Co to jest „Ethereum 2.0” i czy rozwiąże problemy Crypto?
Opublikowany: 2022-06-25
Kolejna poważna rewizja sieci kryptograficznej Ethereum, często nazywana „ETH 2.0”, obiecuje odpowiedzieć na niektóre z jej największych krytyki, od wysokich cen GPU po zanieczyszczenie środowiska. Przyjrzyjmy się proponowanym zmianom i ich wpływowi na przyszłość kryptowalut.
Co to jest Ethereum 2.0 i kiedy się pojawi?
Ethereum 2.0 to powszechnie używany termin, który zwykle reprezentuje wysoce oczekiwane przejście Ethereum z proof-of-work na proof-of-stake, co obiecuje, że wydobycie Ethereum zniknie. Od 24 stycznia 2022 r. Fundacja Ethereum nie określa już tego uaktualnienia jako „Eth2” lub „Ethereum 2.0”. Zamiast tego fundacja nazywa to „scalaniem” i „dokowaniem”.
Jak wyjaśnimy poniżej, zależność sieci Ethereum od mocy obliczeniowej w celu zapewnienia konsensusu („dowodu pracy”) doprowadziła do wysokich cen GPU i krytyki ze strony ekologów. Kwestie te stały się ostatnio pilne wraz z przyjęciem NFT przez główny nurt, z których wiele wykorzystuje inteligentne kontrakty Ethereum do walidacji tokenów, które łączą się z dziełami sztuki. Oczekuje się, że przejście na proof-of-stake, które nie będzie już wymagać kopania GPU, rozwiąże niektóre z tych problemów.
Przejście na Ethereum 2.0 było obiecywane od lat, a teraz fundacja twierdzi, że w końcu nastąpi to w drugim kwartale 2022 roku.
Krótkie przypomnienie o Ethereum 1.0
Jeśli nie jesteś zbyt obeznany z Ethereum, możesz to skonceptualizować, wyobrażając sobie gigantyczny, rozproszony komputer wirtualny działający w Internecie. Jeśli kiedykolwiek używałeś emulatora do uruchamiania starych gier MS-DOS lub wirtualizacji do uruchamiania systemu Windows na Macu, spotkałeś się z podobną zasadą. W obu przypadkach programowalny komputer wirtualny działał jako oprogramowanie (zamiast sprzętu) na innej platformie.
W przeciwieństwie do maszyny wirtualnej działającej na jednym komputerze, Ethereum jest rozproszoną maszyną wirtualną składającą się z tysięcy komputerów (zwanych węzłami) połączonych łańcuchem bloków. Węzły te mogą wykonywać „inteligentne kontrakty”, czyli programy uruchamiane na wirtualnym komputerze Ethereum. A ponieważ Ethereum jest dynamiczne i rozproszone, rozmiar maszyny wirtualnej może się zmniejszyć lub zwiększyć w dowolnym momencie, gdy węzły dołączają lub opuszczają sieć.
Płatność w Ether (kryptowaluta działająca jako jedna z aplikacji w sieci Ethereum) daje ludziom motywację do uruchamiania tych węzłów i zapewniania mocy obliczeniowej (znanej jako „wydobywanie”) do wykonywania inteligentnych kontraktów i weryfikacji chronologicznej kolejności transakcji na blockchainie Ethereum. Ten proces weryfikacji nazywa się „konsensusem”.
Problemy z Ethereum dzisiaj
Aby zrozumieć potrzebę aktualizacji Ethereum, musisz zrozumieć obecne wady Ethereum. Zarówno architekci, jak i eksperci Ethereum wskazali kilka głównych problemów związanych z działaniem Ethereum i ogólnie uważają te problemy za stojące na drodze do szerszego rozwoju aplikacji Ethereum. Oto kilka kluczowych kwestii:
- Wysokie opłaty za gaz: „Gaz” sprawia, że sieć Ethereum działa. Jest to opłata płacona górnikom, którzy zapewniają moc obliczeniową do obsługi sieci. Cena gazu jest zmienną ceną rynkową opartą na zapotrzebowaniu na zasoby w sieci Ethereum. Im wyższe zapotrzebowanie, tym wyższe opłaty za gaz. Im więcej gazu ktoś jest skłonny zapłacić, tym szybciej transakcja zostanie zrealizowana. Oznacza to, że gdy popularność aplikacji Ethereum rośnie, cena gazu może stać się zaporowa, a czasami realizacja transakcji kosztuje więcej niż wartość tokena, który jest przedmiotem transakcji. Na przykład w niektórych przypadkach zakup taniego NFT może kosztować więcej w opłatach za gaz niż cena samego NFT.
- Zużycie energii: Obecnie ustalanie konsensusu w sprawie łańcucha bloków Ethereum opiera się na zagadkach kryptograficznych, które muszą zostać rozwiązane przez węzły w sieci Ethereum, co nazywa się „dowodem pracy”. Im bardziej popularne staje się Ethereum, tym więcej pracy obliczeniowej potrzeba, aby zweryfikować jego blockchain, co powoduje, że węzły w sieci zużywają więcej energii elektrycznej. To z kolei wywołało częstą krytykę, że prowadzenie sieci Ethereum generuje zanieczyszczenia, które szkodzą naszemu środowisku naturalnemu.
- Wykorzystanie miejsca na dysku: Wraz ze wzrostem rozmiaru sieci Ethereum uruchomienie węzła staje się trudniejsze, ponieważ historia blockchain Ethereum zajmuje więcej miejsca na dysku. Ogranicza to, kto może uruchomić pełny węzeł (poprzez zwiększenie ceny uruchomienia jednego), co z kolei ogranicza liczbę węzłów w sieci.
- Przeciążenie sieci: W czasach dużego zapotrzebowania obliczeniowego nieefektywność działania Ethereum prowadzi do przeciążenia sieci w komunikacji między węzłami, spowalniając realizację inteligentnych kontraktów. To przeciążenie ogranicza złożoność aplikacji, które można racjonalnie uruchomić w sieci Ethereum.
- Ceny procesorów graficznych: Algorytm konsensusu Ethereum (zwany „Ethash”) został specjalnie zaprojektowany, aby był opłacalny do wydobywania na konsumenckich kartach graficznych. Im wyższe zapotrzebowanie na obliczenia w sieci Ethereum, tym więcej górników może otrzymać wynagrodzenie (w opłatach za gaz), co sprawia, że chcą kupować więcej GPU, aby zarobić więcej pieniędzy. To z kolei może powodować niedobory GPU, które spowodują, że ceny kart graficznych poszybują w górę. Wysokie ceny GPU mają ogromny wpływ na inne zastosowania GPU, takie jak gry i sieci neuronowe.
POWIĄZANE: Dlaczego tak trudno jest kupić kartę graficzną w 2021 roku?
Proponowane rozwiązania
Fundacja Ethereum i twórca Ethereum, Vitalik Buterin, wiedzieli o niektórych wadach wymienionych powyżej od momentu powstania Ethereum w 2013 r. (i uruchomienia w 2015 r.). Jednak wraz ze wzrostem popularności sieci trudno było wdrożyć aktualizacje i ulepszenia. Zmiany w sieci wymagają, aby co najmniej 51% węzłów Ethereum zgodziło się na nie (jeśli wszystkie węzły się nie zgadzają, sieć rozgałęzia się lub dzieli na wiele sieci). Oto spojrzenie na to, co zmieni się „połączenie” i inne ulepszenia, aby rozwiązać niektóre z nich.
Przełączanie na dowód stawki
Po „fuzji” Ethereum nie będzie już tworzyć konsensusu poprzez dowód pracy, który wymagał mocy obliczeniowej i energii elektrycznej od górników. Zamiast tego użyje algorytmu proof-of-stake, który wymaga, aby węzły walidatora zaryzykowały (lub „ustawiły”) pewną ilość kryptowaluty Ether w celu walidacji bloków w łańcuchu blokowym Ethereum.
Walidatory zostaną wybrane losowo, aby utworzyć nowe bloki w łańcuchu (weryfikacja transakcji i wykonywanie inteligentnych kontraktów). Jeśli rozłączą się w trakcie procesu lub podadzą nieprawidłowe wartości, mogą stracić część lub całość swojego postawionego Etheru, i tu pojawia się ryzyko w. Ryzyko stanowi zachętę do właściwego postępowania, a walidatorzy nadal będą otrzymywać wynagrodzenie za swoją pracę w Ether.
Pod warunkiem, że walidatorzy nadal będą musieli wykonać pewne obliczenia, aby utworzyć bloki w łańcuchu blokowym Ethereum, ale nie aż tak bardzo, jak w przypadku zmuszenia do rozwiązywania zagadek kryptograficznych. Dlatego oczekuje się, że dowód stawki radykalnie zmniejszy zużycie energii w sieci Ethereum i obniży bariery wejścia (nie będziesz potrzebować drogiego, mocnego procesora graficznego, aby zarobić krypto jako walidator). Prawdopodobnie doprowadzi to również do większej liczby węzłów w sieci sieci, ponieważ łatwiej będzie stać się częścią puli węzłów. Więcej węzłów to większa moc obliczeniowa i mniejsza centralizacja, co zwiększa bezpieczeństwo sieci.
Oczekuje się, że przełączenie Ethereum na proof-of-stake zmniejszy popyt na procesory graficzne, chociaż mogą one nadal być wykorzystywane do wydobywania kryptowalut, ponieważ górnicy, którzy wcześniej wydobywali Ether, dostosowują swój istniejący sprzęt i metody do kopania do innych kryptowalut. Jeśli popyt na karty graficzne spadnie, ceny kart graficznych mogą nieco spaść, ale istnieją inne czynniki wpływające na obecny niedobór kart graficznych.
Przełączanie Ethereum na dowód stawki było procesem wielofazowym, który rozpoczął się już od ustanowienia łańcucha Beacon – rodzaju równoległej warstwy konsensusu opartej na stakingu Ether – który ostatecznie połączy się z główną siecią Ethereum. Stąd nazwa „scalanie”.
Przyjęcie Sharding
Po „fuzji” programiści Ethereum planują wprowadzić kolejną ważną aktualizację o nazwie „Sharding”, która dzieli główny łańcuch bloków Ethereum na mniejsze łańcuchy zwane „odłamkami”.
Obecnie cała historia blockchain Ethereum zajmuje 4 terabajty przestrzeni. Pełne węzły nie muszą obsługiwać tej całej ilości, ale zgodnie z nowym planem aktywny łańcuch zostanie podzielony na 64 części, więc każdy węzeł będzie musiał obsługiwać tylko 1/64 konwencjonalnego rozmiaru łańcucha bloków Ethereum.
Oczekuje się, że sharding obniży bariery wejścia dla uruchomienia węzła poprzez obniżenie wymagań sprzętowych. To z kolei może prowadzić do większej liczby węzłów, co pozwala na zwiększenie przepustowości sieci. Sharding zwiększy również liczbę transakcji, które sieć Ethereum może przetwarzać, rozkładając obciążenie na więcej węzłów, co może pomóc w obniżeniu cen gazu.
Oczekuje się, że sharding pojawi się w sieci Ethereum w 2023 roku, ale nie zaplanowano jeszcze konkretnej daty.
Czy Ethereum 2.0 obniży opłaty za gaz?
Ponieważ „Ethereum 2.0” oznacza teraz różne rzeczy i zostało podzielone na różne cele, które rozwijają się z czasem, to, czy zmniejszy opłaty za gaz, jest trudnym pytaniem, na które należy odpowiedzieć z pewnością.
W społeczności Ethereum panuje spory sceptycyzm, że przejście na dowód udziału („fuzja”) obniży opłaty za gaz, a fundacja Ethereum nie obiecuje, że tak się stanie. Ceny gazu są oparte na popycie, a w każdym bloku Ethereum jest skończona ilość miejsca do obliczeń. Zamiast tego sharding może obniżyć opłaty poprzez zwiększenie mocy obliczeniowej sieci Ethereum, ale nie oczekuje się, że pojawi się to w głównym łańcuchu Ethereum co najmniej do 2023 roku.
Zamiast tego niektórzy eksperci spodziewają się, że obniżenie opłat za gaz Ethereum może sprowadzać się do tak zwanych aplikacji „warstwy 2” zbudowanych na sieci Ethereum, które będą wykonywać niektóre z własnych niezależnych prac obliczeniowych, ale polegają na Ethereum w celu fundamentalny poziom konsensusu i weryfikacji.
Wystarczy powiedzieć, że cała kwestia ulepszeń Ethereum i ich efektów jest skomplikowana i opiera się na zestawie warunków dynamicznych — w tym wielkości sieci, wartości Ether, zapotrzebowania na NFT i nastroju operatorów węzłów — które mogą się zmieniać z dnia na dzień. Dopiero czas pokaże, jak to wszystko się potoczy i jaki wpływ będą miały zmiany Ethereum na szerszy świat kryptowalut.
Ale gdybyśmy mieli zgadywać, powszechnie oczekuje się, że przełączenie Ethereum na dowód stawki będzie przełomowym posunięciem. Jeśli zostanie naśladowany przez przyszłe kryptowaluty, zmiana może nawet usunąć bariery uniemożliwiające niektórym organizacjom lub rządom pełne przyjęcie kryptowalut. To z kolei może radykalnie poszerzyć ich adopcję i sprawić, że przyszłość stanie się miejscem bardzo przyjaznym dla kryptowalut.