Революция в эфире

1 декабря в 15:00 мск в мире криптовалют произошла де-факто революция. Проект Ethereum начал переход в «фазу 2.0». “Ъ” разбирался, чего ждать от обновления.

За пять лет существования Ethereum (он же эфириум) стал второй по объему капитализации криптовалютой. Но задумывался он, в отличие от Bitcoin не как платежная система, а как база для децентрализованных услуг и проектов. В последнее время эфириуму стало сложно справляться с популярностью. Как и Bitcoin, он испытывает сложности с масштабируемостью. Пропускной способности сети хватает, чтобы обслуживать сотни тысяч пользователей. Но для глобального проекта, каким видят Ethereum его создатели, важно поддерживать одновременную работу для сотен миллионов людей. Именно для этого разрабатывался Ethereum 2.0.

Нулевая фаза

1 декабря 2020 года был сгенерирован первый блок новой сети эфириума, которая получила название Beacon Chain. Она нужна исключительно для тестирования нововведений, которые в случае успеха будут внедрены уже в основную сеть Ethereum. Эта фаза получила номер 0.

Прежде всего Ethereum попытается порвать с биткойновским прошлым: на смену принципу Proof-of-Work придет Proof-of-Stake. Если раньше наибольшие шансы на формирование нового блока в блокчейне (а значит, и на получение вознаграждения от сети) были у обладателей самых мощных компьютеров, то теперь блоки будут формировать те, у кого наибольшее количество монет на счету.

Выражаясь терминологией блокчейна, на смену майнерам (тем, кто добывал криптовалюту) придут стейкеры (те, кто складывает средства на депозиты). Этот принцип ведения учета операций автоматически становится прерогативой самых состоятельных участников сети.

Минимальный взнос за право стать валидатором сети Ethereum 2.0 — 32 эфира (ETH). По нынешнему курсу это примерно $19,5 тыс., или почти 1,5 млн руб. Тот, кто заплатил эту сумму, получает право распоряжаться одним проверяющим узлом в сети. Повысить свои шансы на формирование блока можно только за счет увеличения числа узлов. И за каждый из них придется вносить залог 32 ETH.

Но бесконечно повышать свой удельный вес в пуле валидаторов нет смысла: чем больше сумма залога и количество проверяющих, тем меньше процент вознаграждения за сформированный блок. Сейчас такой депозит может принести пользователям 20% годового дохода, но уже через год, когда валидаторов станет гораздо больше, их заработок по депозитам составит около 5%. Если вычесть расходы на электроэнергию, колебания курса эфира и возможное изгнание узла из пула со сжиганием депозита, если валидатор не сможет бесперебойно обрабатывать трансакции в сети, тогда затея зарабатывать на стейкинге кажется уже не такой удачной.

Для системы же такой механизм скорее несет больше плюсов, чем традиционный майнинг. Он позволяет избежать гонки вооружений, которая в свое время очень быстро поглотила Bitcoin.

Чтобы Ethereum 2.0 запустилась, пользователи должны были перевести на депозиты хотя бы 525 тыс. ETH, которые автоматически обменивались на монеты ETH2 по курсу 1:1. Пользователи со своей задачей справились. На счета тестовой сети было переведено 885 тыс. эфиров, из которых к работе в Baecon Chain было допущено 674 тыс. монет.

Дробный блокчейн

На следующей фазе, 1, разработчики приступят к внедрению решения называемого шардинг (sharding). Эта технология, а точнее, прием пришел в Ethereum из методики обработки баз данных. Шардинг — деление базы данных на фрагменты, каждый из которых обрабатывается отдельным сервером.

Если сейчас все активные участники сети Ethereum одновременно заняты проверкой одного и того же массива данных о происшедших трансакциях, то на фазе 1 блокчейн будет раздроблен на зоны ответственности — шарды.

На первоначальной стадии внедрения технологии таких шардов будет 65. То есть будет 65 групп валидаторов, которые будут независимо друг от друга проверять происходящие в сети трансакции, а затем добавлять их в общий блокчейн. Со временем количество шардов планируется увеличить до 1024.

Именно это решение, как надеются разработчики, позволит Ethereum решить проблему масштабируемости и пропускной способности. Потому что сейчас сеть Ethereum способна добавлять (то есть обрабатывать) примерно десять трансакций в секунду, что совершенно не годится для масштабного проекта. Для сравнения, платежная система VISA обрабатывает 24 тыс. операций в секунду.

Но у новой технологии есть свой подводный камень. Шардов изначально в сети Ethereum будет 65. Один из них — Baecon Chain, которая будет выполнять роль контрольного блокчейна. В этом, по сути, координационном центре, которым станет Baecon Chain, шардинг применяться не будет.

Здесь валидаторы по старинке будут собирать и записывать все поступающие от 64 шардов блоки. Им не придется проводить вычисления, чтобы сформировать все блоки,— за Baecon Chain остаются лишь проверка правильности поступающих записей и регистрация их в едином блокчейне. Но чем больше шардов будет посылать им информацию на проверку, тем более загруженными будут валидаторы контрольного блокчейна.

Однажды их ресурсов перестанет хватать, чтобы поддерживать растущее количество шардов. Тогда же будет достигнут очередной предел масштабируемости сети Ethereum. Так что нынешнее решение носит временный характер.

Еще одна проблема — безопасность. Теперь злоумышленникам нужно будет взять контроль не над 51% мощности всей сети, а над этим же процентом мощности отдельного шарда. Уже на первоначальном задача облегчится в 64 раза.

Вслед за внедрением шардинга команда разработчиков приступит к фазе 1.5 — слиянию основной сети Ethereum с Ethereum, работающим на Proof-of-Stake. И только после этого, уже в рамках фазы 2, в новой версии Ethereum будут развернуты всевозможные приложения и сервисы. Это и умные контракты, и децентрализованные приложения. Сеть получит и новую виртуальную машину — eWasm, которая будет отвечать за выполнение смарт-контрактов.

После этого революция в мире Ethereum будет завершена. По крайней мере, так считают ее творцы и их сторонники.