Розуміння Ethereum 2.0: від Proof-of-Work до Proof-of-Stake консенсусу

Ethereum 2.0 уособлює одну з найважливіших трансформацій у історії криптовалют. Коли мережа Ethereum пройшла через «Мердж» 15 вересня 2022 року, вона кардинально переформатувала спосіб, яким тисячі комп’ютерів підтверджують транзакції та забезпечують безпеку блокчейну. Це був не просто патч для програмного забезпечення — це повна перебудова основної архітектури валідації мережі, яка сьогодні відлунює у всій екосистемі Web3.

Хоча Bitcoin започаткував технологію блокчейн для peer-to-peer платежів, попередник Ethereum створив «глобальний комп’ютер», здатний запускати децентралізовані додатки. З моменту запуску у 2015 році Ethereum зайняв домінуючу позицію як платформа для смарт-контрактів, дозволяючи стороннім розробникам створювати блокчейн-засновані додатки (dApps), що функціонують як традиційні інтернет-сервіси, але без централізованих посередників. Однак цей ріст виявив критичні обмеження початкової системи.

Чому Ethereum потребував радикальної перебудови

Початковий Ethereum базувався на моделі proof-of-work — такій же системі підтвердження, яку використовує Bitcoin. За цією системою учасники мережі (майнери) змагалися у розв’язанні дуже складних обчислювальних задач кожні кілька хвилин. Той, хто першим розв’язував задачу, міг додати нові транзакції до реєстру та отримати криптовалютні нагороди.

Цей підхід працював, але мав суттєві недоліки. Система споживала величезну кількість електроенергії, вимагала дорогого спеціалізованого обладнання і створювала вузьке місце у пропускній здатності транзакцій. Користувачі скаржилися на повільний час підтвердження, затори у мережі під час пікових періодів і високі комісії (gas fees), що іноді перевищували вартість самих транзакцій. З травня по вересень 2022 року середні витрати на транзакції у мережі сягали непомірно високих рівнів, роблячи щоденні операції непрактичними для звичайних користувачів.

Провідні розробники Ethereum, включно з співзасновником Віталіком Бутеріним, усвідомили, що модель proof-of-work не може масштабуватися для обслуговування мільярдів користувачів. Фонд Ethereum визначив, що система підтвердження на основі стейкінгу може вирішити всі ці проблеми одночасно.

Мердж: як Ethereum 2.0 змінив систему підтвердження

Ethereum 2.0 запровадив proof-of-stake як новий механізм консенсусу — радикально інший підхід до забезпечення безпеки мережі. Замість того, щоб майнери змагалися у розв’язанні задач, учасники мережі тепер стають «валідаторами», блокуючи криптовалюту безпосередньо на блокчейні.

Ось як працює нова система: будь-хто може стати валідатором, депонуючи 32 ETH у Beacon Chain (PoS-блокчейн, який Віталік Бутерін запровадив у грудні 2020 року). Після внесення депозиту валідатори запускають програмне забезпечення блокчейну на своїх комп’ютерах і беруть участь у процесі підтвердження транзакцій. Система випадковим чином обирає валідаторів приблизно 7200 разів на день для пропозиції нових блоків транзакцій. Коли валідатор успішно поширює дані транзакцій, він отримує нагороду у ETH безпосередньо на свій криптогаманець.

Перехід дав негайні покращення. Середній час підтвердження транзакцій знизився до 12 секунд порівняно з попередніми 13-14 секундами. Ще більш вражаюче — газові комісії знизилися на 93% під час переходу, що зробило транзакції набагато економічнішими.

Щоб підтримувати безпеку і карати зловмисну поведінку, Ethereum 2.0 реалізував систему «slashing» — автоматичне конфіскування стейкованих ETH у разі подання фальшивих даних або спроби зловживання системою. Аналогічно, валідатори, що йдуть офлайн або залишають свої обов’язки, зазнають штрафів. Цей механізм гарантує, що валідатори ставлять інтереси мережі вище за спроби шахрайства.

Екологічний вплив: парадигмальна зміна

Найбільш драматична різниця між старою та новою системою — у споживанні енергії. Блокчейни proof-of-work, як Bitcoin, потребують величезної електричної інфраструктури для роботи майнингових установок цілодобово. Ethereum 2.0, натомість, дозволяє валідаторам просто запускати програмне забезпечення на стандартних комп’ютерах із підключенням до Інтернету.

Фонд Ethereum повідомляє, що рівень консенсусу споживає на 99,95% менше енергії, ніж попередній рівень виконання. Це колосове зменшення вирішує одну з найстійкіших критик криптовалют — значний вуглецевий слід, пов’язаний із підтвердженням транзакцій.

Дорожня карта: заплановані оновлення Ethereum 2.0

Хоча «Мердж» завершив перехід до proof-of-stake, Ethereum 2.0 залишається у активній розробці. Фонд Ethereum окреслив п’ять додаткових оновлень, запланованих для мережі:

The Surge має додати можливості «шардингу» — розбиття даних блокчейну на менші частини, що зменшує навантаження на основну мережу і підвищує пропускну здатність транзакцій. Це оновлення має значно збільшити обробну здатність.

The Scourge спрямоване на посилення параметрів безпеки. Розробники планують покращити стійкість до цензури і перебудувати процес вибору валідаторів, щоб запобігти зловживанням, зокрема, використанню Maximum Extractable Value (MEV), що дозволяє досвідченим трейдерам отримувати прибуток, стратегічно впорядковуючи транзакції.

The Verge вводить передові криптографічні технології, зокрема Verkle trees. Це зменшує обсяг зберігання для валідаторів, роблячи участь більш доступною для звичайних користувачів і посилюючи децентралізацію мережі.

The Purge передбачає очищення історичних даних, які більше не потрібні, звільняючи місце для зберігання у мережі. Після повної реалізації розробники очікують, що Ethereum 2.0 зможе обробляти понад 100 000 транзакцій на секунду — у багато разів швидше за нинішню здатність.

The Splurge, хоча й досі в значній мірі невизначений, обіцяє додаткові покращення. Віталік Бутерін зазначив, що він принесе значні покращення мережі, хоча конкретні деталі ще розробляються.

Як долучитися: варіанти валідатора та делегатора

Стати валідатором у Ethereum 2.0 вимагає 32 ETH — значного внеску, що обмежує участь багатьох користувачів. Однак мережа дозволяє делегувати цю роль меншій кількості користувачів.

Делегатори можуть внести будь-яку кількість ETH менше 32 у стейкінг-пул валідатора і отримувати пропорційні нагороди. Треті сторони, такі як криптовалютні біржі, гаманцеві сервіси та DeFi-платформи, наприклад Lido Finance, надають ці послуги делегування. Хоча делегатори не мають права голосу у управлінні, вони не несуть повної відповідальності за підтвердження транзакцій.

Проте делегатори стикаються з одним важливим ризиком: якщо обраний валідатор порушить правила або зловживатиме системою, їхні стейковані ETH також будуть зняті (slashed). Це стимулює всіх учасників бути уважними при виборі валідаторів.

Що означає Ethereum 2.0 для ваших ETH і токенів

Поширена помилка — це ідея «оновлення» існуючого ETH до «ETH2». Це неправда. Фонд Ethereum постійно попереджає про шахраїв, які пропонують фальшиві «Ethereum 2.0 монети» або стверджують, що користувачі мають конвертувати свої активи.

Коли Ethereum 2.0 перейшов на proof-of-stake 15 вересня 2022 року, всі нативні криптовалюти — ETH, фрагменти токенів, таких як LINK або UNI, і невзаємозамінні токени, наприклад CryptoPunks — автоматично перейшли до рівня консенсусу. Жодних дій від користувачів не потрібно було, і нових токенів не створювалося.

Базовий код, що керує цими активами, не змінився. Змінився лише механізм підтвердження.

Економічні наслідки Ethereum 2.0

Перехід до proof-of-stake кардинально змінив монетарну політику Ethereum. Початковий механізм створював близько 14 700 нових ETH щодня. Після «Мерджу» щоденна емісія знизилася до 1700 ETH — на 88%.

Крім того, оновлення EIP-1559 2021 року запровадило механізм спалювання частини транзакційних зборів (burning). Коли щоденне спалювання ETH перевищує 1700 токенів, загальний обсяг ETH у обігу фактично зменшується — це дефляційний актив. Цей механізм дефіциту контрастує з традиційними валютами, які постійно інфлюює центральні банки.

Вплив на ширше прийняття криптовалют

З моменту «Мерджу» криптоспільнота активно стежить за розвитком Ethereum 2.0. Оновлення привернуло нову увагу інституційних інвесторів і розробників, які раніше вважали енергоспоживання Ethereum неприйнятним.

Перехід підтвердження від енергомісткого майнінгу до ефективного стейкінгу показав, що масштабні блокчейн-мережі можуть працювати стійко. Це вплинуло на дизайн блокчейнів у всій індустрії і допомогло зняти регуляторні побоювання щодо екологічного впливу криптовалют.

Подальший розвиток дорожньої карти Ethereum 2.0 визначить, чи зможе мережа досягти своїх амбітних цілей: значного збільшення пропускної здатності, підвищення безпеки, доступності для учасників і сталого довгострокового функціонування. Ці покращення зроблять Ethereum 2.0 фундаментальною інфраструктурою для децентралізованих фінансів, цифрових активів і додатків Web3 на багато років вперед.