Ethereum 2.0. obiecuje znaczne zwiększenie szybkości. Po co wprowadzać hybrydowe PoS i PoW?

Przez
Paweł Szczerba
-
7 min czytania
Ethereum 2.0. obiecuje znaczne zwiększenie szybkości. Po co wprowadzać hybrydowe PoS i PoW
Założyciel Ethereum blockchain Vitalik Buterin potrzebował aż 75 tweetów, aby wyjaśnić plan wdrożenia nowego mechanizmu konsensusu. Obiecuje znaczne zwiększenie szybkości, z jaką będzie można dodawać nowe wpisy do the distributed electronic ledger technology. Buterin poświęcił większość tweetów na wyjaśnienie historii wysiłków deweloperów Ethereum, skupionych na stworzeniu mechanizmu konsensusu Proof of Stake (PoS), który usprawniłby proces, jednocześnie zwalczając ataki przeprowadzane w celu kontrolowania treści blockchainowch. Wyjaśnił również, że system PoS zostanie wdrożony niezależnie od innych prób wprowadzenia zmian w systemie Ethereum. („Sharding” to sposób dystrybucji pracy obliczeniowej potrzebnej do sprawdzania nowych dokumentów znany jako bloki, w technologii rozproszonej księgi). Prace nad rozwojem PoS i shardingu stanowiły część jednego projektu, lecz obecnie będą wdrażane osobno.

PROOF OF WORK & PROOF OF STAKE

Dwa najpopularniejsze mechanizmy lub inaczej algorytmy do uwierzytelniania nowych wpisów w blockchainie i zarządzania zmianami w sieci to: Proof of Work (PoW) oraz Proof of Stake (PoS). Algorytmy PoW zmuszają komputery w sieciach P2P do wydatkowania mocy procesora w celu rozwiązywania złożonych równań opartych na kryptografii. Zanim zostaną upoważnione do dodania danych do księgi blockchainowej; węzły komputerowe, które dokonują obliczeń najszybciej, są nagradzane cyfrowymi monetami.  Ether na Ethereum lub Bitcoin w konkurencyjnej technologii. Proces zarabiania kryptowaluty za pośrednictwem PoW jest znany jako „mining”, tak jak w przypadku wydobyciu bitcoina. Jak sama nazwa wskazuje, modele konsensusu PoS umożliwiają osobom posiadającym coiny (największy udział) kierowanie kryptowalutą lub biznesową księgą blockchain. Do tej pory jednak najbardziej popularne kryptowaluty oparte na blockchainach – Bitcoin, Ethereum (Ether) i Litecoin – jako mechanizm konsensusu wykorzystywały PoW. Chociaż algorytmy PoW doskonale radzą sobie ze sprawdzaniem autentyczności nowych dokumentów publikowanych w księdze głównej, są one również powolne i kosztowne w działaniu.
Proces PoW zużywa dużo energii elektrycznej, zarówno z procesorów działających 24/7, jak i w związku z koniecznością chłodzenia farm serwerów dedykowanych operacjom górniczym. Operacje wydobywcze zasysają tyle elektryczności, że miasta, a nawet kraje, zaczęły je ukracać.
Protokoły PoW mogą być również bardzo wolne ze względu na długi proces związany z rozwiązywaniem działań matematycznych. Zatwierdzenie nowego wpisu w księdze blockchain może zająć nawet 10 minut lub więcej. Algorytmy PoW są jednak doskonałe w krzyżowaniu planów użytkowników, którzy próbowaliby oszukać blockchain, ponieważ jest to zwyczajnie za drogie, by na darmo zużywać moc i czas procesora.
Natomiast algorytmy PoS mogą uzupełnić nowe wpisy blockahinowe w ciągu sekund lub krócej.
„Algorytmy Proof of Stake zdecydowanie mają potencjał, aby wyprzedzić Proof of Work” - poinformował Vipul Goyal, profesor nadzwyczajny w dziale informatyki na Uniwersytecie Carnegie Mellon (CMU). „Wciąż jednak istnieją poważne wyzwania badawcze, z którymi należy się uporać, zanim to nastąpi”.
Ethereum rozpoczął pracę nad systemem PoS w 2014 r., a w zeszłym roku wprowadził mechanizm w sieci testowej o nazwie „Casper” (jak w Casper the Friendly Finality Gadgetor lub Casper FFG). Casper miał zostać nałożony na bieżący algorytm EtWum. Jego publikacja była zaplanowana na ten miesiąc, lecz uległa opóźnieniu.

Doszło również do wewnętrznych potyczek rozwojowych co do sposobu wdrożenia Casper.

Podobnie jak w przypadku innych modeli PoS, protokół Casper działałby poprzez tworzenie „wiążących walidatorów” lub użytkowników, którzy zobowiązani są wpłacić kaucję, by móc działać w ramach konsensusu blockchainowego lub mieć prawo głosu. Dopóki walidatorzy działają uczciwie w obrębie blockchain, mogą pozostać w społeczności konsensusu. Jeśli jednak spróbują oszukać system, stracą swój udział (swoje pieniądze). System Casper PoS firmy Ethereum umożliwi mechanizmowi konsensusu przetwarzanie nowych transakcji w ciągu około czterech sekund.

SYSTEM HYBRYDOWY

W ubiegłym roku miały miejsce dwa wydarzenia związane z wdrożeniem nowego modelu konsensusu w postaci samodzielnego mechanizmu PoS o nazwie Serenity oraz hybrydowego systemu PoW/PoS o nazwie Metropolis. Metropolis podzielono na dwie fazy: rozwój mechanizmu tolerancji wady bizantyjskiej wprowadzonego w zeszłym roku i projekt znany jako Konstantynopol – hybrydowy system PoW/PoS.

Nazwa Konstantynopol została ogłoszona na początku tego roku. Próby wdrożenia nowego systemu Casper PoS i Sharding aktualnie określa się jako Ethereum 2.0.

System PoS, zarówno hybrydowy, jak i samodzielny, wymagał od weryfikatorów wpłacenia 1500 monet Eteru, aby stać się częścią mechanizmu konsensusu. Jednak jak ogłosił Buterin, liczba monet Ether potrzebnych do tego, aby stać się walidatorem, będzie teraz wynosić 32. Jake Yocom-Piatt, twórca cyfrowej sieci walutowej Decred, uważa, że najlepszym modelem zarządzania jest model wykorzystujący mechanizmy PoW i PoS, jak proponują Buterin i zespół programistyczny Ethereum. W modelu hybrydowym szacunek przyznawany jest walidatorom PoS, którzy są w stanie przesłonić złe zachowanie w sieci PoW.
„Jeśli jesteś górnikiem Proof of Work, wplątujesz się w różne gierki. Powodujesz problemy w naszej sieci i interesariusze w sieci mogą Cię ukarać i pozbawić nagród” – powiedział Yocom-Piatt. „Możesz także głosować na zmiany reguł konsensusu. Stanowi to mechanizm rozwiązywania sporów i podejmowania decyzji dotyczących najważniejszych kwestii w kryptowalucie”.

W najnowszym modelu Ethereum 2.0,

Blockchain rozwijałby się w blokach przy użyciu aktualnego algorytmu PoW, „Punkt kontrolny PoS wyznaczony jest co 50 bloków”. Zgodnie z wyjaśnieniami białej księgi finał ocenia się za pomocą sieci walidatorów PoS. W trakcie cyklu rozwoju protokół PoS napotkał szereg wyzwań, z których najtrudniejsze to tzw. „korupcja wsteczna” (posterior corruption), która może podważyć autentyczność blockchainu. Przykładowo grupa użytkowników na blockchainie może posiadać większość udziałów, a następnie sprzedać ten wkład. W systemie PoS podmioty te mogłyby nadal przechowywać klucze kryptograficzne, które dawały im władzę w przeszłości i wykorzystywać to upoważnienie do tworzenia nowego blockchaina lub „łańcucha ataku” poza głównym łańcuchem (zwanym rozwidleniem). W rezultacie wciąż byliby w posiadaniu swoich pieniędzy, jak gdyby nigdy ich nie sprzedano i mieliby kontrolę nad kierunkiem blockchainu.
„Jeśli łańcuch ataku odbiega od głównego łańcucha w dość niedawnym momencie, nie stanowi to problemu. Jeśli walidatorzy podpiszą dwa sprzeczne komunikaty dla dwóch przeciwstawnych łańcuchów, może to służyć jako dowód do ukarania ich i odebrania ich depozytów”– poinformował Buterin na Twitterze. „Ale jeśli rozbieżności miały miejsce dawno temu (atak niskiego zasięgu), napastnicy mogliby wycofać swoje depozyty. I zapobiegać karom w każdym z łańcuchów.”
Aby poradzić sobie z atakami dalekiego zasięgu, deweloperzy Ethereum wprowadzili zmianę wymagającą od klientów zalogowania się co najmniej raz na cztery miesiące. Wycofanie depozytów zajmie także cztery miesiące, pozbywając się tym samym zachęty umożliwiającej uniknięcia kary. Deweloperzy z Ethereum rozważali również inne algorytmy . Inspirowane tradycyjną teorią tolerancji wady bizantyjskiej, takie jak Consensus by Bet, ale ostatecznie porzucili je jako „zbyt ryzykowne”.

Shawn Dexter, analityk z Mango Research,

stwierdził, że najnowsza aktualizacja Ethereum wprowadziła zamieszanie, ponieważ większość informacji wyjaśniających znajduje się w sekcjach komentarzy na różnych forach. W wyjaśnieniu w zeszłym tygodniu Dexter ostrzegł nawet, że wiele może zmienić się pomiędzy obecnym stanem rzeczy, a kiedy wdrożony zostanie algorytm PoW/PoS i sharding. Casper i sharding prawdopodobnie nie zostaną wypuszczone razem, wyjaśnił Buterin, informując, że chociaż zostaną zaimplementowane w tym samym łańcuchu, któryś z nich może być opublikowany jako pierwszy. Oba zostaną zaimplementowane w nowej sieci nakładkowej znanej jako Beacon Chain. Buterin zakończył wątek na Twitterze, twierdząc, że nie ma jeszcze oficjalnego harmonogramu wdrożenia nowego mechanizmu konsensusu. W pewnym momencie stwierdził również, że Casper zostanie opublikowany w tym miesiącu; jego ostatni tweet ogłosił, że wymagane są jeszcze „formalne dowody, udoskonalenia specyfikacji i stały postęp w implementacji”, nad którymi prace rozpoczęły już trzy zespoły programistów. Martha Bennett, główny analityk z Forrester Research, ostrzega przed spekulacjami na temat daty wydania Ethereum 2.0. „Projekt konsensusu PoS wymagał kilku iteracji”, ogłosiła w mailu „i zwyczajnie nie będziemy pewni, dopóki nie zostanie wdrożony i nie będzie działać przez określony czas, czy będzie pracował w pożądany sposób, czy też nie”.
Kup Bitcoin Zainwestuj już dziś!
Wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych na zasadach określonych w polityce prywatności oraz polityce cookies. Jeśli nie wyrażasz zgody na wykorzystywanie cookies we wskazanych w niej celach, w tym do profilowania, prosimy o wyłącznie cookies w przeglądarce lub opuszczenie serwisu. Więcej Akceptuję