Полное руководство по обновлению Ethereum 2.0: путь от PoW к PoS

Почему Ethereum нужно обновление

Как самая важная платформа для умных контрактов в мире, Ethereum поддерживает процветание экосистем DeFi, NFT и других. Но с ростом числа пользователей сеть постепенно сталкивается с неизбежной проблемой — перегрузкой и высокими затратами. Увеличение количества транзакций напрямую приводит к росту Gas-фии, что делает участие обычных пользователей всё более сложным.

В долгосрочной перспективе, если Ethereum продолжит зависеть от механизма доказательства работы(PoW), требуемая вычислительная мощность будет расти экспоненциально, что неприемлемо как с экологической, так и с экономической точки зрения. В ответ на это возник Ethereum 2.0 — это не просто небольшое обновление, а кардинальная перестройка архитектуры.

Три ключевых изменения Ethereum 2.0

Переход с PoW на механизм доказательства доли(PoS)

Механизм доказательства работы защищает сеть за счет конкуренции майнеров в вычислениях, что, хоть и безопасно, но неэффективно и энергозатратно.

Механизм доказательства доли(PoS) использует совершенно иной подход — заменяет вычислительную мощность залогом активов. Любой пользователь, держащий 32 ETH, может стать валидатором, участвуя в управлении сетью и проверке блоков, получая за это награды. Такой механизм значительно снижает порог входа и энергопотребление, одновременно повышая демократичность сети.

Шардинг: горизонтальное масштабирование сети

Текущие узлы Ethereum должны хранить и обрабатывать всю историю транзакций, что становится узким местом масштабируемости. Шардинг разделяет всю сеть на несколько параллельных цепочек, каждая из которых обрабатывает лишь часть данных всей сети.

Эта инновационная идея позволяет нескольким шардам работать одновременно, значительно увеличивая пропускную способность. Представьте оживленную платную дорогу, которая превращается из одного окна в несколько параллельных каналов — эффективность возрастает в разы.

Блокчейн-стержень: центр распределенного консенсуса

Блокчейн-стержень — это координационный центр Ethereum 2.0. Когда множество шардинг-цепочек работают параллельно, необходимо обеспечить их синхронизацию и согласованность. Именно роль этого центра — обеспечить единый механизм консенсуса и синхронизации для всех шардов.

Без блокчейн-стержня данные шардов не смогут проверять друг друга и объединяться, а масштабируемость не станет реальностью. Поэтому блокчейн-стержень стал первым важным компонентом в дорожной карте обновлений.

Этапы реализации

Этап 0: запуск блокчейна-стержня (декабрь 2020)

Первый шаг Ethereum 2.0 уже выполнен. Блокчейн-стержень был запущен 1 декабря 2020 года и начал работать параллельно с основной сетью. Пока что шардинг-цепочки еще нет, но блокчейн-стержень уже принимает валидаторов через залоговые контракты.

На этом этапе валидаторы могут залогать ETH, но пока не могут снимать залог, так как система еще находится в разработке. В этот период блокчейн-стержень сосредоточен на накоплении достаточной базы валидаторов и достижении консенсуса через их участие.

Этап 1/1.5: запуск шардинга и перенос на основную сеть (начиная с 2021 года)

Этап 1 вводит концепцию шардинг-цепочек, валидаторы могут участвовать в создании блоков на шардах с помощью PoS.

Этап 1.5 — ключевой момент объединения — основная сеть Ethereum официально интегрирует шардинг-цепочки и начинает переход с PoW на PoS. Это уже не теория, а реальное изменение сети.

Мердж: официальное переключение механизма консенсуса

Мердж — это переломный момент в дорожной карте Ethereum 2.0. В этот момент весь механизм консенсуса сети полностью перейдет с PoW на PoS, а основная цепочка Ethereum объединится с блокчейном-стержнем.

Важно подчеркнуть, что мердж не вызовет форков. Ethereum продолжит существовать как единая цепочка, все исторические транзакции останутся в полном объеме, и пользователи не должны предпринимать никаких действий для защиты своих активов. Новые ETH будут создаваться и чеканиться валидаторами сети.

Этап 2: полноценный шардинг и интеграция умных контрактов

Последний этап — это создание полностью функционирующей сети шардинга, после чего Ethereum 2.0 станет официальной сетью Ethereum. Шардированные цепочки будут поддерживать умные контракты, разработчики DApp смогут без проблем развертывать приложения на Ethereum 2.0.

Этот этап планируется реализовать после мерджа.

Почему это обновление так важно

Ethereum 2.0 — не опция, а необходимость для выживания. Улучшения масштабируемости, энергоэффективности и экономики напрямую влияют на лидерство Ethereum в экосистеме Web3. Без поддержки PoS, шардинга и блокчейна-стержня Ethereum в конечном итоге столкнется с недоступностью, потеряет конкурентоспособность как ведущая платформа для умных контрактов.

Хотя полное развертывание займет время и может превзойти первоначальные ожидания, обновление уже идет полным ходом. Сообщество разработчиков Ethereum прилагает все усилия, чтобы эта трансформация, важная для будущего экосистемы, завершилась успешно.