Обновление Ethereum: ETH 2.0 и погоня за масштабируемостью

Среда, 15 мая 2019 в 12:57
Обновление Ethereum: ETH 2.0 и погоня за масштабируемостью

Уже долгое время разработчики Ethereum работают над его превращением в мировой децентрализованный компьютер. Для достижения этой цели сеть должна поддерживать свою текущую децентрализованную архитектуру, одновременно добиваясь масштабирования на несколько порядков. В данный момент блокчейн способен обрабатывать всего 15 транзакций в секунду, так что разработчикам предстоит еще много работы, прежде чем «Эфир» сможет обслуживать как население планеты, так и грядущий поток робототехники и автономных устройств.

За последние годы появилось множество решений, многие из которых будут реализованы в этом году на 4-м и последнем этапе разработки Эфириума, получившем название Serenity. Масштабы и новизна этого этапа настолько велики, что последнее обновление получило неофициальное название Ethereum 2.0. На самом деле, это куда более подходящее название, чем Serenity: на этом этапе разработчики представят абсолютно новый блокчейн (Beacon chain) и введут новый алгоритм консенсуса.

В данной статье мы поближе рассмотрим основные моменты этого революционного обновления.

Proof of Stake (PoS)

Виталька Бутерин и другие разработчики Ethereum обсуждали переход на Proof of Stake (PoS) еще в далеком 2014-м году. Главным стимулом к этому переходу стало желание снизить электропотребление блокчейна, минимизировать риск централизации нод и атак типа атаки 51%.

Новый блокчейн Beacon будет использовать PoS систему под названием Casper. Сначала Beacon начнет работать одновременно с нынешним блокчейном Ethereum Proof of Work (PoW), что произойдет где-то в конце 2019-го года. Поначалу Beacon будет выполнять лишь валидацию без возможности хранения и обработки информации.

В ходе этой фазы блокчейн будет использовать механизм Casper Friendly Finality Gadget (FFG), поддерживающий завершенность Beacon. В данном случае завершенность – это распознавание и неизменность каждого нового блока. Протокол будет случайным образом отбирать пулы генерирующих блок нод и комитетов из числа подходящих валидаторов, которые будут поддерживать консенсус.

Важно отметить, что блокчейн Beacon будет использовать новый криптоактив – ETH2. Валидаторы будут использовать этот токен для размещения ставок и получения вознаграждений за счет инфляции. Холдеры нынешнего токена ETH получат возможность обменять его на ETH2, после чего оригинальный токен ETH будет уничтожен.

Все желающие получить ETH2 и участвовать в процессе валидации должны будут скачать клиент для блокчейна Beacon. В данный момент над созданием клиента работает сразу восемь разных команд разработчиков.

Шардинг

Для устранения низкой пропускной способности блокчейн Ethereum будет разбит примерно на 1000 частей (шардов). Это разделение, также называемое шардингом, обещает значительно увеличить масштабируемость Ethereum вплоть до 15 000 транзакций в секунду.

На деле это означает возможность одновременного выполнения множества транзакций и смарт-контрактов. Данная разработка поможет обойти ограничения традиционной линейной обработки блокчейнов. Таким образом, шардинг устраняет один из основополагающих принципов блокчейна, а именно что каждая полная нода верифицирует каждую транзакцию. В случае с Beacon любая транзакция будет проверяться и подтверждаться только подмножеством нод.

Через определенные промежутки шард будет записывать свое текущее состояние консенсуса на блокчейн Beacon с помощью так называемого механизма перекрестной связи. Кроме того, перекрестная связь позволит шардам общаться друг между другом.

Шардинг будет реализовываться в две фазы. Первая фаза, намеченная на 2020-й год, введет простой обмен данными. Второй этап, ожидаемый в 2021-м году, обеспечит коммуникацию и возможность передачи активов между шардами. Так или иначе, до полноценного использования всех плюсов шардинга остается еще 2 года при условии отсутствия дальнейших задержек в разработке или внедрении.

EWASM (Ethereum flavored Web Assembly)

Помимо изменений в консенсусе и масштабируемости, обновление Serenity предполагает полную переработку виртуальной машины Ethereum (EVM). EVM отвечает за расчеты смарт-контрактов, децентрализованных приложений и токенов в экосистеме Ethereum. В настоящий момент разработчики должны писать свои приложения на специальном языке программирования Ethereum, называемом Solidity.

Новая виртуальная машина с полным названием Ethereum flavored Web Assembly (EWASM) снимет это ограничение и позволит использовать множество разных языков. Новая разработка призвана уменьшить трение и расширить возможности разработчиков децентрализованных приложений Ethereum, вместе с этим улучшив экосистему в целом. Как следствие, команды разработчиков смогут выбирать более безопасные языки с меньшим количеством векторов атаки, чем у Solidity, что снизит риски для всех создаваемых проектов. Кроме того, основные разработчики виртуальной машины утверждают, что новый EWASM в целом будет намного проще для создания продуктов на блокчейне.

EWASM, как и транзакции между шардами, будет запущена на блокчейне Beacon в ходе второй фазы в 2021-м году.

Прыжок выше своей головы

Все вышеописанное – лишь 50% дорожной карты Serenity.

В последнее время в криптосфере неоднократно звучит предложение о введении арендной платы на хранение данных. Суть состоит в том, что из каждого аккаунта на каждом блоке будет вычитаться определенное количество ETH2 в зависимости от количества информации, хранимой ими на шардах. Сеть является общедоступной: каждый пользователь может получить к ней доступ и использовать ее. Данный шаг, в свою очередь, остановит ненужное и неэффективное хранение данных.

Помимо прочего, разработчики надеются вывести шардинг на новый уровень с помощью так называемого супер-квадратичного шардинга. Выражаясь простым языком, это означает создание шардов внутри шардов. Если это на самом деле технически осуществимо, нововведение позволит экспоненциальное, а то и вообще неограниченное масштабирование на блокчейне, что устранит необходимость в офф-чейн решениях наподобие сети масштабирования Plasma. Такого рода разработка позволит практически бесконечное масштабирование без ущерба для децентрализации и безопасности.

Помимо текущего варианта дорожной карты Serenity, разработчики надеются интегрировать zk-STARKS. Это система доказательства с нулевым разглашением, предлагающая отличную приватность и масштабируемость при полной устойчивости к достижениям в области квантовых вычислений. Одной из ключевых задач Ethereum 2.0 является предотвращение будущих угроз в этой области. zk-STARKS предоставляет один из самых высоких уровней приватности, запутывая суммы и адреса получателя и отправителя. Кроме того, система позволит перенести вычисления за пределы блокчейна, что принесет огромную пользу для масштабирования.

Заключение

Ни для кого не секрет, что за эти годы дорожная карта Ethereum претерпела массу задержек, в немалой степени из-за количества требуемых инноваций. Так или иначе, 2019-й год определенно станет началом Ethereum версии 2.0, а значит – началом становления настоящего мирового децентрализованного компьютера.

Дисклеймер: не рассматривайте эту статью как рекомендацию по инвестиции. Проведите тщательный анализ, прежде чем инвестировать в какую-либо криптовалюту.

Для торговли на рынке криптовалют Хриплый Биток рекомендует биржу Бинанс!

Автор: Илья Серов