Легендарный журнал
о современных технологиях

Надежда на лучшее: Ethereum переходит на Proof-of-Stake

12 августа 2022

В 2021 году команда Ethereum объявила о переходе на алгоритм Proof-of-Stake. Согласно плану, масштабное обновление должно произойти уже 19 сентября этого года, однако, скорее всего, это произойдет на неделю раньше, 15 числа.

«В целом практически все, с кем я общаюсь в экосистеме Ethereum, полностью поддерживают усилия по переходу на proof-of-stake, сообщество очень сплотилось вокруг этого события», — поделился своими ожиданиями основатель Ethereum Виталик Бутерин на вебинаре в прошлую субботу.

При этом он не исключил возможность «исхода» майнеров на другие блокчейны ради добычи криптовалют по «классическим» правилам, и это далеко не все возможные последствия перехода на PoS.

Что изменится?

Криптовалютная сеть Ethereum была запущена семь лет назад. В ее основе, как и во многих других криптовалютах, лежит алгоритм Proof-of-Work или «доказательство выполнения работы». Чтобы получить право включить свой блок в общую цепочку транзакций, майнеру необходимо потратить свои вычислительные мощности на решение математических задач.

Как только его техника находит решение, она отправляет сообщение другим компьютерам сообщества: они знают ответ, поэтому могут подтвердить ответ пользователя и соответственно, корректность его транзакций. За проделанную работу майнер получает криптовалютное вознаграждение.

Proof-of-Work — проверенный временем алгоритм, который обеспечивает безопасность сети. Чем больше майнеров материально заинтересованы в ее корректной работе, тем больше вычислительных мощностей и денег требуется на ее взлом. Однако здесь кроется и недостаток технологии.

Для майнинга требуются большие вычислительные мощности: цена безопасности сети — негативное влияние на экологию. В официальном анонсе обновления приводятся такие цифры: по оценкам Ethereum Foundation на 2021 год потребление сети на транзакцию составляет 84 000 ватт в час. После перехода на PoS эксперты ожидают сокращение энергопотребления до 35 ватт в час. То есть на транзакцию будет уходить на 99 процентов меньше энергии!

Proof-of-Stake — действительно более «зеленая» альтернатива консенсусу Proof-of-Work. В этом механизме безопасность сети обеспечивается залогом, который оставляют валидаторы в общей «копилке».

В PoS-системах обычно используется термин форжинг. Валидатор вносит свои монеты в систему, и они удерживаются в качестве залога. При этом нода («узел» или компьютер, подключенный к сети) проверяет корректность транзакций и, если все верно, добавляет новый блок в блокчейн.

Конечно, ноды работают не бесплатно. Валидаторы получают комиссию с каждого сгенерированного блока и собственных заложенных монет. Если же пользователь больше не хочет предоставлять свои ноды, его вознаграждение и монеты блокируются на некоторое время. За этот период система проверяет, не добавил ли пользователь мошеннические блоки в сеть.

Валидаторы определяются случайным образом. Для этого система может использовать комбинацию факторов, например, длительность стейкинга монет или финансовую обеспеченность пользователя.

В результате переход на Proof-of-Stake не сделает Ethereum значительно менее безопасным, но позволит сократить энергопотребление. Такое масштабное обновление будет проходить в несколько этапов.

Первые успехи

Утром 11 августа разработчики Ethereum сообщили, что они завершили перевод тестовой сети Goerli с Proof-of-Work на алгоритм PoS. Без трудностей не обошлось, однако обновление было признано успешным. Это значимая веха перед масштабным событием, названным «The Merge» или «Слияние» .

Ожидается, что слияние состоится 19 сентября: через месяц основная сеть Ethereum на PoW «объединится» с сетью Beacon Chain и продолжит свою работу на PoS. Помимо этого этапа криптовалюте предстоит еще четыре вехи: «The Surge», «The Verge», «The Purge» и «The Splurge».

Второй этап — «The Surge» или «Всплеск», сделает сеть более масштабируемой. Например, ожидается, что разработчики внедрят шардинг.

Представьте, что вам нужно отыскать информацию в базе данных на 10 000 записей. Чем самостоятельно проверять все данные, лучше попросить помощи у пяти человек: каждый проверит по 2 000 записей, и задача будет выполнена быстрее. В этом суть шардинга. Этот процесс разделяет всю сеть на более низкие фрагменты — шарды. В результате Ethereum разделит систему на 64 связанных баз данных. Благодаря этому сортировка будет проходить быстрее.

После этапа «Всплеск» начнется веха «The Verge» — «Грань». На этом этапе разработчики внедрят так называемые деревья Меркла. В результате будет оптимизировано хранилище, а также уменьшится размер нод.

Деревья Меркла преобразуют блоки информации в длинные цепочки кода: новые блоки или «листья» группируются и образуют ветви, а основная информация содержится в корне дерева. Этот метод позволяет проверить, что данные остаются неизменными и неповрежденными.

Если первые два этапа связаны с потенциалом масштабируемости сети, то веха «The Purge» и «The Splurge» обеспечит бесперебойную работу Ethereum после обновления. На этом этапе разработчики очистят резервные данные, и в результате процесс проверки блокчейна станет более эффективным. По словам Бутерина, Ethereum сможет обрабатывать 100 000 транзакций в секунду.

должна сократить или «очистить» резервные исторические данные. Уменьшение объема таких данных сделает процесс проверки блокчейна более эффективным для валидаторов в рамках нового механизма консенсуса Proof-of-Stake. Это сведет к минимуму перегрузку сети и позволит обрабатывать гораздо больше транзакций в блокчейне. Бутерин заявил, что к концу этого этапа Ethereum сможет обрабатывать 100 000 транзакций в секунду.

Подобное обновление — невероятно сложный и объемный проект: разработчиков Ethereum в сети даже называют «колумбами» и «первопроходцами». Стоит ли игра свеч?

 Последствия обновления

При всех преимуществах PoS, алгоритм также не лишен недостатков. Возможно, PoS приведет к большей децентрализации за счет возможности запустить большее число узлов, объяснил сооснователь ENCRY Foundation Роман Некрасов. Однако на практике — спорный вопрос. Хотя PoW требует вложений в вычислительные мощности, для входа в PoS-сети необходимо иметь определенное количество монет. Например, ожидается, что для Ethereum — это 32 ETH.

По мнению Романа Некрасова, алгоритм Proof-of-Work обеспечивает более честную конкуренцию, потому что в PoS приоритет для записи имеет тот валидатор, который разместил больше монет.

Конкуренция более честная, чем в PoS, где приоритет для записи и проверки блока имеет тот валидатор, который разместил на стекинг больше монет.

Также PoW лучше противостоит так называемой «атаке 51%»: для взлома сети нужно захватить более половины ее вычислительной мощности. Это невероятно дорого и трудоемко.

При PoS сложность такого типа взлома ниже: злоумышленнику достаточно аккумулировать достаточное количество монет. Конечно, это все еще дорого, однако не так трудоемко.

По мнению экспертов, начинающие и мелкие криптоинвесторы и майнеры, которые сейчас добывают эфир на видеокартах после перехода Эфира к PoS мигрируют на другую криптовалюту, например, на Ethereum Classic. Записью блоков на обновленный Ethereum на первом этапе займутся крупные держатели криптовалюты.

Подпишитесь на рассылку Компьютерры.
Самые важные новости — у вас в почтовом ящике.

Нажимая на кнопку, Вы соглашаетесь с условиями «Политики конфиденциальности»