Як Ethereum 2.0 зменшить споживання енергії?

Ethereum набирає обертів і при цьому залишається найпопулярнішим завдяки своїм стандартам ERC. Однак раніше у нього був істотний недолік: енергоспоживання. Це через консенсус доказу роботи (PoW).

Станом на середину вересня Ethereum успішно завершив процес злиття (The Merge), а значить, що він перейшов на кращий алгоритм консенсусу. Це БАГАТО змінює. Давайте розберемо ці зміни детальніше.

Ethereum — це мабуть, перше, що спадає на думку, коли люди чують про блокчейн. Не дивно, що минуло вже більше семи років з моменту появи Ethereum, але він все ще залишається лідером серед блокчейнів.

Цифровий світ постійно розвивається. Після появи Ethereum на ринку блокчейнів з'явилися інші гравці, які також стрімко набрали обертів.

Щоб зберігати свої позиції надалі, Ethereum повинен відповідати сучасним вимогам ринку.

Що таке доказ роботи (PoW)?

З моменту свого заснування Ethereum використовував форму криптографічного доказу роботи під назвою Proof-of-Work (PoW). Цей термін виник понад двадцять років тому і став добре відомим у світі криптовалют завдяки біткоіну.

Доказ роботи — це механізм консенсусу таких речей, як порядок транзакцій, балансу рахунків тощо. Цей механізм захищає мережу Ethereum від хакерських атак і маніпуляцій з боку зловмисників.

Доказ роботи (PoW) — це перевірений часом механізм, який використовує відомий біткоін. І порівняно з іншими алгоритмами, його відносно легко реалізувати.

Однак, незважаючи на свою ефективність, доказ роботи має величезний недолік. Цей недолік полягає в надмірному споживанні енергії. Тільки подивіться: для забезпечення безпеки та децентралізації мережі Ethereum споживає 73,2 ТВт-год щорічно. Така кількість енергії здатна живити цілу європейську країну середнього розміру. Вражаюче, чи не так? Але в результаті покупець покриває всі витрати на споживання енергії. Крім того, надмірне споживання енергії завдає значної шкоди навколишньому середовищу.

На жаль, це ще не всі недоліки доказу роботи.

Збільшення виробничих потужностей може призвести до домінування користувачів у майнінгу. Подальше домінування майнінгу може становити серйозну загрозу для децентралізації, а також для безпеки мережі.

Чи краще доказ участі (Proof-of-Stake) за доказ роботи (Proof-of-Work)?

З огляду на вищесказане, було б добре розглянути можливість використання інших механізмів, які можуть вирішити проблему надмірного енергоспоживання. Саме це зробили розробники Ethereum. Вони подумали про інший механізм консенсусу, відомий як доказ участі (Proof-of-stake або PoS). Він досягає тих самих цілей, що й доказ роботи (PoW), але концептуально іншим способом.

Ідея цього консенсусу виникла більше десяти років тому, а через рік вона була реалізована в криптовалюті. Тож на момент появи блокчейну Ethereum обидва механізми консенсусу вже існували. Однак творці Ethereum тоді віддали перевагу механізму доказу роботи.

Давайте заглянемо під капот цього механізму. Обчислювальна потужність є фундаментальною для нього. Однак для PoS це не має значення, оскільки цей метод майнери замінили валідаторами. Валідатори вкладають свій ефір у смарт-контракт на Ethereum для створення нових блоків у ланцюжку. Якщо валідатор нечесний, він програє свою ставку. Тобто ця ставка працює як гарантія. Згоди 2/3 валідаторів достатньо для завершення блоку. Між валідаторами немає конкуренції за створення нових блоків, оскільки алгоритм вибирає валідатори випадковим чином.

Валідатори відповідають за перевірку нових блоків, тому вони повинні бути впевнені, що нові блоки дійсні.

Є багато переваг, які роблять доказ участі PoS кращим за доказ роботи PoW. По-перше, в PoW потрібне дороге обладнання, яке є проблемою для цього механізму. У випадку з PoS немає необхідності інвестувати в елітне обладнання, якщо ви хочете брати участь у створенні нових блоків ланцюга.

З цього випливає друга перевага: поява багатьох валідаторів значно знижує ризик централізації.

Третя перевага покращує захист ланцюга від атак у стилі 51% завдяки економічним санкціям проти нечесних гравців.

І, нарешті, одна з найбільш довгоочікуваних переваг для прихильників Ethereum – значне скорочення енергоспоживання і, як наслідок, зменшення вуглецевого сліду. Цей аспект — це те, на що так довго чекала громадськість, а саме — карбування NFT на Ethereum без шкоди для навколишнього середовища.

За даними ethereum.org, очікується, що перехід Ethereum на доказ участі PoS зменшить споживання енергії для захисту Ethereum більш ніж на 99,95%. Таким чином, загальні витрати енергії становитимуть приблизно 0,01 ТВт-год на рік.

А тепер питання. Наскільки безпечно для мережі Ethereum перейти з доказу роботи на доказ участі? Оскільки мережа все ще працює і містить облікові записи користувачів, їхні баланси, дані смарт-контрактів тощо. Розробники назвали цей процес переходу злиттям (The Merge).

Що таке злиття (The Merge)?

Розробники запустили ще одну мережу на базі Ethereum, впровадивши в її екосистему механізм доказу участі (PoS). Це творіння отримало назву ланцюг маяків (The Beacon Chain). Ланцюг маяків — це мережа, яка працює паралельно з основною мережею Ethereum (Mainnet). Тепер розробники об’єднали ці мережі — систему підтвердження частки ланцюга маяків з основною мережею Ethereum. Цікаво, що злиття здійснювалося «на льоту», без зупинки роботи мереж. Це все одно, що поміняти вітрила на фрегаті, не загоняючи його на верф.

Таким чином епоха доказу роботи (PoW) стала вже історією Ethereum.

Крім величезної економії енергії, злиття дає надію фанатам Ethereum на те, що незабаром вони отримають гідну масштабованість і шардинг.

Це, безсумнівно, розширює межі найпопулярнішого блокчейну.

Висновок

Як видно з вищесказаного, нова версія Ethereum відкриває нові можливості у світі блокчейнів. Ще пару тижнів тому ми радили більшості наших клієнтів використовувати інші мережі через високі ціни на газ в Ethereum. Тепер нас знову надихає Ethereum і його нові можливості.

Якщо ви вже працюєте з Blockchain і шукаєте надійного партнера для роботи з цією технологією, команда ZFORT Group до ваших послуг. Наші фахівці готові підключитися до вашого проекту на будь-якому етапі.
Якщо ж ви зацікавлені в отриманні власного досвіду роботи з перспективними напрямками Blockchain, в тому числі Ethereum, запрошуємо вас до нашої команди https://www.zfort.com.ua/vacancy/ Будемо раді співпраці!