Введение
Ключевой особенностью любой криптовалюты является высочайшая степень защиты системы, позволяющая ей обходиться без центрального управляющего звена, находясь в открытом для пользователей доступе. Ключевой системой безопасности подобных систем является механизм проверки с подтверждением того, что проверка действительно производилась. В основном для этих целей используется PoW майнинг, который является оплачиваемым добровольным и ресурсоёмким мероприятием, требующим от майнеров вложений денег в оборудование и постоянных затрат на электроэнергию.
Но вместе с тем, способ проверки блоков транзакций через проверку выполнения работы не является единственной возможностью безопасно распределить проверки по множеству участников сети. Уже сейчас реализовано несколько криптовалют на алгоритме проверки владения частью монет, известном как PoS. В том числе есть и примеры реализации совместного использования двух этих алгоритмов.
Для Ethereum запланирован переход с PoW на PoS в 2018 году. Об этом и поговорим в рамках данного материала.
Теория
Подтверждение блоков
Для распределённых приложений, коими являются все криптовалюты, характерно использование распределённых проверок правильности всех транзакций сети. Происходят эти проверки на уровне блоков, в которые эти транзакции объединяются по определённому правилу. Исполнителями проверок являются добровольцы - майнеры, которые выполняют такую работу на возмездной основе.
Если сказать всё это более простым языком, взяв для примера систему биткойна, то, когда будет сделано, допустим, 120 переводов денег различными участниками, система возьмёт сотню переводов и сформирует из них блок, который начнёт проверять множество майнеров (желающих получить вознаграждение).
Основной задачей майнеров является проверка правильности всех переводов блока, чтобы никто не потратил денег больше чем у него есть. При этом майнеры подтверждают, что они действительно выполнили проверки. Подтверждают они в соответствие с алгоритмом подтверждения PoW, путём разгадывания сложной ресурсоёмкой загадки – отгадывания хэша определённой сложности. Это гарантирует независимые проверки в сети, поскольку никто не выбирает проверяющих, а вся процедура выбора основывается на конкурентности между майнерами. В таких системах, у кого больше вычислительных мощностей, тот и скорее отгадает загадку и откроет следующий блок, получив за него вознаграждение.
Но подтвердить выполнение проверки можно и иначе. Совсем не обязательно заставлять всех майнеров делать проверки одновременно. Можно заложить алгоритм выверки блоков в “приложение блокчейна” (называйте как хотите – центральную программу биткойна, EVM эфириума и т.д.) и отсылать блоки на проверку участникам сети в соответствие с каким-либо алгоритмом. Например, с вероятностью прямо пропорциональной сумме криптовалюты на кошельке участника, проверив при этом, что бы блокчейн участника был в актуальном состоянии.
Особенность PoS
PoS, или Proof-of-Stake (подтверждение доли) это алгоритм формирования блоков, при котором вероятность того, что блок будет сформирован тем или иным участником сети прямо пропорциональна его доле владения в общем объёме эмиссии данной криптовалюты.
Мощность оборудования при таком подходе не играет никакой роли. Важен лишь объём участия в данной валюте. Т.е. если вы владеете 5% от суммарного количества, то вы будете в среднем открывать 2% новых блоков.
При этом никто не мешает использовать PoS наравне со стандартным подтверждением работы. Такой подход используют, например, валюты EmerCoin или Nxt.
Разновидностью PoS является алгоритм доказательства важности участника. Наравне объёма участия в нём учитывается активность аккаунта участника (количество сделок) и время доступности участника в сети.
Под важностью в данном случае понимается вклад участника и доверие к нему. Так, если у участника много валюты на счету, то снижается влияние двух оставшихся параметров на вероятность открытия участником очередного блока и получение вознаграждения. Обратное также верно.
Достоинства и недостатки PoS
Конечно же, у метода проверки PoS есть как свои сильные стороны, так и недостатки в сравнение с классическим подтверждением работы PoW.
Преимущества:
- Согласно теории атаки “51%”, необходимо иметь более половины всей криптовалюты у себя на счету, чтобы иметь возможность внести в блокчейн корректировку. Но такое наличие криптовалюты у атакующего в первую очередь скажется на его собственном благосостоянии.
- Накопление криптовалюты в руках зарабатывающих, должно привести к устойчивой дефляции с последующим ростом доверия и востребованности.
- Не требует фиатных затрат на электроэнергию или оборудование. Убираются лишние преграды на пути майнеров.
- Отсутствие конкуренции вычислительных мощностей, как при майнинге PoW. Соревновательный процесс и гонка по приобретению всё более мощного и дорогостоящего оборудования уступает место простому накоплению монет для участия в открытии блоков. Аппаратная составляющая более не важна.
- Отсутствие негативного влияния на экологию – энергопотребление всех майнеров биткойна сейчас находится по затратам примерно на уровне энергопотребления населения небольшой страны. С переходом на PoS данный негативный фактор становится не актуальным.
Недостатки:
- “Оседание” криптовалюты в руках, имеющих возможность её собрать, и как следствие, концентрация сети в руках немногих, или централизация сети.
- Деньги потянутся к деньгам, оставив за бортом участников с малыми сбережениями. При этом, с ростом курса будет всё сложнее войти в заработок “майнингом PoS”.
- Проблема “нечего терять”, требующая дополнительного решения со стороны создателей PoS (на практике такие решения есть). Суть проблемы в том, что генераторы блоков не расплачиваются за работу большой тратой ресурсов, голосуя за несколько ветвей блокчейна и могут пытаться совершать двойные траты средств бесплатно.
Как видите, с переходом на PoS следует ожидать роста курса криптовалюты за счёт того, что сам метод заработка на PoS подразумевает хранение монет, что ограничивает предложение на рынке и увеличивает спрос.
Дорожная карта Ethereum
Как уже отмечалось ранее, есть криптовалюты основанные на PoW, PoS или на комбинированной схеме подтверждения. Ethereum будет первым кто перейдёт с использования одного метода на другой. При этом подразумевается промежуточный этап с использованием обеих систем, когда изначально только 1 из 100 транзакций будет проверяться методом PoS. Данное соотношение будет постепенно меняться и закончится полным переходом к новой системе.
В экосистеме Ethereum предусмотрен ряд этапов обновлений, в числе которых и запланирован переход к PoS. Точно по датам ничего не известно, однако данные изменения примерно следует ожидать в 2018 году, после обновления под наименованием “Casper”.
Вся оставшаяся дорожная карта обновлений выглядит следующим образом:
1. Metropolis – множество технических доработок системы, которые должны пройти в два этапа.
1.1 Byzantium – данный хардфорк состоялся в середине октября и принёс ряд улучшений системы в вопросах скорости и безопасности. Также он отсрочил запланированное резкое увеличение сложности (бомбу сложности) для майнеров и снизил награду (эмиссию) за открытый блок с 5 до 3 ETH.
1.2 Constantinople – точная дата не известна, но планируется по прошествии пары месяцев вслед за Byzanttium. Подразумевает перенос логической структуры подтверждений подписей на сторону контрактов, которые сами теперь смогут расчитываться за GAS.
2. Casper – переход к PoS и есть основа данного этапа обновлений. Ожидается в 2018 году с гибридной системы PoW+PoS. Для участия в валидации блоков на начальном этапе будут привлекаться владельцы с объёмом монет не менее 1000 ETH. Для остальных будет предусмотрена возможность объединиться в пул для совместной работы. В более позднем периоде минимальная планка для самостоятельного участия будет снижена до 32 ETH. Ожидается дальнейшее замедление эмиссии криптовалюты, поскольку основу вознаграждения составят комиссии с транзакций.
3. Sharding – ожидается через 1 – 2 года вслед за Casper. Основная идея обновления в распределении подписей транзакций между валидаторами, которые будут подписывать только определённую часть. В рамках данного обновления планируется увеличение пропускной способности сети до скорости обработки транзакций как у Visa.
4. Plasma и Raiden – дальнейшее техническое усовершенствование, направленное на переход от записи всех транзакций в блокчейн к модели двусторонних подтверждений передачи данных и сети P2P платежных каналов и депозитов. Система направлена на минимизацию оплаты транзакций с дальнейшим увеличением пропускной способности.
Чего ожидать майнерам и инвесторам
Майнинг эфириума привычным методом всё ещё продолжается, хотя с переходом на PoS майнерам придётся переходить на другие монеты. Уже сейчас идёт уменьшение награды и увеличение сложности сети, делающее майнинг ETH не столь выгодным как ранее.
Для заработка эфириума придётся переходить к накоплению данной монеты с последующим её резервированием на счетах. Но точных дат кардинальных изменений пока никто не называет, и все спокойно продолжают работать.
Что касается курса эфириума, то он без сомнений будет расти с применением изменений каждого запланированного этапа дорожной карты.
Если переход на PoS эфириума окажется успешным, то аналогичные изменения следует ожидать и от остальных криптовалютных систем. Что может даже привести к устареванию метода PoW.
Выводы
Эфириум запланировал неплохие изменения в своём ближайшем развитии и это нельзя игнорировать, если вы работаете в криптовалютном направлении. Пристальное внимание следует сосредоточить на обновлении системы под наименованием Casper, которое запланировано уже на следующий год. Если всё пойдёт по плану, и если не будет серьёзных сбоев, мы сможем наблюдать предсказуемый рост курса монеты, на котором можно будет неплохо заработать на том же трейдинге.
В целом, изменения и новости запланированные эфириумом, выглядят многообещающими и, отчасти, революционными. Что будет в результате всех этих усовершенствований покажет только время.