История Ethereum (Часть 3. Заключительная)

В первой и второй частях серии статей о проекте Ethereum мы рассказали о первых  трех фазах перехода сети на алгоритм PoS, вспомнили с какими проблемами столкнулось сообщество Ethereum в процессе развитии сети и формировании экосистемы, а также описали важные события, которые произошли с проектом со дня основания до начала 2019 года.

В сегодняшней статье мы расскажем о последнем крупном обновлении сети перед началом поэтапного перехода к Ethereum 2.0, опишем основные фазы этого перехода, а также вспомним недавние события и изменения, произошедшие с проектом.

Хардфорк Istanbul

8 декабря 2019 года в сети Ethereum был проведен первый этап очередного хардфорка сети — Istanbul, состоящий из 6 обновлений. Istanbul является последним обновлением сети перед началом поэтапного перехода к Ethereum 2.0.

С ростом сети Ethereum, некоторые смарт-контракты стали слишком ресурсоемкими. Так как вычислительные затраты на получение данных и размер блокчейна увеличились, а цена газа не изменилась, образовался дисбаланс между потреблением ресурсов и ценами операций. Такое несоответствие создает угрозу проведения ряда атак на систему. Для устранения возможности проведения атак, была повышена цена на газ для определенных операционных кодов.

Обновление добавило функциональную совместимость Ethereum с ZCash, а также с другими криптовалютами, функционирующими на базе протокола Equihash.

Также был добавлен код операции ChainID, который позволяет использовать идентификатор цепочки, чтобы предотвратить «атаку повторного воспроизведения». Такая атака возможна из-за существования двух параллельных цепочек блоков, образующихся после хардфорка. Разделение цепочки и появление Ethereum Classic сделали такую атаку возможной. Так как аккаунты Ethereum и Ethereum Classic имеют один и тот же адрес и закрытые ключи и имея две отдельные сети с двумя отдельными блокчейнами, любой, кто держал средства в первой итерации, является владельцем средств во второй. Проблема в том, что когда транзакция транслируется с использованием одной из сетей, существует риск того, что эта транзакция будет включена в оба блокчейна.

Второй этап изменений в основной сети, под названием Berlin, который был запланирован на 29 мая 2020 года, был перенесен на осень этого же года. Berlin — это последнее и важное обновление Ethereum 1.0 для запуска нулевой фазы Ethereum 2.0 — Serenity.

В обновление Berlin планировалось включить алгоритм доказательства работы для замены Ethash — ProgPoW (Programmatic Proof-of-Work).

Алгоритм ProgPoW — это модифицированный Ethash, для работы с GPU. Внедрение этого алгоритма, позволит Ethereum стать более ASIC-устойчивым. В сети Ethereum, внедрение ProgPoW необходим для избежания хардфорка при переходе на протокол PoS.

Помимо нового алгоритма, Berlin должен был привнести модифицированные подписи, необходимые для функционирования депозитарного контракта ETH 2.0, использующегося валидаторами для внесения депозитов в блокчейн, а также для стейкинга и учета транзакций.

Также перед обновлением Berlin в основной сети, разработчики должны были запустить тестовую сеть YOLO для первичного тестнета, который позволил бы разработчикам синхронизировать различные версии, но и этого не произошло по причине отсутствия согласования вносимых EIP.

Важно отметить, что в сети начался, так называемый «Ледниковый период» — увеличение сложности добычи ETH. По этой причине в сети необходимо обновление.

Ethereum 2.0 — Serenity

Serenity — это обновление Ethereum 2.0, для изменения протокола смарт-контрактов и перемещения сети с алгоритма консенсуса PoW на алгоритм PoS. Подразумевается, что с переходом на PoS, решится проблема масштабируемости, за счет улучшения способности сети подтверждать, проверять и выполнять транзакции.

Стадия Serenity была разбита на 3 фазы:

1. Нулевая фаза — Beacon Chain
2. Первая фаза — Shard Chains
3. Третья фаза — eWASM (New Ethereum Virtual Machine)

Beacon Chain

Beacon Chain представляет собой отдельный блокчейн на протоколе Proof of Stake, который будет существовать параллельно блокчейну Ethereum на PoW. Он будет предназначен для контроля работы валидаторов, выбора создателя следующего блока, распределения вознаграждения и оптимизации сети для плавного перехода на другой протокол. Этап отладки системы был закончен еще в январе 2020 года. Новым алгоритмом на PoS, вместо Ethash, станет протокол Casper, который активирует «бомбу сложности».

Casper предназначен для регуляции сети и состоит из двух версий:

1. Casper FFG (Finality Friendly Gadget) — обновление на начальном этапе перехода. На этом этапе будет существовать гибридный алгоритм достижения консенсуса. Блоки в блокчейне будут формироваться за счет майнеров, но будет установлена контрольная точка для применения механизмов PoS.
2. GHOST или CBC (Correct By Construction) — обновление для замены Casper FFG. Этот этап предназначен для перехода на алгоритм консенсуса PoS.

Shard Chains

Не углубляясь в детали, шардинг — это механизм обработки транзакций отдельными наборами узлов по сегментам. Это значит, что узлам нужно хранить и обрабатывать только отдельную часть транзакции, что повышает пропускную способность сети. Механизмы шардинга будут использоваться валидаторами в сети для обработки транзакций и поддержания сети.

Механизм шардинга с интеграцией Plasma (сеть Lightning для Ethereum) может значительно повысить пропускную способность сети.  За счет Plasma появляется возможность создавать смарт-контракты для обработки данных в дочернем блокчейне и вывода результатов в основной блокчейн.

На этом этапе будут запущены базовые механизмы Shard Chains для дальнейшего развертывания eWASM.

eWASM (Ethereum WebAssembly)

Это обновление спецификации для EVM (Ethereum Virtual Machine) — виртуальной среды для функционирования и взаимодействия смарт-контрактов, а также хранения транзакций. eWASM  функционирует на WebAssembly и предоставляет возможность создавать смарт-контракты на популярных языках программирования, что позволит внедрять смарт-контракты в веб-браузеры и сайты.

Разработка этого этапа находится на ранней стадии и является лишь концепцией.

Выводы

На данный момент Ethereum находится в фокусе внимания у большого числа участников криптосообщества за счет бума DeFi, ведь именно платформа Ethereum является основной площадкой для появления DeFi — сервисов, хотя в гонку уже вступили TRON и Binance.

Интерес к DeFi повлек за собой увеличение комиссий в сети Ethereum и задержек в его работе. В 2017 году сеть уже сталкивалась с подобным, из-за появления NFT-токенов и проекта CryptoKitties, на долю которого приходилось порядка 12% всех транзакций сети.

В начале августа была запущена тестовая сеть Ethereum 2.0 — Medalla, к которой присоединились более 42тыс. валидаторов. Основной задачей тестовой сети является обеспечение процесса перехода на PoS. Для проведения и запуска нулевой фазы Serenity, тестовая сеть должна была проработать без сбоев 90 дней, но через две недели после запуска, в результате сбоя, произошел хардфорк сети, а валидаторы потеряли свои ETH. Поэтому сеть находится на этапе подготовки к переходу к нулевой фазе Serenity.

Также на днях был представлен мобильный кошелек Metamask для работы с Ethereum и ERC-20 токенами.

Процесс перехода к PoS, хайп DeFi, проблемы с пропускной способностью и рост стоимости транзакций сделали Ethereum темой для обсуждения этим летом. Переход к Ethereum 2.0 откладывается до тех пор, пока не будут исправлены ошибки в тестовой сети.