Što je Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0, ponekad nazivan Eth2 ili Serenity, nadogradnja je Ethereum blockchaina. Njegov cilj je povećati brzinu, učinkovitost i skalabilnost Ethereum mreže, a da se pritom ne ugrozi njezina sigurnost ili decentralizacija. U tom pogledu, to je pokušaj prevladavanja takozvane 'trileme blockchaina' (široko prihvaćeno uvjerenje da blockchain mreže, u pogledu decentralizacije, sigurnosti i skalabilnosti, mogu optimizirati samo dvije od tri značajke istovremeno).

Ethereum 2.0 integrira nekoliko temeljnih promjena u strukturu i dizajn Ethereuma - kako tehničkih tako i ekonomskih. Dvije ključne promjene su prelazak na 'proof of stake' i dodavanje 'shardinga'.

Što je Proof of Stake?

Proof of Stake je vrsta mehanizma konsenzusa koji koriste blockchain mreže za postizanje distribuiranog konsenzusa. U mehanizmu konsenzusa Proof of Stake, sudionici koji su uložili kripto imovinu (ulaganje znači "zaključavanje" slanjem na određeni pametni ugovor) nasumično se biraju kako bi postali validatori koji predlažu nove blokove - i za to bivaju nagrađeni. Validatori tako preuzimaju ulogu koju drže rudari u Proof-of-Work sustavu. Sudionici koji krše pravila protokola podložni su gubitku, djelomično ili u cijelosti, svoje uložene imovine. Ovaj pristup mrkve i štapa osmišljen je kako bi potaknuo sudionike da pridonose validaciji i redoslijedu transakcija u blokovima u skladu s pravilima protokola.

Koje su prednosti Proof of Stake?

Najčešće navođene prednosti među Ethereum zajednicom za prelazak na Proof of Stake su sljedeće:

Poboljšana energetska učinkovitost. Budući da Proof of Stake ne zahtijeva od sudionika da posvete procesorsku snagu za Proof-of-Work hashing algoritam, troši drastično manje energije. Procjenjuje se da će Ethereum 2.0 trošiti manje od 1% energije koju troši Ethereum s Proof of Work.

Poboljšana sposobnost skaliranja podrškom za 'shard chains.' Shard chains (vidi dolje) povećavaju propusnost transakcija omogućujući mreži da stvara više blokova istovremeno. Dok u Proof-of-Work sustavu sharding smanjuje potrebnu hashing snagu za kompromitiranje svakog dijela mreže (time smanjujući sigurnost cijele mreže), u Proof-of-Stake sustavu to nije slučaj. Drugim riječima, prelazak na Proof of Stake potreban je kako bi se omogućilo sharding što, zauzvrat, može biti učinkovita tehnologija skaliranja.

Povećana decentralizacija. Budući da Proof of Stake uklanja rudarenje vođeno hash-snagom, potreba za velikim i kapitalno intenzivnim rudarskim farmama je eliminirana. U teoriji, to bi trebalo smanjiti prepreku za ulazak validatora, smanjujući rizik od centralizacije. Nadalje, zbog velikog broja shard chainova, potpuni prelazak na Ethereum 2.0 zahtijeva veliki broj validatora (više od 16.000). Pretpostavka je da će ovaj veliki broj validatora učiniti mrežu manje podložnom manipulaciji posebnim interesima.

Koji su nedostaci Proof of Stake?

Manje dokazan. Dok je Proof of Work testiran u borbi više od desetljeća u Bitcoinu i od 2015. u Ethereumu, Proof of Stake ima manji dosje. Iako je Proof of Stake korišten u brojnim javnim blockchainima bez incidenata, relativno visoka složenost njegove implementacije u Ethereumu znači da mogu postojati još nepoznate vektore napada ili ranjivosti.

Bogati postaju bogatiji. Uobičajena kritika Proof of Stake u Ethereumu je ta da, budući da praktički nema troškova rudarenja, i budući da što više ETH uložite, više nagrada primate, oni koji već imaju najviše kapitala će nastaviti akumulirati više kapitala. Nasuprot tome, iako je točno da je rudarenje Bitcoina vrlo kapitalno intenzivno nastojanje, profitna marža je uska. To znači da većina bitcoina koje zarade rudari mora biti prodana kako bi se pokrili troškovi rudarenja - a prodajući, rudari distribuiraju većinu novoizrudarenog Bitcoina (i naknada) širim sudionicima, čime se novi Bitcoin široko distribuira.

Što je sharding?

Sharding je tehnika skaliranja osmišljena kako bi značajno poboljšala učinkovitost i kapacitet blockchain mreže. Uključuje dijeljenje cjelokupnog stanja mreže u više manjih, upravljivih dijelova, poznatih kao "shardi". Svaki shard djeluje gotovo kao zaseban blockchain, sa svojim vlastitim setom bilanci računa i pametnih ugovora. Međutim, za razliku od potpuno neovisnih blockchaina, shardi komuniciraju i koordiniraju se međusobno kroz glavnu mrežu ili sloj koji osigurava sigurnost i konzistentnost podataka diljem cijele mreže.

U kontekstu Ethereuma 2.0, sharding ima za cilj riješiti skalabilnost raspodjelom odgovornosti za obradu podataka na više shardova. Svaki shard će moći samostalno obrađivati transakcije i pametne ugovore, čime se povećava ukupni kapacitet mreže. Početna implementacija shardinga u Ethereumu 2.0 očekuje se da će se prvenstveno usredotočiti na poboljšanje dostupnosti podataka, što će zauzvrat poboljšati skalabilnost rješenja drugog sloja omogućujući im da referenciraju podatke pohranjene na shard chainovima.

Validatori će igrati ključnu ulogu u sigurnosti i radu sharded Ethereum mreže. Nasumično će biti dodijeljeni različitim shardovima, osiguravajući da nijedan shard nije pretjerano pod utjecajem ili kontrolom specifične skupine validatora. Ova nasumična dodjela pomaže povećati sigurnost mreže čineći je otpornijom na koordinirane napade ili manipulacije.

Kako se Ethereum nastavlja razvijati, specifičnosti shardinga i njegove implementacije mogle bi biti dodatno usavršene.

Vremenski okvir Eth 2.0

Prijelaz prema Eth 2.0 je postupan, višefazni prijelaz koji se odvija prema sljedećem vremenskom okviru:

Beacon Chain. Uspješno implementiran u prosincu 2020., Beacon Chain je uveo mehanizam konsenzusa Proof of Stake (PoS), djelujući paralelno s postojećom Ethereum mrežom. Ova faza još nije obrađivala transakcije ili pametne ugovore, već je postavila temelje za novi PoS model konsenzusa. Uspostavljen je "beacon chain" za pohranu registra validatora i rad paralelno s Ethereum glavnom mrežom, ali tijekom Beacon Chain faze, Ethereum je nastavio oslanjanje na Proof-of-Work mehanizam konsenzusa.

The Merge. Završena u rujnu 2022., ova ključna faza vidjela je kako se originalna Ethereum glavna mreža, koja je radila na Proof-of-Work (PoW), besprijekorno spojila s PoS sustavom Beacon Chain-a. Ova tranzicija označila je kraj energetski intenzivnog rudarenja na Ethereumu, u potpunosti usvajajući PoS za sigurnost mreže i konsenzus. Kao rezultat, potrošnja energije Ethereuma značajno je pala, otvarajući put prema učinkovitijim i skalabilnijim blockchain operacijama.

Sharding. Nakon spajanja, Ethereum planira implementirati sharding kako bi drastično povećao kapacitet mreže i smanjio naknade za transakcije. Sharding će podijeliti mrežu na više dijelova (shardova), od kojih će svaki moći samostalno obrađivati transakcije i pametne ugovore. Ovo će proširiti ukupni kapacitet Ethereum mreže, omogućujući joj obradu mnogo više transakcija po sekundi i čineći je dostupnijom korisnicima širom svijeta. Početne faze shardinga će se usredotočiti na distribuciju podataka preko shardova, dok će kasnije faze težiti omogućavanju shardovima da samostalno izvršavaju pametne ugovore i upravljaju računima, dodatno poboljšavajući skalabilnost i učinkovitost mreže. Uvođenje shardinga se očekuje da će započeti u fazama.