Креативный директор Bits.media: Переход Эфириума на PoS – отправная точка, а не финишная черта

Как отметила Александра, в последние пару лет сеть Эфириума столкнулась с несколькими ключевыми проблемами:

1. Пропускная способность. Сеть Эфириума выполняет две ключевые задачи: проведение транзакций между пользователями или протоколами и исполнение смарт-контрактов на основе которых работают протоколы, включая децентрализованные биржи, P2P-платформы, протоколы DeFi, проекты NFT и другие приложения. Сейчас сеть способна обработать всего около 15 транзакций в секунду. В связи с ростом популярности DeFi и криптовалют в целом, нагрузка на Эфириум выросла – время подтверждения транзакций и их стоимость увеличились.

2. Высокие комиссии. По данным Bitinfocharts, размер средней комиссии за транзакцию в сети Эфириума достиг исторического максимума в мае 2021 года и составлял около $70. В течение всего прошлого года и в начале этого в среднем стоимость отправки транзакции в сети была около $30-$40. И, хотя последний месяц размер комиссии за транзакции снижается – по состоянию на конец марта он составлял около $10 за транзакцию, показатель продолжает держаться на высоком уровне. Это негативно влияет как на опыт пользователей протоколов DeFi и проектов NFT, так и обычных владельцев криптоактива, совершающих транзакции.

3. Энергопотребление. По данным Digiconomist, в начале 2022 года энергопотребление майнеров Эфириума достигло 113 тераватт-часов в год. Столько же электроэнергии потребляет страна размером с Нидерланды. Одна транзакция Эфириума может потреблять столько же энергии, сколько среднестатистическое домашнее хозяйство США более чем за неделю. При этом в последние годы многие страны, например, Китай, Казахстан и Иран, столкнулись с энергетическим кризисом. В случае с Китаем, это была одна из официальных причин запрета майнинга в стране.

Путь к PoS

В соответствии с планом разработчиков, переход на алгоритм доказательства доли (Proof-of-Stake, PoS) должен решить большинство проблем сети. Пока этого не произошло, продолжается активация обновлений, которые, помимо приближения слияния двух версий сети, помогают решить текущие проблемы.

Путь к PoS начался с активации депозитного контракта Эфириума 2.0 в октябре 2020 года и последующего запуска «сигнальной» цепочки (Beacon Chain). Пользователи начали блокировать эфиры в депозитном контракте для развертывания валидаторов. Был запущен стейкинг.

В прошлом году разработчики активировали несколько важных обновлений: Berlin, London и Altair, который стал первым хардфорком Эфириума 2.0. Наибольшее внимание привлек хардфорк London, включавший спорное, по мнению многих участников сообщества, предложение EIP-1559, направленное на сжигание части эфиров при оплате комиссий за транзакции. EIP-1559 должен был «сбалансировать» стоимость транзакций в сети.

Майнеры при этом продолжили получать вознаграждение за подтверждение блока, однако их доход от комиссий должен был значительно снизиться, так как пользователям предоставлялась возможность самим устанавливать максимальную комиссию, которую они готовы заплатить за транзакцию. Майнеры попытались протестовать против обновления и устроили забастовку, которая, однако, провалилась.

Во втором квартале этого года разработчики планируют провести слияние основной версии сети с «сигнальной» цепочкой. Это ознаменует конец Proof-of-Work для Эфириума и полный переход на Proof-of-Stake. Подтверждением транзакций в сети после слияния будут заниматься валидаторы, которые должны будут работать в соответствии с определенными правилами и могут быть оштрафованы в случае их нарушения.

После слияния

Слияние – начало новой эры для Эфириума. Этот процесс модернизирует механизм консенсуса блокчейна. Однако рядовые пользователи ощутят на себе преимущества новой версии только после развертывания шардинга и роллапов.

Шардинг расширяет возможности по обработке транзакций, разделяя единую цепочку на 64 мини-блокчейна – шарды, которые могут обрабатывать транзакции и данные параллельно. Наряду с шардингом продолжится поддержка роллапов – решений второго уровня для масштабирования сети в Эфириуме 1.0. Роллапы обрабатывают транзакции за пределами блокчейна и сводят к минимуму перегрузку сети за счет снижения числа транзакций, обрабатываемых в ней.

Поскольку 64 шарда будут одновременно обрабатывать транзакции и каждый шард будет использовать роллапы, проблема высоких комиссий и перегрузки сети должна быть наконец решена.

Изначально разработчики планировали внедрить шардинг до слияния, чтобы решить проблему масштабируемости. Однако в связи с запуском нескольких решений второго уровня для масштабирования сети, приоритет сместился в сторону замены Proof-of-Work на Proof-of-Stake через слияние.

Многолетний план

Согласно дорожной карте Эфириума, представленной Виталиком Бутерином прошлой весной, в течение нескольких лет после перехода на PoS и внедрения шардинга разработчики сосредоточатся на дальнейшим обновлении и оптимизации сети.

Следующим шагом будет внесение дополнительных настроек для повышения безопасности протокола Эфириума. Они включают добавление функций анонимности для маскировки идентификаторов валидаторов за предложениями блоков. Кроме того, будут внедрены новые технологии, например, функция проверяемой задержки (VDF) для дополнительной защиты случайности, с помощью которой валидаторам назначаются их обязанности. Это усложнит злоумышленникам нарушение работы сети.

Затем разработчики перейдут к проблеме хранения состояния блокчейна. Состояние Эфириума хранит записи обо всех адресах и истории транзакций. По мере развертывания новых адресов и смарт-контрактов, размер состояния Эфириума становится все больше и больше. По оценкам Бутерина, он увеличивается примерно на 30 ГБ каждый год, а скоро станет расти еще быстрее, примерно на 35 ГБ в год.

Растущее состояние Эфириума делает развертывание собственного узла более трудоемким и ресурсоемким для среднего пользователя, что потенциально снижает децентрализацию и безопасность блокчейна. Разработчики трудятся над несколькими вариантами решения проблемы, например, «нефиксирование состояния» (statelessness) и «истечение состояния» (state expiry). Бутерин предполагает, что оба решения могут быть активированы в связке.

После решения вопросов состояния в сети будут развернуты другие технологии, например, Casper CBC, SNARKs и т.д. Даже при успешной активации PoS, Эфириум еще очень далек от перехода в «режим обслуживания» и достижения того же уровня стабильности протокола, который поддерживает сеть Биткоина.

Риски слияния

Сами разработчики Эфириума сравнивают этот процесс с заменой двигателя самолета во время полета. Beacon Chain в целом работает без особых проблем с декабря 2020 года и представляет собой результат многолетних исследований и напряженной работы. Перед слиянием код будет тщательно проверен, испытан в бою и снова проверен.

Однако, когда происходит такое крупное обновление, риски всегда есть. Сейчас в Эфириуме 2.0 работают 5 клиентов: Lighthouse, Prysm, Nimbus, Teku и Lodestar. Чтобы стать валидатором и получать вознаграждения, пользователь должен запустить один из этих программных клиентов. Все клиенты должны работать правильно, чтобы сеть синхронизировалась.

В апреле прошлого года новая версия сети столкнулась с серьезной проблемой – рассинхронизацией блокчейна. В клиенте Prysm была обнаружена ошибка, из-за которой примерно 70% валидаторов сети не могли создавать блоки. Prysm не смог получить данные из блокчейна Эфириума, и это привело к тому, что все валидаторы на клиенте Prysm не смогли получить вознаграждение за блок. В результате инцидента было потеряно в общей сложности около 15 ETH.

Сейчас разработчики второй версии сети трудятся над тем, чтобы операторы узлов пользовались разными клиентами и, в случае проблемы в одном из них, смогли переключиться на другой клиент. Однако при слиянии двух версий сети риск рассинхронизации блокчейна сохраняется.

Что делать?

Креативный директор Bits.media описала свое видение того, как стоит себя вести пользователям во время слияния двух версий сети:

• Воздержаться от крупных транзакций. Всегда есть вероятность, что что-то пойдет не так. Чтобы не стать жертвой проблем с кодом или рассинхронизации сети, имеет смысл постараться не совершать крупные переводы эфира и токенов на Эфириуме.

• Не перемещать монеты и токены в новую версию сети. Пользователи не заметят никаких изменений в своем повседневном опыте использования эфира и токенов – все изменения, связанные со слиянием, происходят «под капотом» и относятся к механизму консенсуса, который защищает сеть. То есть, владельцам эфира не нужно перемещать монеты в новую версию сети – все необходимые изменения произойдут автоматически.

• Остерегаться мошенников. Вероятно, к моменту слияния появятся предприимчивые люди, которые будут уверять, что необходимо перевести свои ETH на адрес новой версии сети, или же сдать их на хранение в надежные руки. Александра порекомендовала остерегаться мошенников и помнить, что самое надежное место для ETH – холодный кошелек их владельца. Кроме того, стоит проявить осторожность при установке обновленных версий приложений, работающий с Эфириумом, и скачивать их только из официальных источников, чтобы не стать жертвой фишинга.

• Остаться на PoW не получится. Вся сеть переключится на новый механизм консенсуса Proof-of-Stake после слияния. Если какие-то узлы продолжат майнить PoW-версию, они создадут собственный форк, где экономическая ценность их вознаграждений за блоки будет намного ниже стоимости их работы. Поскольку майнеры заинтересованы в получении прибыли, вероятно, они просто переключат свое оборудование на добычу других блокчейнов на PoW.

В начале этого года Виталик Бутерин сказал, что готовность новой версии Эфириума не превышает 50%. После реализации шардинга готовность составит 80%, а на 100% сеть будет готова после обновления и вывода исторических данных за пределы основной сети, а также активации всех других запланированных обновлений.

В заключение Александра отметила, что Эфириуму предстоит долгий путь, наполненный амбициозными планами, и все мы в ближайшие годы будем свидетелями развития одного из крупнейших блокчейнов. Переход на PoS – это только начало. Это отправная точка, а не финишная черта, поскольку разработчикам сети еще предстоит внести значительные изменения на уровне протокола, которые должны будут выдержать проверку временем.