Усе, що ви коли-небудь хотіли дізнатися про Ethereum Merge
Ethereum

Усе, що ви коли-небудь хотіли дізнатися про Ethereum Merge

Додайте цю статтю у закладки, щоб підготуватися до майбутнього Ethereum Merge — тут ви знайдете все, що вам потрібно про це знати.

Усе, що ви коли-небудь хотіли дізнатися про Ethereum Merge

Зміст

Важливий контекст для розуміння "The Merge"

Щоб повністю зрозуміти, що таке «The Merge», давайте розглянемо важливі ключові поняття.

Join us in showcasing the cryptocurrency revolution, one newsletter at a time. Subscribe now to get daily news and market updates right to your inbox, along with our millions of other subscribers (that’s right, millions love us!) — what are you waiting for?

Механізми консенсусу

Мережа Ethereum працює на вузлах, розподілених по всьому світу. Як усі ці вузли узгоджують стан даних, — як-от баланс рахунків та порядок транзакцій, — коли все змінюється у реальному часі? Хто може додавати нові блоки до ланцюга? Ethereum, як і Bitcoin, наразі використовує механізм консенсусу підтвердження роботи proof-of-work. У системах PoW майнери витрачають величезну кількість енергії на перевірку транзакцій і створення блоків з ними; цей процес захищає ланцюг від атак або шахрайств.
Щоб будь-хто міг додати новий блок транзакцій до блокчейну, він повинен надати дійсне підтвердження роботи proof-of-work. Якщо ви подивитесь на останній блок Bitcoin (749020), ви побачите підтвердження роботи прямо за URL-адресою:

00000000000000000003cdd5a7fd45610cc2f0c8cc16693d2e4d1909e9ab8ece

Помітили всі ці перші 0? Майнери повинні виконати величезну роботу, щоб знайти ці результати з кількома провідними нулями.

Щоб переглянути алгоритм майнінгу PoW:

  1. Зберіть купу непідтверджених транзакцій.
  2. Побудуйте з ними блок "кандидат".
  3. Хешуйте вміст даних цього блоку за допомогою інструменту SHA256.
  4. Чи виведений хеш-код створив достатньо початкових нулів? (він же: чи був він нижчим за бажану цільову складність із підтримкою мережі?)
  5. Якщо так, то ви виграли! Ви знайшли дійсне підтвердження роботи (proof-of-work). Надішліть цей блок у мережу та отримайте винагороду. Поверніться до кроку 1 та повторіть.
  6. Якщо ні, повторіть крок 4.
Майнери змагаються один з одним, щоб знаходити блоки якомога швидше. Наведений вище алгоритм повторюється майнерами від мільярдів до трильйонів разів щодо кожного блоку. Математично, знайшовши результат із достатньою кількістю початкових 0 (він же: достатньо низький цільовий вихід), майнер може довести, що він вклав роботу в захист системи, і таким чином отримати винагороду (наразі винагорода за блок Bitcoin = 6,25 BTC, а блок Ethereum винагорода = 2 ETH плюс комісія за транзакцію.

Система PoW Ethereum працює точно так само. Якщо ви хочете додати блоки у ланцюг і отримати винагороду за це, ви повинні інвестувати в апаратне забезпечення для виконання алгоритму PoW трильйони разів.

Ось як працює модель proof-of-work. Майнери витрачають багато енергії та часу на змагання у пошуку дійсного proof-of-work, процесу, який служить для захисту мережі та для досягнення консенсусу.

Існує багато рівнів консенсусу

Процес, описаний вище, є лише алгоритмом, який виконується клієнтським програмним забезпеченням для майнінгу Ethereum. Теорія ігор змушує нас розглядати фактори зовнішні лише щодо програмного забезпечення. Блокчейн-мережі, як сильні рушійні сили соціальної та економічної активності, переходять у реальні системи. Наприклад, майнер PoW повинен використовувати капітал для:

  1. Придбання апаратного обладнання;
  2. Отримання доступу до великої кількості дешевої електроенергії;
  3. Отримання доступу до потужного WiFi;
  4. Створення простору та інфраструктури для розміщення машин, відведення тепла та пилу.

Це все ризики, які людина повинна взяти на себе, щоб стати «майнером» у системі PoW. Усі ці пункти необхідні для того, щоб ви мали все необхідне для подання дійсних доказів роботи та забезпечення безпеки відповідної мережі. У proof-of-work, майнери доводять свій ризик капіталом, витрачаючи енергію.

З огляду на вищесказане, консенсус мережі PoW підтримується тисячами апаратних машин і трильйонами кіловат електроенергії, інвестованих майнерами по всьому світу.

Proof-of-Stake = ще один механізм консенсусу

Proof-of-work - це лише один із багатьох механізмів консенсусу, які існують для координації децентралізованих мереж. Це фактичний механізм консенсусу, популяризований Bitcoin — та скопійований Ethereum.

Але Ethereum завжди розроблявся таким чином, щоб використання консенсусу підтвердження роботи proof-of-work було тимчасовим.

Перш ніж говорити про The Merge, давайте розглянемо підтвердження частки володіння proof-of-stake або PoS.

Proof-of-stake - це механізм консенсусу, який, як і PoW, використовується для надання мережі блокчейн того, що механізми консенсусу мають головним чином забезпечувати:

  1. Безпеку мережі (від шахрайств, від подвійних витрат, від атак 51%);
  2. Спосіб узгодження вузлами того, який ланцюг є "справжнім".
Якщо ви хочете взяти участь у перевірці та пропозиції нових блоків у ланцюгу з підтвердженням частки володіння proof-of-stake, ви можете стати валідатором, PoS-еквівалентом PoW-майнера. Замість скуповування машин для майнінгу та електроенергії, щоб представляти ризиковий капітал для мережі, "валідатори" замість цього стейкінгують капітал у формі власного токена мережі. Це їхній спосіб сказати: «Я дбаю про безпеку цієї мережі. Не вірите мені? Ось мій капітал під загрозою».

Tezos - це робоча мережа, яка успішно використовує PoS; ви повинні зробити стейкінг (він же: lock up) 6000 $XTZ (власний токен мережі Tezos), щоб стати "бейкером", терміном Tezos для "валідатора" та "майнера". Ризиковий капітал для підтримки мережі, з точки зору теорії ігор (game-theory-wise), належним чином стимулює учасників бути чесними арбітрами мережі, інакше їхні інвестиції не будуть прибутковими.

Ethereum + Proof-of-Stake

Ethereum був розроблений для використання proof-of-work лише тимчасово: творці завжди планували перейти на proof-of-stake. Враховуючи незаперечний успіх proof-of-work як консенсусної моделі для Bitcoin, Ethereum зміг почати працювати з механізмом PoW, тоді як складну конструкцію proof-of-stake Ethereum можна було повністю розробити з планом її реалізації у правильний час та коли система готова до цього, повністю досліджена та були усунуті несправності.

Щоб стати валідатором Ethereum, ви повинні зробити стейкінг 32 ETH (власний токен мережі Ethereum) і запустити клієнт Ethereum (Ethereum client) на машині з високим часом безвідмовної роботи в Інтернеті (навіть на ноутбуці!). Роблячи це, ви сигналізуєте мережі, що перевірятимете та створюватимете блоки чесно. Чому? Тому що це у ваших особистих інтересах. Якщо ви будете нечесні, ви втратите винагороду від валідатора і навіть потенційно почнете втрачати свою ставку — або навіть вартість самого токена може впасти, тобто ви зрештою атакуватимете самого себе.

Додаткова примітка: якщо у вас немає 32ETH, ви все одно можете взяти участь у перевірці мережі за допомогою кількох варіантів: об’єднаний стейкінг (pooled staking) - включаючи ліквідні рішення, такі як Lido, стейкінг на централізованих біржах і, нарешті, запуск вузла, який не пропонує блоків, але все ще підтримує мережу, прослуховуючи нові блоки для їх перевірки. Для отримання додаткової інформації, відвідайте сторінку стейкінгу Ethereum.org тут.
Подібно до proof-of-work, якщо майнер нечесний і намагається подати блок, який будь-яким чином порушує правила (подвійне витрачання tx, недійсний txs тощо), майнер втрачає будь-які потенційні винагороди, які він міг отримати просто будучи чесним; решта мережі просто проігнорує нечесного майнера, оскільки він порушує правила консенсусу. Таким же чином валідатор, який намагається будь-як порушити правила, буде не тільки проігнорований, але й "урізаний" (slashed), а це означає, що частина його ставки відбирається як покарання за нечесність.

Ethereum PoS проти Ethereum PoW - концепції, які варто знати

  • Блок у PoW додається до ланцюга тим, хто успішно розв’язує головоломку хешування цільової складності. Блок у PoS додається до ланцюга шляхом вибору випадкового вузла перевірки для запропонування блоку. Потім, випадковим чином вибирається другий набір валідаторів для перевірки запропонованого цим валідатором блоку.
  • Ethereum PoW має "майнерів", відповідальних за перевірку блоку + додавання (verification + addition). Ethereum PoS має "валідаторів", відповідальних за перевірку блоку + додавання. Майнери отримують винагороду за знаходження дійсного цільового хеш-рішення, валідатори заробляють винагороду за створення блоку, коли вони вибираються для цього випадковим чином.
  • Для додавання блоків, Ethereum PoS не вимагає великого споживання енергії, тоді як Ethereum PoW вимагає екстремального споживання енергії для швидкого виконання хеш-обчислень. За оцінками, потреба в енергії PoS становить ~99,95% менше, ніж PoW.
  • Капітал, поставлений на карту в PoW, - це час, обладнання та електроенергія людини. Ставка капіталу в PoS - це час людини + її 32 ETH. З огляду на теорію ігор, чесні учасники отримають більше, ніж нечесні.
  • Швидкість блокування PoW визначається складністю мережі, зазвичай точно налаштованою на певний час — який може перевищений або зменшений. Щоб знайти дійсний цільовий хеш, може знадобитися різний час. Швидкість PoS блоків є фіксованим темпом. Час у PoS Ethereum ділиться на slots (слоти) - 12 секунд та epochs (епохи)- 32 слоти. Існують різні механізми, які функціонують на основі цього фіксованого темпу, наприклад: кожен слот, комітет валідаторів вибирається випадковим чином і доручається голосувати за те, чи дійсний блок, запропонований іншим випадковим валідатором.

Ethereum + PoS - терміни та поняття, які варто знати

  • Валідатор: як валідатор, ви відповідатимете за зберігання даних, обробку транзакцій і додавання нових блоків до блокчейну — для цього знадобиться стейкінг 32 ETH + активне апаратне забезпечення + програмний клієнт (software client). Очікується, що валідатори будуть підтримувати достатнє обладнання та підключення до Інтернету, щоб отримати винагороду за допомогою перевірки блоку/пропозиції.
  • Урізання (Slashing): зловмисна поведінка валідатора може призвести до "урізання" або віднімання ставки цього валідатора у постійно зростаючих розмірах (пам’ятайте, що вас можуть скоротити навіть за незловмисну поведінку, як-от відключення вашого вузла!).
  • Slot (слот): 12 секунд.
  • Epoch (епоха): 32 слоти.
  • Основна мережа (mainnet): поточний "справжній" ланцюг Ethereum працює на основі консенсусу PoW. На відміну від тестової мережі, як-от Göerli, у цій мережі Ether коштує реальних грошей.
  • Клієнт Ethereum (Ethereum client): програмний пакет, який запускається вузлами Ethereum і складається з двох рівнів: рівня виконання та рівня консенсусу. Вузол, на якому працює клієнт, може бути або повним вузлом, або вузлом майнінгу.
  • Рівень виконання (еxecution layer): рівень клієнта Ethereum, який відповідає за виконання транзакцій і управління станом. Саме тут EVM запускає коди операцій і логіку програмування. Клієнти виконання включають: Geth, Erigon та Nethermind.
  • Рівень консенсусу (сonsensus layer): рівень клієнта Ethereum, відповідальний за консенсус. Тут діють правила щодо того, що робить блок або транзакцію дійсними. Клієнтами консенсусу для Beacon Chain є Lighthouse, Prysm та Teku.
  • The Beacon Chain: окремий блокчейн підтвердження частки володіння proof-of-stake, створений 1 грудня 2020 року. Він існує повністю паралельно з основною мережею Ethereum (Ethereum's Mainnet) і знаходиться у виробництві з моменту створення для тестування. Після готовності, він стане новим механізмом консенсусу, на якому виконуватимуться майбутні транзакції Ethereum.

Добре, то що ж таке The Merge?

Тепер, коли ми розглянули багато важливих термінів і контексту вище, зрозуміти, що таке "The Merge" має бути легше.

"The Merge" є останнім кроком у ширшому плані Ethereum щодо повної відмови від консенсусу PoW і прийняття PoS або proof-of-stake.

Перехід Ethereum на proof-of-stake спочатку був розділений на дві основні частини (за винятком хардфорків, таких як Berlin та London, які відбулися як загальні оновлення Ethereum перед Merge):

  1. Запуск Beacon Chain. Beacon Chain - це окремий паралельний блокчейн PoS, який використовувався для проведення тестів, не впливаючи на мережу Ethereum Mainnet або сотні мільярдів доларів, захищених у ній. Ще одна важлива причина для запуску Beacon Chain перед офіційним merge полягала у наданні стейкерам достатнього часу для того, щоб робити стейкінг — потрібно мати вдосталь стейкінгованих ETH для достатнього захисту мережі. На момент написання статті, Beacon Chain зберігає 14 000 434 ETH.
  2. The Merge. Об’єднання консенсусного рівня Beacon Chain зі станом EVM основної мережі Ethereum.
Починаючи зі свого першого блоку генезису, proof-of-work захищає мережу Ethereum. А з 2020 року, Beacon Chain живе паралельно з Ethereum, але окремо від нього, керуючи модифікованим консенсусним рівнем підтвердження частки володіння proof-of-stake. Зараз вузол Ethereum запускає клієнта, який поєднує у собі рівень виконання на основі EVM і консенсусний рівень на основі PoW.
Коли відбудеться The Merge, поточний консенсусний рівень Ethereum на основі PoW буде вимкнено для увімкнення консенсусу підтвердження частки володіння proof-of-stake. Стан Ethereum та історія транзакцій залишаться незмінними. Якщо ви наразі є постачальником ліквідності на Uniswap, ви все одно будете ним у системі Ethereum з підтвердженням частки володіння proof-of-stake; єдина відмінність полягає у тому, що система, на якій ви перебуваєте на LP, буде захищена консенсусом proof-of-stake замість proof-of-work.

The Merge фактично змінить спосіб, у який клієнти Ethereum зараз об’єднують рівні виконання та консенсусу, розділяючи їх на власні окремі клієнти. Це означає, що повний вузол PoS Ethereum може запускати клієнт із: Geth (виконання) + Lighthouse (консенсус) — або будь-яким можливим варіантом клієнтів виконання/консенсусу (execution/consensus). І все це робитиметься у режимі реального часу.

Гаразд, The Merge є останнім кроком у оновленні Ethereum до Proof-of-Stake, але що ж відбувається насправді?

Під час the merge такі клієнти виконання, як Geth, почнуть прослуховувати блоки, що надходять із ланцюга PoS — також відомого як Beacon Chain. "Тригер" для цього перемикання визначатиметься новою мережевою змінною (реалізованою оновленнями) під назвою Terminal_Total_Difficulty, яка представляє суму складності PoW кожного блоку, накопиченого в ланцюгу PoW Ethereum.
PoW Ethereum перейде на PoS Ethereum, коли Total Terminal Difficulty досягне 58,750,000,000,000,000,000,000.
У останньому блоці на момент написання статті (#15347593), загальна складність становить 56 438 897 354 985 249 320 571 — це означає, що у нас є два секстильйони складності PoW до The Merge. https://bordel.wtf/ - це інструмент зворотного відліку у реальному часі, який передбачає досягнення цільового TTD 15 вересня.

Отже, ось і все. Прочитавши цю статтю, ви маєте бути ознайомленими з усіма важливими термінами та поняттями, пов’язаними з консенсусними системами блокчейну, зокрема щодо підтвердження роботи proof-of-work та підтвердження частки володіння proof-of-stake. Коли хтось запитає вас, що таке The Merge, природною однозначною відповіддю має бути: «Останній крок у процесі переходу Ethereum від моделі безпеки PoW до PoS».

Чи ризикована ця зміна? Звичайно! Proof-of-work - це перевірена у боях модель безпеки, яка забезпечує Bitcoin майже ідеальний час безвідмовної роботи протягом майже двох десятиліть. З іншого боку, Proof-of-stake є досить новою та більш складною моделлю безпеки. Залишається побачити, чи впорається ця модель з захистом сотень мільярдів доларів у мережі Ethereum.

Коли Ethereum досягне своєї віхи підтвердження частки володіння proof-of-stake, буде багато інших оновлень, які мають допомогти Ethereum збільшити масштабування та подальшу децентралізацію. Ці наступні етапи включають:

  1. The Merge: PoW Ethereum вмирає, PoS Ethereum народжується (заплановано на 15 вересня)
  2. The Surge: шардинг (sharding) для сприяння масштабованості, зокрема для rollups (уточнюється)
  3. The Verge: клієнти без стану, що полегшують роботу вузлів Ethereum (уточнюється)
  4. The Purge: ліквідація технічної заборгованості + видалення історичних даних (уточнюється)
  5. The Splurge: додаткові функції, смаколики (уточнюється)

Як ви гадаєте? Чи принесе користь "оновлення" Ethereum до нової моделі безпеки? Чи їм варто було залишатися на консенсусі PoW, враховуючи, що це, здавалося б, надійна модель безпеки? Чи зробить це впровадження Ethereum масовим чи зашкодить йому в довгостроковій перспективі?

CoinMarketCap Academy напише серію статей, подібних до цієї, для кожного з наступних кроків після The Merge, слідкуйте за оновленнями! У майбутньому, ви знайдете більше серій про Merge тут.

Особлива подяка CryptoPunk 6068 за те, що він надав свій дослідницький досвід для написання цієї статті.

Ця стаття містить посилання на сторонні вебсайти або інший вміст лише в інформаційних цілях («Сайти третіх сторін»). Сторонні сайти не контролюються CoinMarketCap, і CoinMarketCap не несе відповідальності за вміст будь-яких сайтів третіх сторін включно з будь-якими посиланнями без обмежень, що містяться на сторонньому сайті, або будь-які зміни чи оновлення сайтів третіх сторін. CoinMarketCap надає вам ці посилання лише для зручності, і включення будь-якого посилання на сайт не означає його підтвердження, схвалення чи рекомендацію від CoinMarketCap або будь-якого зв’язку з його операторами. Ця стаття призначена для використання та повинна використовуватися лише в інформаційних цілях. Важливо провести власне дослідження та аналіз, перш ніж приймати будь-які важливі рішення, пов’язані із будь-яким з описаних продуктів чи послуг. Ця стаття не є фінансовою консультацією і не повинна розглядатися як фінансова консультація. Погляди та думки, висловлені у цій статті, належать автору [компанії] і не обов’язково відображають погляди CoinMarketCap.
71 people liked this article