Вперше про перехід Ethereum на PoS було заявлено в 2017 році. На момент написання статті (11 вересня 2018) процес не завершений, але команда Віталіка Бутеріна обіцяє реалізувати проект в майбутньому році. Незважаючи на активні обговорення новини, мало хто знає, що таке Proof-of-Stake і в чому його відмінність від PoW, на якому сьогодні працює Ethereum. Нижче розглянемо, для чого взагалі потрібен перехід, коли це може статися, і що зміниться в кріптовалютной мережі по завершенню процесу.
Протокол PoS для Ethereum — що це?
На сьогоднішній день (11 вересня 2018 роки) криптовалюта Ефір працює на алгоритмі Ethash і механізмі PoW, до якого звикли всім Майнер. Якщо говорити простими словами, суть Proof-of-Work полягає в об’єднанні обладнання (комп’ютерів, Асіка) в децентралізовану мережу для виконання обчислювальних задач і формування блоків blockchain. В результаті роботи учасники Майнінг отримують премію, яка на сьогодні дорівнює 3 ETH. Аналогічний протокол застосовується і в мережі біткоіни.
Завдяки тривалого часу виконання завдання і миттєвої перевірки сервером, система захищена від DDoS-атак. Однак механізм PoW має ряд недоліків, через що у розробників з’явилася ідея про перехід Ethereum на PoS. На цьому питанні ще зупинимося нижче.
Протокол PoS базується на доказі частки, тобто він визначає оптимальний вузол, який має право на отримання чергового елемента ланцюжка блокчейн. Вибір здійснюється з урахуванням обсягу частки в сумарній кількості коинов на гаманцях користувачів кріптосеті.
Якщо порівнювати кожен з механізмів, варто виділити такі особливості:
PoW — протокол, який потребує дорогих розрахунках (Майнінг). Винагорода отримує той учасник спільноти, який першим вирішив задачу. При цьому учасники мережі змагаються між собою для отримання нового блоку.
PoS — протокол, де система завчасно визначає творця нового блоку на базі його особистих статків (розміру частки). На відміну від PoW, тут немає премії за отриманий елемент ланцюга, а винагорода видається тільки з комісійних платежів. Вважається, що віртуальні монети на PoS у багато разів ефективніше.
З урахуванням сказаного не дивно, що багато хто говорить про перехід Ефіріума на PoS. Ця система не вимагає покупки дорогого устаткування, гарантує оптимальну масштабованість мережі і усуває ризик атаки.
Плюси і особливості Proof-of-Stake
Виділимо переваги PoS:
Менші енергетичні витрати на процес видобутку блоків.
Надійний захист від атак (51%). Суть в тому, що для отримання контролю над мережею зловмисникам необхідна велика частина віртуальної мережі. В результаті доводиться витрачати великі гроші, які навряд чи є в наявності у учасника мережі. Крім того, організовуючи таку атаку, зловмисник втрачає гроші, крадучи винагороду у самого себе.
Розмір плати за транзакції в мережах PoS нижче, що дозволяє проводити операції в мережі з меншими витратами.
Протокол PoS пов’язує елементи консенсусу з вкладеннями в криптовалюта, що робить ідентичними інтереси учасників угоди, а також осіб, зацікавлених в інвестиціях.
Поліпшується децентралізація віртуальної мережі. Наприклад, в біткоіни спостерігається активний перехід на ASIC-обладнання, яке все частіше використовують спеціалізовані компанії. Вони захоплюють ринок Майнінг, погіршуючи тим самим децентралізацію мережі. Коли Ефіріум перейде на PoS, ці ризики повинні бути нівельовані.
Але існують і недоліки, про які говорять самі розробники. Переклад системи на PoS може привести до того, що учасники кріптосеті будуть накопичувати віртуальні монети, не використовуючи їх на ринку. В результаті у великих інвесторів може накопичитися значний обсяг крипти. Ось чому завдання творців — розробити механізми, які б підштовхували інвесторів до користування віртуальними монетами. Якщо цього не зробити, то група осіб, яка накопичила велику кількість ETH, може диктувати умови іншим учасникам кріптосеті.
Варто виділити ще один важливий момент. Після переведення системи на PoS упор робитиметься не на швидкості розрахунків і отримання блоку, а на кількості віртуальних монет. Учасникам мережі не потрібно витрачати гроші на покупку техніки для видобутку монет. Але якщо вони планують участь в posmining, придбати Ефір все одно доведеться. Виходить, що межа входу також існує, як і в випадку з PoW.
Підіб’ємо підсумки щодо PoS для Ethereum — що це:
Протокол, який відрізняється від PoW і дозволяє уникнути Майнінг за допомогою дорого обладнання. Працездатність кріптосеті і підтримка операцій в PoS проводиться за допомогою власників монет. Виходить, що чим більшим капіталом володіє людина, тим більший дохід він має.
Система, при якій користувач повинен вкласти певні кошти, після чого вони заморожуються. Як тільки доводиться актуальність транзакції, учасник мережі отримує заморожену криптовалюта, а додатково до неї і премію.
Чим обумовлений перехід Ethereum з PoW на PoS — головні особливості
За сказаного вище легко зробити висновки, чому розробники затіяли перехід Ethereum з PoW на PoS. До головних причин можна віднести:
Зростаюча загроза централізації кріптосеті. З ростом продажів потужного устаткування підвищується ймовірність захоплення великими компаніями більше 51% мережі.
Значне зростання витрат на видобутку віртуальних монет. На тлі попиту підвищується ціна на Асіка і додаткове обладнання. З кожним роком зростає і вартість електроенергії. В результаті прибуток Майнер знижується, втрачається рентабельність видобутку монет.
Високе споживання енергії. Було підраховано, що загальна витрата електрики на видобуток Ethereum становить близько 4,2 ТВтч. Цього достатньо, щоб забезпечити електроенергією Кіпр.
Поява небезпеки для екологічної складової. Вважається, що через високі витрат електрики вже до 2020-го Майнінг може витратити «левиний» потенціал планети в енергетичному секторі.
Перехід Ефіріум на PoS необхідний, щоб вирішити ряд «внутрішніх» завдань:
Збільшити масштабованість, і тим самим вирішити питання з пропускною спроможністю. Навіть при підвищенні попиту на криптовалюта і збільшення числа транзакцій труднощів із затримкою перекладів виникнути не повинно.
Підвищити швидкість реалізації протоколів і прискорити блокчейн.
Після переходу на PoS йде безліч недоліків, пов’язаних з витратами на електрику, покупку дорогої техніки і затримками в проведенні транзакцій. Наприклад, в біткоіни, де працює протокол PoW, проблема з масштабністю стоїть найгостріше. Система не справляється з потоком користувачів, через що вибудовується черга транзакцій і виникають серйозні затримки в мережі.
Зведемо плюси і мінуси переходу Ethereum з PoW на Pos в невелику таблицю:
переваги
недоліки
Відпадає необхідність у великих витратах на покупку устаткування.
Від видобутку Ефіріума «усуваються» користувачі, які мають невеликі накопичення. Цей процес з кожним роком буде збільшуватися.
Завдяки впровадженню нової технології, покращується масштабованість. Зводяться до мінімуму проблеми, пов’язані із затримками в проведенні операцій. Угоди займають менше часу.
Учасникам кріптосеті немає потреби витрачатися на придбання більш дорогої техніки. Звільнені кошти можна застосовувати в якості частини володіння.
Поява дисбалансу може привести до ризику, від якого так прагнуть утекти розробники — централізації.
Знижується небезпека інфляційних процесів. Наприклад, у Bitcoin відсоток інфляції залишається на рівні 4 відсотків, а у Ефіріума він знижується вдвічі.
Тримачі віртуальних монет відповідають за підпис нових елементів ланцюжка блокчейн. Це означає, що залишається ризик подвійного витрачання коштів.
Зменшується ризик атаки 51%.
Застосування віртуальної монети в якості інструменту для видобутку сприяє підвищенню зростання курсової вартості в майбутньому.
З’являється ризик накопичення криптовалюта на гаманцях, без її витрачання в подальшому.
Відходить у минуле необхідність покупки устаткування для видобутку монет. На місце старої системи приходить класичне нагромадження віртуальної валюти.
З урахуванням сказаного зрозуміло, для чого потрібен перехід Ethereum на PoS, що це, і які наслідки він несе для віртуальної мережі. З одного боку, усуваються проблеми з масштабністю, йде в минуле застосування дорогого обладнання для Майнінг і з’являється перспектива росту курсової ціни. З іншого, виникає ризик дисбалансу в системі і порушення децентралізації, яка є основною всіх віртуальних монет.
Коли відбудеться перехід Ефіріума на PoS — план розробників
Починаючи з 2017 року, багато користувачів стежать за новинами в очікуванні перекладу Ефіріума на новий протокол. Але варто зазначити, що цей процес проходить у декілька етапів:
Metropolis. Тут мається на увазі робота з удосконалення та внесення змін до криптовалюта. При цьому сам процес проходить в два етапи. 1-й (Byzantium) успішно завершено восени 2017 го. Премія Майнер була знижена з п’яти до трьох ETH. Що стосується підвищення складності видобутку віртуальних монет, цей процес був перенесений. Наступний етап (Constantinople) покликаний змінити структуру «розумних» контрактів. Вони повинні самі проводити розрахунки за «Газ», застосовуваний для підтвердження операцій.
Casper. Тут мається на увазі перехід кріптосеті на PoS. Спочатку в валідації планується участь великих власників, у яких на руках є від тисячі ETH і більше. Інші користувачі зможуть об’єднатися в співтовариства (пули). Надалі планується зменшення порогу до 32 ETH. Цікаво, що Майнер не отримуватимуть окрему премію в 3 ETH, як це було раніше. Тепер в ролі винагороди буде виступати комісія за операцію.
Plasma, Raiden. Суть полягає в перекладі системі до P2P, що зменшить комісійний платіж і збільшити масштабованість.
Розглянемо історію переходу Ефіріума на PoS — коли, і які події відбувалися:
2.08.2017 р — команда активно приступила до вирішення проблем з масштабністю. Через наплив користувачів система перестала витримувати натиск учасників.
19.08.2017 р — з’явилася новина про те, що hard fork Metropolis намічається на кінець вересня. Розробники відзначили, що з його допомогою планується активізувати процес переходу з PoW на PoS.
12.09.2017 р — учасників спільноти інформували про те, що за допомогою Metropolis будуть вирішені багато проблем з Ефіріум.
23.09.2017 р — повідомлено про перенесення 1-го етапу Metropolis (Byzantium) на більш пізню дату через виникнення непередбачених технічних труднощів.
16.10.2017 р — офіційно оголошено про завершення 1-го етапу Metropolis (Byzantium).
27.11.2017 р — представлена оновлена дорожня карта розвитку, головним завданням якої є зростання до масштабів Віза і МастерКард.
29.11.2017 р — з’явилася інформація про те, що Casper вдасться запустити раніше запланованого терміну. Це пояснювалося тим, що система вимагає перевірки і життєздатності протоколу, а також вивчення особливостей переходу на PoS.
27.12.2017 р — представлено унікальне рішення, що дозволяє вирішити проблеми з пропускною спроможністю проекту — Plasma Like.
10.03.2018 р — з’явилися подробиці про проект Plasma Like.
27.07.2018 р — команда творців поінформувала спільноту про те, що ведеться робота з перевірки другого етапу Metropolis (Constantinople).
На 11 вересня 2018 року поки важко сказати, коли Ethereum остаточно перейде на PoS. Спочатку це повинно було статися вже до кінця 2018 року, але нещодавно з’явилася новина, що повний перехід відкладається на 2019 рік. При цьому точної дати ніхто не називає. Крім того, на кріптофорумах часто звучать думку, що перехід на PoS може не відбутися зовсім. Це пояснюється тим, що подібні нововведення можуть негативно вплинути на популярність віртуальної монети.
Також вважається, що команда розробників Ефіріума співпрацює з виробниками GPU, тому перехід на PoS призведе до втрати солідного капіталу. Це, звичайно, чутки, але на практиці є труднощі, здатні загальмувати переведення системи на невизначений термін. На них зупинимося докладно.
Проблеми переходу Ethereum на PoS
Знаючи особливості протоколу сел Ефіріума, розуміючи що це і як працює, нескладно зробити висновки про труднощі майбутнього переходу. Виділимо основні моменти:
Є висока ймовірність того, що не всі Майнер підтримають перехід на новий протокол. Зменшення хешрейта для такої великої кріптосеті — велика проблема, адже на її базі побудовано сотні проектів. Навіть сьогодні, коли безліч Майнер працює над проведенням обчислень, мають місце великі перевантаження. Недавній приклад — проблеми з CryptoKitties. Якщо учасники мережі відмовляться від поновлення протоколів, система може розвалитися.
Небезпека створення хардфорка. Багато експертів заявляють, що поява PoS може привести до нового поділу ланцюжка блокчейн. Подібна ситуація вже мала місце на платформі Ефіріум, коли в 2016 році від неї відокремилася віртуальна монета Ethereum Classic. Незважаючи на меншу популярність, ETC існує донині, займаючи на 11 вересня 2018 року 15 рядок за капіталізацією серед всіх віртуальних монет. При цьому розробники продовжують роботу над усуненням помилок. Цілком ймовірно, що після переходу на PoS частина Майнер і членів спільноти розділиться на дві групи.
Надмірна централізація. Спочатку Casper анонсувався, як надійний захист від подвійного застосування криптовалюта і атак 51%. Дійсно після перекладу на новий протокол ці проблеми залишаться в минулому. Однак з’явиться інша проблема — до Майнінг віртуальних монет будуть допущені тільки «багаті» Майнер. В результаті з’являються ризики ще більшої централізації. В результаті 90% користувачів втрачають можливості добувати Ефіріум.
Проблеми з висновком. Після переходу на PoS Майнер отримують інше найменування — валідатори. Це люди, які включають блоки в ланцюжок blockchain. За роботу вони отримують премію. Вона тим вище, чим більше на рахунку коштів у користувача. Отже, власнику кріптосеті невигідно витрачати віртуальну монету. Виходить, що від кількості грошей на рахунку безпосередньо залежить прибуток, тому обсяг ETH в обороті впаде, а реальна капіталізація знизиться.
Несумлінність учасників. Деякі валідатори після включення нового блоку можуть додати вірусний код або будь-яким чином впливати на blockchain. Щоб уникнути такої ситуації, розробниками прийнято правило, згідно якого валідатор відповідає за свої дії всіма засобами на рахунку. Якщо в подальшому виявляється обман, все ETH забираються.
Таким чином, перехід Ефіріум на PoS тягне за собою купу нових проблем, які ще необхідно вирішити розробникам. Ось чому процес перекладу поки затягується на невизначений період. Планується, що нова система запрацює вже в 2019 році, але як буде насправді, покаже майбутнє.
