Восьмой хардфорк Ethereum — еще один шаг к алгоритму консенсуса Proof-of-Stake

В воскресенье, 8 декабря, должен состояться запланированный хардфорк Ethereum под названием Istanbul. Он станет восьмым по счету крупным обновлением в сети второй по капитализации криптовалюты и, как ожидается, положит начало переходу на ETH 2.0 — новому этапу в эволюции проекта, предусматривающему в будущем миграцию на алгоритм консенсуса Proof-of-Stake.

В этом материале мы рассмотрим, какие изменения ждут сеть Ethereum после предстоящего апгрейда, и что ждет ее в дальнейшем.

Изначально Ethereum задумывался в качестве децентрализованного интернета – блокчейн-платформы, на базе которой компании могут создавать продукты и смарт-контракты. Сегодня Ethereum является пристанищем для многочисленных децентрализованных приложений (dApps) — от различных блокчейн-игр и проектов с собственными токенами до набирающих популярность децентрализованных финансов (DeFi). Однако по мере роста их числа платформа испытывает все больше проблем с пропускной способностью транзакций.

Лежащий в основе Ethereum алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW) прекрасно справляется со своей задачей в случае с биткоином, обеспечивая безопасность первой криптовалюты, однако для эфира этот механизм, как считают ведущие разработчики проекта, скорее становится помехой. Особенно это актуально для корпоративных решений, нуждающихся в быстрых транзакциях и высокой масштабируемости сети. Кроме того, нередко звучит и критика в адрес майнинга криптовалют на базе PoW из-за высокого потребления электроэнергии и негативного воздействия на окружающую среду.

Стоящий перед Ethereum вызов становится еще более серьезным, учитывая тот факт, что с 2013 года, когда была запущена платформа, общая картина на рынке сильно изменилась. Сегодня Ethereum уже не является единственной платформой смарт-контрактов, испытывая острую конкуренцию со стороны целого ряда других проектов, которые предлагают высокую масштабируемость в комбинации с более низкими комиссиями.

Все это ставит Ethereum перед неизбежным выбором: либо пройти через непростой путь перемен, либо с большой вероятностью лишиться своего нынешнего статуса ведущей платформы для разработчиков приложений.

Подобные перспективы в планы разработчиков, впрочем, вряд ли когда-либо входили, и дальнейшая эволюция Ethereum уже долгое время остается ключевым предметом горячих дискуссий в сообществе.

Само обновление Istanbul состоит из двух частей, первая из которых и должна произойти ориентировочно в ночь с субботы на воскресенье на блоке #9069000. Вторая его часть под названием Berlin предварительно запланирована на первую половину 2020 года.

Предстоящий апгрейд, среди прочего, обеспечит совместимость Ethereum с криптовалютой Zcash, повысит масштабируемость решений на основе технологии доказательства нулевого разглашения (SNARKs и STARKs), а также изменит стоимость газа различных операционных кодов (опкодов) с целью затруднить спам блоков и повысить устойчивость сети к DoS-атакам.

Включенные в Istanbul EIP’s

EIP (Ethereum Improvement Proposals) — предложения по улучшению протокола Ethereum, которые выносятся на обсуждение разработчиками перед каждым хардфорком. В процессе подготовки к Istanbul было утверждено шесть таких предложений:

EIP-152 – это предложение вводит новый предкомпилированный контракт, который внедряет функцию компрессии F, используемую в криптографическом алгоритме Blake2. Цель – создание интероперабельности между виртуальной машиной Ethereum (EVM) и Zcash или другими криптовалютами на базе протокола Equihash.

EIP-1108 – направлено на снижение предкомпилированной стоимости газа (комиссии при выполнении смарт-контрактов), что в свою очередь благоприятно скажется на разработке ряда решений в области приватности и масштабировании сети.

EIP-1344 – предложение по использованию ID цепи с целью предотвращения атак повторного воспроизведения транзакций между различными блокчейнами. До сих пор таких четких спецификаций по установке ID цепи для определенной сети не было, и все определялось вручную операторами клиентов и сообществами той или иной сети.

EIP-1884 – данное предложение направлено на повышение стоимости газа для определенных опкодов, которые на фоне быстрого роста сети Ethereum стали потреблять больше ресурсов (CPU, память и т.д.). По мнению разработчиков, таким образом удастся достигнуть лучшего баланса между расходом газа и потреблением ресурсов.

EIP-2028 – предложение направлено на снижение стоимости газа при вызове ончейн-данных с нынешних 68 единиц за байт до 16 единиц. Это повысит пропускную способность сети, так как в один блок можно будет поместить больше данных.

IP-2200 – предлагает структурированное определение изменений учета расхода газа для опкода SSTORE. Это создаст дополнительные возможности для использования систем хранения контрактов, снижая излишние комиссии.

Вторая часть апгрейда (Berlin), как ожидается, произойдет до конца июня 2020 года. В нее должны войти предложения, требующие больше времени для тестирования, например, вызывающий немалые разногласия EIP-1057 — видоизмененный алгоритм майнинга ProgPoW, ориентированный на снижение влияния ASIC-устройств.

В конечном счете, как надеются разработчики, по завершении обеих частей обновления сеть Ethereum станет быстрее, дешевле и более масштабируемой. Всего этого они рассчитывают добиться без ущерба для децентрализации и гибкости сети.

На пути к Ethereum 2.0

Активация Istanbul также должна стать началом перехода к Ethereum 2.0 – новому этапу в эволюции сети, знаменующему собой миграцию на алгоритм консенсуса Proof-of-Stake (PoS).

Основатель Ethereum Виталик Бутерин анонсировал переход на новую версию платформы под названием Serenity год назад на конференции Devcon4 в Праге.

Протокол Casper, в результате которого должен состояться переход Ethereum на алгоритм Proof-of-Stake, находится в разработке уже несколько лет. Из-за его объединения с направленным на масштабирование сети шардингом (множеством параллельных цепей, связанных с основной, для исполнения различных смарт-контрактов и обеспечения работы децентрализованных приложений), проект также иногда называли Shasper.

Однако, как заявил тогда Бутерин, это не самое правильное название, и лучше всего вернуться к некогда предложенному Serenity.

«Serenity – это всемирный компьютер, и именно этим он и должен быть, а не каким-то смартфоном 1999 года, на котором можно играть в «змейку», — сказал он.

В мае 2019 года Ethereum Foundation, некоммерческая организация, которая занимается продвижением и поддержкой разработки экосистемы Ethereum, сообщила о выделении $30 млн на развитие ключевых проектов экосистемы, из которых $19 млн пойдут на «эфир будущего».

Эти усилия, судя по всему, не прошли даром. По заявлениям разработчиков, Ethereum 2.0 будет представлять собой отдельный блокчейн с новым токеном, который будет работать параллельно с текущей версией. Этот блокчейн получил название Beacon Chain и уже имеет собственную тестовую сеть.

Как обещают разработчики, пользователи будут иметь различные опции для перехода со старой сети в новую, и хотя этот процесс не обещает стать простым, по их убеждению, реализация этой задачи необходима для того, чтобы Ethereum мог оставаться конкурентоспособным.

В то же время сам Виталик Бутерин не так давно признал, что несмотря на серьезную проработанность технологии, он не может с уверенностью сказать, насколько сами участники сети заинтересованы в поддержании децентрализации после перехода на механизм консенсуса Proof-of-Stake.

«Например, люди просто будут ленивы и запустят все свои стейкинговые ноды на AWS. Или они будут еще ленивее и просто для участия в стейкинге отправят деньги на Binance, а Binance будет заниматься стейкингом для всех. Будут ли люди осуществлять стейкинг небезопасными способами, которые приведут к взломам? И насколько децентрализованным будет процесс на самом деле?», — именно таким вопросом задался основатель Ethereum.

Что говорят представители индустрии

Как уже говорилось, споры о необходимости внедрения тех или иных предложений порой были весьма горячими. В частности, полемику вызвал включенный в первую часть обновления EIP-1844, реализация которого повысит стоимость вызова данных для разработчиков.

Так, еще в сентябре представители проекта Aragon высказали обеспокоенность, что изменения в коде приведут к нарушениям в работе примерно 680 смарт-контрактов, задействованных для управления децентрализованными приложениями платформы. Как отметил тогда технический директор Aragon One Хорхе Искиэрдо, больше всего вырастут затраты на так называемую операцию SLOAD — с 200 до 800 единиц газа.

Схожую проблему описывал в то же время проект Kyber Network, хотя в его случае речь шла всего об одном смарт-контракте.

«В одной из транзакций нами действительно задействовано множество операций SLOAD. Поэтому после активации Istanbul цена большинства наших операций вырастет на 30%», — заявили представители Kyber Network.

Еще в 2016 году стоимость операций SLOAD значительно повышалась — с 50 до 200 единиц газа. Тогда пользователей Ethereum было намного меньше, значительно ниже была и рыночная цена монеты ETH. В текущих условиях, уверены в Kyber Network, очередная волна роста стоимости SLOAD может оказать значительное влияние на пользователей и разработчиков.

Не менее интересно мнение представителей индустрии майнинга. Для них переход Ethereum с Proof-of-Work на Proof-of Stake также несет немалые вызовы. И не все этому, видимо, рады.

Так, в комментарии ForkLog владелец майнингового пула Minerall.io Игорь Стадник дал ясно понять, что идею о переходе на PoS он не одобряет.

«ETH 2.0 — это пока лишь фантазия Виталика. Все используют эфир и переезжать с него смысла мало. У ETH 2.0 нет реального применения и реальной необходимости. Так как майнить его нельзя, то майнерам все равно», — ответил он на вопрос о том, как предстоящие изменения могут повлиять на будущую бизнес-модель пула.

Minerall.io имеет достаточно скромную долю в общем хешрейте Ethereum — примерно 0,5%, а на долю эфира, как отметил Игорь Стадник, приходится всего лишь 1-2% от совокупных мощностей пула.

«В PoS все наигрались еще два года назад. Тут утопичная история — поднять ноду и, ничего не делая, получать бабло. Мало кто выжил из чистых PoS-систем. Тут сложно, что монеты не находятся у своего «хозяина». Их надо куда-то перевести и потом молиться на 6-8% годовых. Большие игроки майнят или биток, или эфир. Все остальное — фуфло», — добавил он.

Более крупные игроки придерживаются, впрочем, иного мнения. В частности китайский SparkPool, крупнейший майнинговый пул в сети Ethereum (31% от совокупной мощности), не только не видит какой-либо угрозы для своей деятельности, но и считает предстоящие изменения весьма позитивными.

В комментарии ForkLog операционный директор SparkPool Чже Чао сказала:

«Мы считаем хардфорк Istanbul очень своевременным, рациональным и изобретательным. Под своевременностью мы понимаем то, что все обновления технологии следуют за передовым исследованиям и разработкам, включая решения второго слоя, такие как STARKs. Говоря о рациональности, мы подчеркиваем, что все эти схемы, включая механизм изменения стоимости потребления газа, широко обсуждались сообществом. Изобретательность, с нашей точки зрения, состоит в том, что [с переходом на PoS] все будут придерживаться новых экологических норм, а также формировать новые стандарты социального взаимодействия».

Также она напомнила слова Виталика Бутерина, сказанные им на недавней конференции Devcon5 в Осаке о том, что «переход на PoS сделает Ethereum более безопасным, чем биткоин».

«Мы позитивно расцениваем переход на ETH 2.0 и полностью поддерживаем эти планы. На самом деле, мы начали готовиться к этому еще с прошлого года. Мы совершенно точно будем валидатором, предлагающим услуги стейкинга другим пользователям. Опыт у нас в этом есть – мы уже управляем нодами таких PoS-проектов, как Cosmos, Algorand, Celo, Near, Coda и Solana», — добавила Чже Чао.

Подготовка к хардфорку

Как ранее сообщили в Ethereum Foundation, операторам нод было необходимо обновить свое ПО в срок до 1 декабря. Если на момент хардфорка используемый пользователем клиент не будет обновлен до необходимой версии, его нода синхронизируется со старой версией блокчейна, которая будет несовместима с новой цепью. Соответственно, такой пользователь не сможет отправлять и получать транзакции, а также выполнять другие операции в обновленной сети.

В то же время индивидуальным пользователям веб-кошельков, мобильных приложений, бирж и аппаратных кошельков не следует предпринимать каких-либо действий по собственной инициативе — обновиться им будет необходимо только в том случае, если поступят соответствующие рекомендации от администраторов сервисов.

Беспокойство, однако, вызывает то, что несмотря на предупреждение разработчиков, за три дня до хардфорка свои клиенты обновили лишь немногим более 40% нод.

Так, по данным Ethernodes, по состоянию начало четверга, 5 декабря, к хардфорку были готовы 41% нод Geth и 45% Parity — двух наиболее популярных клиентов сети. В потенциале это может вылиться в появление еще одного блокчейна, который не будет подчиняться новым правилам.

В заключение можно сказать, что, несмотря на все имеющиеся разногласия, хардфорк Istanbul — это достаточно смелый, но все же необходимый шаг для Ethereum. Более отдаленная цель в виде Ethereum 2.0 при этом сохраняется, однако большая децентрализация, масштабируемость и безопасность платформе нужны уже сейчас.

Кроме того, уже в январе 2020 года может состояться еще одно обновление сети, на этот раз направленное на отсрочку так называемой «бомбы сложности» — запрограммированного ограничения PoW-майнинга, целью которого является стимулирование участников экосистемы Ethereum к переходу на алгоритм PoS.

Разногласия же, судя по всему, останутся и в будущем, что, впрочем, вполне естественно для проекта, который во главу угла ставит инновации и скорость принятия решений.

Andrew Asmakov

Подписывайтесь на новости ForkLog в Telegram: ForkLog Feed — вся лента новостей, ForkLog — самые важные новости и опросы.