэнергии.
Оценка за июль 2019 года показывает, насколько значительным является потребление энергии биткойнами. Годовое значение измерения превышает 70 тераватт-часов. Это значение, которое обычно приписывают общему потреблению электроэнергии в небольшой европейской стране, такой как Австрия. Хотя важно понимать, что это всего 0,28% от общемирового показателя, он все же является значительным.
Ethereum 1.0, также являющийся доказательством работы, имеет те же проблемы. Ethereum 1.0 добывается таким же образом, с высокой вычислительной мощностью и, как следствие, значительным потреблением энергии. При этом, согласно Digiconomist, сеть Ethereum работает на уровне 11,1 тераватт-часов в годовом исчислении.
Как видно из рисунка ниже, это сопоставимо с энергопотреблением Судана. Несмотря на то, что Ethereum расходует на 85% меньше энергии, чем биткойн, этого все же достаточно для питания 717 797 домашних хозяйств в США каждый день.
Больше вычислительной мощности = больше контроля
Шансы на выигрыш в лотерее крипто-майнинга, то есть на получение вознаграждения за решение вычислительной головоломки на конкретном хэше, возрастают по сравнению с вычислительной мощностью и ресурсами, которые вкладываются в майнинг. Это означает, что 51% атак, преобладающих в сети, будет результатом значительных вычислительных мощностей. Это будет указывать на большую часть хешрейта в сети.
Если вы хотите узнать последствия атаки 51% на сеть, прочтите об успешной атаке 51% на Ethereum Classic, в ходе которой хакеры украли миллионы.
Получение 51% обходится дешевле в небольших сетях, таких как Ethereum Classic. Если бы вы заработали 51% на биткойнах или Ethereum (1.0), это обошлось бы вам в 549 113 долларов и 247 628 долларов соответственно. В сети Ethereum Classic это будет стоить 4686 долларов.
Доказательство ставки в пользу капитала
Концепция Proof-of-Stake (PoS) гласит, что способность людей майнить путем проверки транзакций блоков зависит от их доли в сети (криптовалюты).
Ставка в крипто-терминах означает блокировку ваших криптоактивов в сети и получение за это вознаграждения. PoS стимулирует узлы проверять сеть на основе окупаемости инвестиций (ROI). Это означает, что для майнинга Ethereum 2.0 вам нужно будет заблокировать свой ETH в сети в качестве ставки.
В Ethereum 2.0 вам необходимо поставить минимум 32 ETH, чтобы стать валидатором. Тем не менее, пулы и услуги для стекинга делают участие возможным для всех, в котором вы будете инвестировать меньше ETH и делить вознаграждения внутри пула.
Большая ставка = больше мощности
Поскольку Ethereum 2.0 будет распределять вознаграждение за майнинг на основе доли, это означает, что чем больше ETH принадлежит майнеру, тем больше у него мощности для майнинга. Проще говоря, это приведет к тому, что богатые станут еще богаче - это то, с чем мы все слишком хорошо знакомы в капиталистическом мире.
В Proof-of-Stake для успешной реализации атаки 51% потребуется получить 51% криптовалюты. Тем не менее, стимулы для 51% атак можно смягчить за счет грамотной разработки протокола.
Механизм консенсуса PoS, который мы увидим в Ethereum 2.0, будет применять правила, предназначенные для предотвращения атак в сети.
Вот эти правила:
- Любой валидатор, нарушающий эти правила, будет удален из сети.
- Другие узлы заносят в черный список вредоносный узел и любой другой узел, уже использующий вилку злоумышленника.
Косая черта означает, что значительная часть ставки валидатора снимается. В самых тяжелых случаях это может быть вся ставка в 32 ETH.
PoS Ethereum 2.0 будет более производительным
Системы Proof-of-Stake обычно имеют более высокую производительность по сравнению с системами Proof-of-Work.
Ethereum 2.0 будет использовать реализацию сегментирования, техники разделения, которая обеспечит более высокую пропускную способность. Это разделяет блокчейн Ethereum на несколько параллельно работающих блокчейнов. Они называются цепочками сегментов и важны для увеличения количества транзакций, которые Ethereum может обрабатывать в секунду (TPS). Им нужно будет только загрузить, вычислить, сохранить и прочитать каждую транзакцию в этом сегменте.
Каждая цепочка сегментов будет способна обрабатывать тот же объем трафика, что и текущая сеть Ethereum 1.0. Следовательно, увеличение пропускной способности линейно относительно количества шардов.
Консенсусный дизайн Ethereum PoS описывается как fast-finalality, где блоки создаются гораздо более быстрыми темпами, чем системы PoW, за счет быстрого достижения консенсуса между валидаторами и сетевыми узлами.
В результате шардинга сети с подтверждением доли владения более производительными, чем сети с подтверждением работы, с точки зрения количества транзакций в блокчейне в секунду (TPS) и фактического расчета сетевых переводов.
Системы подтверждения работы, такие как Биткойн и Эфириум 1.0, имеют медленное время транзакций. Ожидается, что майнинг блока в цепочке блоков Биткойн займет десять минут. Ethereum работает быстрее, ожидаемое время составляет от 10 до 20 секунд. Это может показаться быстрым по сравнению с биткойном, но Ethereum 2.0 настроен улучшить это время с помощью шардинга.
Ethereum 2.0 в конечном итоге будет обеспечивать примерно до 100 000 транзакций в секунду по сравнению с 4,7 TPS (биткойн) и 15 TPS (Ethereum).
Для сравнения: передовая глобальная вычислительная сеть Visa (VisaNet) предположительно способна обрабатывать 24 000 транзакций в секунду, хотя другие оценивают это примерно в 1700 транзакций.
Безопасность Ethereum 2.0 с помощью PoS
Критики доказательства доли владения указывают на несколько уязвимостей, таких как атаки дальнего действия, которые составляют 51% атак, но начинаются на начальной стадии, слабая субъективность и «ничего не поставлено на карту».
Дальние атаки и слабая субъективность
При атаке на дальние расстояния через PoS злоумышленник будет использовать текущее состояние блокчейна в генезисном блоке в сочетании со значительной долей ETH для создания новой вредоносной цепочки, которую злоумышленник может обмануть пользователей сети. Затем эта новая цепочка обогнала бы основную цепочку и теоретически могла бы переписать историю транзакций с этими новыми блоками и транзакциями.
Атаки дальнего действия существуют из-за слабой субъективности, которая влияет на новые узлы, которые добавляются в сеть, или те, которые подключаются к сети после значительного времени автономной работы. Эти новые узлы не смогут сразу определить, какая ветвь является основной цепочкой. Таким образом, слабая субъективность - это зависимость от других узлов относительно текущего состояния системы новыми или автономными узлами.
В системах доказательства выполнения работы отличный способ определить основную цепочку - использовать правило самой длинной цепочки, которое отражает объем работы, затраченной на создание цепочки.
В системах PoS слабая субъективность возникает из-за того, что правила самой длинной цепочки недостаточно для определения основной цепочки из-за (почти) бесплатного процесса создания современной цепочки.
Создание современных конкурирующих цепочек потребует небольших усилий в PoS по сравнению с PoW. Следовательно, новые узлы или узлы, которые долгое время находились в автономном режиме, должны доверять информации, которую они получают от других узлов, о том, какая цепочка является действительной, что вызывает слабую субъективность.
В PoW предполагается, что дальнодействующие атаки с конкурирующими ветвями, начинающимися в генезисном блоке, невозможны из-за огромных затрат вычислительных ресурсов, необходимых для достижения длины основной цепи. При этом стандартная атака 51% теоретически все еще возможна в PoW, но правила самой длинной цепочки в системах PoW достаточно, чтобы противостоять любым проблемам, конкретно связанным со слабой субъективностью и дальнодействующими атаками 51%.
В PoW атаки на сеть смягчаются за счет затрат на установку, запуск и обслуживание ресурсов с минимальной отдачей. Таким образом, вычислительная мощность, затрачиваемая на проверку блоков, гарантирует безопасность цепочки блоков PoW от злоумышленников. В результате меньшие цепи намного более уязвимы.
Ничего не поставлено на карту
В наивной реализации Proof-of-Stake экономически рациональным решением было бы сделать ставку на все вилки, чтобы у вас было больше шансов внести свой вклад в выигрышную вилку. Это имеет смысл, поскольку, в отличие от PoW, где вы тратите вычислительную энергию, чтобы внести свой вклад в проверку блока, в наивном PoS у вас нет ничего в опасности (ничего не поставлено на карту) при проверке и помощи в достижении консенсуса. Это проблема для консенсуса, потому что, если бы каждый был заинтересован в валидации во всех цепочках, прийти к консенсусу по основной цепочке было бы сложно.
Есть ли у Ethereum 2.0 эти проблемы?
Теоретически да.
Однако из-за реализации PoS в Ethereum 2.0 злоумышленник должен будет обойти меры безопасности, используемые для предотвращения атак 51% и ничто не поставлено на карту. Эти защитные меры делают практически невозможным проведение атаки без уничтожения всего их ETH в процессе.
В случае слабой субъективности, чтобы гарантировать, что информация о действующей цепочке является точной, узел, который является новым или подключается к сети после значительного периода времени, должен будет получить недавний хэш блока из авторитетного источника, такого как проводник блокчейна, и вставьте это как «контрольную точку» в их клиент блокчейна. Это метод борьбы со слабой субъективностью, основанный на доверии к авторитетному источнику. Хотя это не полностью соответствует системе без доверия, на самом деле это не должно быть проблемой, если только авторитетный источник не скомпрометирован.
Злонамеренная атака приведет к рубящему удару, которого достаточно, чтобы сделать такую попытку слишком дорогостоящей, чтобы ее можно было рационально реализовать. Дизайн Ethereum (2.0) также предназначен для того, чтобы оставаться активным в течение основных разделов сети, даже когда большое количество узлов отключается, ограничивая влияние слабой субъективности. С этими мерами последствия неправильного поведения будут равны депозиту + вознаграждению, в отличие от просто вознаграждений в системах PoW. Предполагается, что это повысит потенциальную безопасность сети.
Следовательно, Ethereum 2.0 не является наивным PoS.
Риск централизации
PoS основан на стекинге, количестве ETH, которое пользователь держит в сети. Таким образом, более крупные вознаграждения распределяются между богатыми вкладчиками, что вызывает эффект снежного кома на рентабельность инвестиций для крупных держателей токенов. Это ставит под угрозу децентрализованный процесс проверки сети. По сути, это дает больше возможностей состоятельным валидаторам.
Те, у кого более высокая доля ETH, также получат постоянно увеличивающуюся маржу прибыли из-за фиксированных затрат на оборудование для майнинга, в дополнение к возрастающей силе стимулов, поскольку их рентабельность инвестиций растет, поскольку они сохраняют свои вознаграждения в ETH.
В системе PoS стоимость оборудования для пользователя с 32 ETH будет такой же, как и для пользователя с 200 ETH, из-за того, что основное внимание уделяется ставке, а не мощности майнинга. В связи с этим некоторые предполагают, что стоимость майнинга может считаться слишком высокой по сравнению с выплатой небольшого заинтересованного лица и может отключить их кошелек. Это может привести к усилению централизации, основанной на богатстве.
Однако любой может стать валидатором PoS без специального оборудования. Следовательно, вы можете утверждать, что у блокчейнов PoS больше шансов стать более децентрализованными из-за более низкого барьера для входа. В результате должно быть меньше разделения властей из-за уменьшения неравенства между держателями и участниками.
PoW не позволяет мелким производственным компаниям быть экономически конкурентоспособными из-за огромных затрат, связанных с вычислительной мощностью, необходимой для проверки транзакций. Это риск децентрализации из-за высокого барьера для входа.
Однако, чтобы противодействовать этому, система PoW Биткойнов, как полагают, жертвует производительностью и масштабируемостью для достижения более высоких уровней децентрализации за счет ограничения размера блока. Это направлено на предотвращение уменьшения числа работающих полных узлов за счет управления вычислительными усилиями, необходимыми для добычи блока. Если вычислительные усилия увеличатся за счет увеличения размера блока, вы, вероятно, увидите сокращение числа участников.
Хотя централизация в PoW все еще возможна, если майнинговые пулы имеют большую часть хешрейта криптовалют. Учитывая, что для майнинга биткойнов требуются специализированные вычислительные ресурсы, вы можете видеть, как это может вызвать централизацию, когда крупные майнинговые пулы являются основными участниками.
Все сложно
В конце концов, власть, независимо от того, как она получена, может коррумпировать и стать централизованной. Таким образом, децентрализация между PoW и PoS - это вопрос семантики, и проблема в некоторой степени неизбежна. Никакая система не идеальна, и всегда будет существовать компромисс.
Компромиссы между Proof-of-Stake и Proof-of-Work - это философские, гипотетические и теоретические дебаты, которые намного сложнее, чем то, что обсуждается здесь. Эти две системы решают проблему децентрализации по-разному и по-прежнему уязвимы, хотя и с разных сторон. Ethereum пытается использовать гибридную систему PoS, чтобы уменьшить эти риски и улучшить сеть Ethereum, одновременно уменьшая ее влияние на окружающую среду.
Итак, где мы находимся с Ethereum 2.0?
Фаза 0 - Цепь маяков
Вы можете быть в курсе событий по ссылке ниже.
Спасибо за прочтение! Любые вопросы, напишите мне комментарий.
