Ethereum zmieni się w 2022 roku. Mniejsze zużycie energii to tylko jedna z zalet

‘Ethereum stanie się najpotężniejszą, najczęściej używaną, najbardziej wiarygodnie neutralną i najbardziej energooszczędną siecią blockchain na świecie’ – zapowiadają twórcy projektu. Oto najważniejsze zmiany, których należy się spodziewać po zbliżającym się przejściu Ethereum na proof-of-stake.

W 2013 roku Vitalik Buterin opublikował whitepaper, w którym przedstawił koncepcję ‘inteligentnego kontraktu nowej generacji i zdecentralizowanej platformy aplikacyjnej’ – Ethereum. Początkowo, w 2015 roku, została ona uruchomiona z algorytmem konsensusu proof-of-work (PoW), jednak wizja zawsze zakładała, że Ethereum stanie się energooszczędną siecią proof-of-stake (PoS).

Proof-of-work było sprawdzonym i przetestowanym mechanizmem dodawania nowych bloków w blockchainie. W ramach tego mechanizmu górnicy rozwiązywali łamigłówki obliczeniowe, aby dodawać bloki. Jednak dla górników jest to wysoce energochłonny proces. Wyraźnym problemem mechanizmu proof-of-work stała się duża ilość energii, jaką górnicy poświęcali na rozwiązywanie zagadek obliczeniowych. Nawet koszt sprzętu do rozwiązywania skomplikowanych obliczeń matematycznych był wysoki.

Proof-of-stake rozwiązuje wiele z tych problemów, sprawiając, że sieć jest bardziej skalowalna i dostępna.

Przez wiele lat społeczność Ethereum intensywnie pracowała nad stworzeniem mechanizmu konsensusu PoS, który zapewniałby pożądane bezpieczeństwo i wydajność. W końcu uwaga skupiła się na Beacon Chain – w pełni niezależnej sieci, która posiada warstwę konsensusu PoS, uruchomionej w grudniu 2020 roku. Działa ona równolegle z obecną główną siecią Ethereum, gdzie warstwą konsensusu pozostaje obecnie PoW.

Banner Image

Ethereum przygotowuje się teraz do wprowadzenia przełomowej aktualizacji Ethereum 2.0, która znacząco zmieni sieć i rozwiąże problemy takie jak skalowalność, wysokie opłaty za gaz i przeciążenie sieci.

The Merge

Sieć Ethereum nie będzie jednak wiecznie podzielona na dwie części. Aby w pełni zrealizować przejście na PoS, historia Ethereum w sieci PoW zostanie zachowana, a warstwa konsensusu PoS ostatecznie zastąpi PoW. Nastąpi to poprzez tak zwany ‘The Merge’ (Scalenie).

‘The Merge’ to aktualizacja do Ethereum, która zastępuje obecny mechanizm konsensusu proof-of-work (PoW) bardziej przyjaznym dla środowiska, wydajnym i bezpiecznym mechanizmem konsensusu proof-of-stake (PoS). Kiedy nastąpi scalenie, obecny mechanizm konsensusu PoW zostanie całkowicie wycofany, a wszystkie bloki na Ethereum będą tworzone za pośrednictwem PoS.

Po zakończeniu scalenia warstwa konsensusu PoW w Ethereum zostanie usunięta, a konsensus wszystkich przyszłych bloków na blockchainie zostanie osiągnięty za pomocą PoS. ‘The Merge’ nie jest uruchomieniem nowej wersji Ethereum, a ekscytującym uaktualnieniem warstwy konsensusu – doprowadzeniem Ethereum do zgodności z pierwotną wizją.

Wraz z kończącym się rokiem 2021 i rokiem 2022, który – miejmy nadzieję – będzie rokiem scalenia, warto przyjrzeć się pięciu najważniejszym zmianom, których należy się spodziewać po zbliżającym się przejściu Ethereum na proof-of-stake.

Banner Image

Ponieważ szacuje się, że węzły PoS są o ponad 99 proc. bardziej wydajne niż ich odpowiedniki PoW, PoS stanowi ogromny skok naprzód w zakresie efektywności energetycznej technologii blockchain.

Niższe zużycie energii

Zmiana warstwy konsensusu Ethereum na proof-of-stake pozwala pozbyć się sieci górników i zastąpić ich walidatorami. W ramach proof-of-work Ethereum wymaga od górników konkurowania o moc hashowania poprzez zużycie energii elektrycznej. Wykorzystując losowość do przypisywania produkcji bloków, proof-of-stake może działać przy znacznie niższym zużyciu energii. Fundacja Ethereum przewiduje, że po scaleniu sieć zużyje co najmniej 99,95 proc. mniej energii niż w obecnym stanie.

W proof-of-work (PoW) nagrodę otrzymuje ten, kto pierwszy rozwiąże blok. Mówiąc prościej, PoW to wyścig. Im masz więcej hash rate’ów niż konkurencja, tym większe są twoje szanse na wygraną. Końcowym rezultatem tego wyścigu zbrojeń jest to, że górnicy PoW uruchamiają jak najwięcej jednostek GPU przy 100-proc. obciążeniu, 24 godziny na dobę. To ekstremalne zapotrzebowanie na moc obliczeniową rośnie wraz z ceną bloków, które próbują zdobyć.

Z kolei w proof-of-stake (PoS) wnioskodawcy bloków są wybierani losowo – co całkowicie eliminuje wymóg wyścigu zbrojeń. Nie ma sposobu na zwiększenie prawdopodobieństwa, że jakiś konkretny węzeł zostanie wybrany do zaproponowania bloku. Nie ma więc potrzeby zużywania coraz większej ilości energii, aby zwiększyć swoje szanse w rywalizacji.

Proof-of-stake zastępuje górników walidatorami, którzy wpłacają swoje monety do sieci w celu jej utrzymania.

Niższa bariera wejścia

Wydobywanie jest niezbędne do tworzenia nowych bloków i utrzymywania zdecentralizowanej księgi głównej. W proof-of-work bariera wejścia jest wysoka. Górnicy muszą dysponować potężnym sprzętem obliczeniowym, aby uzyskać znaczące wyniki w procesie wydobycia. Wraz ze wzrostem liczby kopiących spada rentowność poszczególnych górników.

Zachęca to górników do tworzenia puli wydobywczych, w których łączą oni zasoby w celu rozwiązywania zagadek obliczeniowych, czego efektem jest centralizacja górnictwa. Jednym z celów proof-of-stake jest wyrównanie szans dla poszczególnych górników, co prowadzi do znacznych zysków dla danych użytkowników.

Proof-of-stake zastępuje górników walidatorami, którzy wpłacają swoje monety do sieci w celu jej utrzymania. W aktualizacji ethereum 2.0 walidatorzy muszą postawić 32 etery (ETH) – rodzimą walutę ethereum – poprzez zdeponowanie ich w oficjalnym kontrakcie depozytowym.

Walidatory na ethereum 2.0 muszą pozostać tylko po to, aby wykonać swoją część odpowiedzialności obliczeniowej. Jeśli nie pozostaną online, ich nagroda za blok umiarkowanie się zmniejszy. To zachęca walidatorów do pozostania online.

W dłuższej perspektywie zmiana na Ethereum 2.0 będzie pozytywna dla posiadaczy ethereum.

Opłaty transakcyjne i deflacyjny ether

Choć trudno to przewidzieć, jest bardzo prawdopodobne, że opłaty transakcyjne początkowo wzrosną lub pozostaną takie same po scaleniu. Gdy Ethereum pozbędzie się łatki, że zużywa więcej energii niż średniej wielkości kraj, nowi użytkownicy i podmioty będą mogli wejść na pokład, aby korzystać z technologii i zwiększyć obecne zapotrzebowanie na przestrzeń bloków. Jednak nadchodzące aktualizacje (takie jak sharding, rollupy i ulepszenia calldata) sieci po Merge będą koncentrować się na zwiększeniu skalowalności bez poświęcania decentralizacji.

W dłuższej perspektywie przejście do Ethereum 2.0 będzie pozytywne dla posiadaczy ethereum. Zmieni to strukturę opłat, co doprowadzi do tego, że użytkownicy będą płacić mniej za transakcje. Pozwoli również posiadaczom, którzy mają odpowiednią ilość ETH (32), na obstawienie swoich monet w sieci i stanie się walidatorami.

Raport badawczy Ethereum nakreślił wpływ, jaki połączenie EIP 1559 i proof-of-stake będzie miało na podaż obiegową eteru. Spalanie opłaty transakcyjnej w połączeniu z niższymi nagrodami i pozostawieniem eteru walidatorom spowoduje spadek równowagi podaży obiegowej do poziomu od 27,3 do 49,5 mln ETH. Dla porównania, obecna podaż wynosi 118 milionów ETH i po dodaniu EIP 1559 jest nadal nieco inflacyjna.

Zaimplementowanie shardingu, które nastąpi po aktualizacji Merge, pomoże rozwiązać problem skalowalności.

Szybsza weryfikacja transakcji

Sieć ethereum może przechowywać tylko ograniczoną ilość informacji w danym czasie. Jeśli w sieci oczekuje kilka transakcji, które nie mieszczą się w danym bloku, muszą czekać na nowy blok, który zostanie dodany do sieci. Zaimplementowanie shardingu (metody dystrybucji danych na wiele maszyn) w sieci proof-of-stake rozwiązuje problem skalowalności.

Stakowanie kryptowalut – proces używany do weryfikacji transakcji kryptowalutowych – obejmuje powierzanie udziałów w celu wsparcia sieci blockchain i potwierdzenia transakcji. Pozwala to również uczestnikom lub podmiotom zatwierdzającym na uzyskanie pasywnego dochodu z posiadanych udziałów.

Jedną z głównych motywacji do przejścia na proof-of-stake jest wzrost decentralizacji i skalowalność.

Decentralizacja i skalowalność

PoW i PoS mają wiele podobieństw. Oba są systemami całkowicie pozbawionymi uprawnień, w których każdy może uczestniczyć. Oba opierają się na ekonomicznej odporności na ataki typu sybil. Wpływ, jaki użytkownik ma na sieć – a więc i nagrody, jakie może zdobyć – jest proporcjonalny do ilości zasobów ekonomicznych, które włożył (sprzęt komputerowy i elektryczność w PoW, a monety w PoS). Istnieją jednak istotne różnice między tymi dwoma systemami.

Aby dołączyć do sieci PoW jako górnik, trzeba kupić sprzęt górniczy (często specjalistyczny sprzęt zwany ‘układami scalonymi specyficznymi dla aplikacji’ lub ‘ASIC’), mieć dostęp do taniego i niezawodnego źródła energii oraz posiadać znaczny poziom umiejętności technicznych do prowadzenia i utrzymania ‘farmy górniczej’. Wydobycie na małą skalę jest możliwe, ale ekonomia skali sprawia, że trudno jest konkurować z większymi i bogatszymi farmami górniczymi.

Proof-of-stake używane w Ethereum jest znacznie przyjaźniejsza dla mniejszych uczestników. Aby dołączyć jako walidator i rozpocząć staking, należy dostarczyć 32 ETH. Jedynym sprzętem potrzebnym do uczestnictwa w konsensusie PoS jest każdy w miarę nowoczesny sprzęt konsumencki (np. laptop) do uruchomienia węzła.

Uruchomienie walidatora na Beacon Chain wymaga posiadania 32 ETH, co przy obecnych cenach oznacza wstępną inwestycję w wysokości około 120 tys. dolarów.

Nie jest to niska bariera wejścia na rynek, ale nadal eliminuje ekonomię skali, która istnieje w łańcuchach proof-of-work. Dzięki zastąpieniu mocy hashowania losowością/statystyką i utrzymaniu niskiego rozmiaru bloku, Ethereum umożliwia każdemu użytkownikowi z przeciętnym sprzętem opłacalne uruchomienie walidatora Ethereum. Co więcej, w ramach proof-of-stake sieć Ethereum będzie miała możliwość wdrożenia shardingu i innych ulepszeń skupiających się na skalowalności, które w przyszłości obniżą koszty transakcji.

Tekst: KS
Grafiki: Ethereum

Preloader spinner
Print
Print Text
Zobacz więcej
Wybierz region
Facebook