• Odbierz prezent
  • Odbierz prezent
casper etehereum proof of stake

Ethereum to potężna platforma służąca do tworzenia zdecentralizowanych aplikacji i eliminujących potrzebę zewnętrznej kontroli smart kontraktów. Sam ether, będący jednostką transakcyjną w blockchainie Ethereum, jest drugą kryptowalutą pod względem kapitalizacji, ustępując jedynie bitcoinowi i osiągając w szczytowym momencie kapitalizację powyżej 130 mld dolarów. Ether jest także najzyskowniejszą i najchętniej kopaną przy pomocy układów GPU kryptowalutą. Nic jednak nie trwa wiecznie, gdyż ekosystem Ethereum wciąż jest w fazie wczesnego rozwoju i w najbliższym czasie czekają go poważne zmiany. Jedną z nich, mogącą być uznawaną za najbardziej radykalną w krótkiej historii walut cyfrowych, jest rezygnacja z algorytmu konsensusu Proof of Work na rzecz Proof of Stake. Oznacza to m.in. że Ethereum nie będzie się można (a raczej nie będzie to opłacalne) dłużej kopać.

 

Kopanie nie ma przyszłości?

Ether jest obecnie kryptowalutą Proof of Work, co oznacza że do potwierdzania transakcji w sieci i do wydobywania nowych jednostek kryptowaluty (udzielanych jako nagrody za wydobycie bloku) potrzebni są minerzy (górnicy), którzy przy wykorzystaniu swoich koparek GPU i [od niedawna również ASIC] zapewniają bezpieczeństwo i stabilność sieci. Koparki nieustannie wykonują obliczenia, mające na celu odnalezienie właściwego ciągu cyfr (funkcji hashującej), co jest niezwykle zasobożerną i tym samym prądożerną operacją, dodatkowo generującą mnóstwo energii cieplnej, którą również należy neutralizować.

Czytaj także: Algorytmy konsensusu blockchain - do czego służą i na czym polegają?

Od kilku lat znany jest koncept bitcoina – wirtualnej waluty opartej o blockchain oraz sieć rejestrów rozproszonych. Na jej podstawie powstało zarówno wiele nie wnoszących nic nowego kopii, jak i sporo projektów, które były innowacyjne pod różnymi względami. Jedną z cech innowacyjności jest sposób w.. Czytaj
Algorytmy konsensusu blockchain - do czego służą i na czym polegają?

 

Co za tym idzie, kopanie kryptowalut jest procesem zużywającym ogromne (wciąż rosnące) ilości energii elektrycznej i skrajnie nieekologicznym. Sieć Ethereum zużywa obecnie niemal 20 TWh (terawatogodzin) rocznie, czyli niemal tyle, co Azerbejdżan, zamieszkały przez prawie 10 mln ludzi. Dla porównania, utrzymanie sieci Bitcoin pobiera obecnie ponad 70 TWh rocznie, co przewyższa całkowitą konsumpcję energii np. Republiki Czeskiej.

Tak potężny i wciąż rosnący pobór mocy elektrycznej oraz obliczeniowej implikuje również ogromne koszty utrzymania sieci.

Dla ścisłości należy jednak dodać, że Proof of Work jest uznawany za dotychczas najbezpieczniejszy i najbardziej sprawdzony model działania sieci zdecentralizowanych. Anthony Lusardi, jeden z głównych developerów Ethereum Classic, twierdzi że Proof of Work, obok bezpieczeństwa, obecnie gwarantuje również największą decentralizację.

 

pobór energii ethereum twh

Zużycie energii elektrycznej przez sieć Ethereum w terawatach na rok (TWh)

 

Dlaczego Proof of Stake?

PoS to algorytm konsensusu, w którym nie zachodzi proces kopania (miningu), a efektywność sieci nie zależy od mocy obliczeniowej (hashrate). Zamiast tego, uczestnicy sieci dokonują tzw. „stake’owania”, czyli blokowania/zamrażania konkretnej liczby monet na swoim węźle. Deterministyczny algorytm - na podstawie wysokości salda węzłów - określa, który z nich doda kolejny blok do łańcucha, inkasując nagrodę za nowy blok i opłaty transakcyjne z zapisanych w nim transakcji. Proof of Stake oznacza „dowód (wysokości) stawki”, dlatego też węzły, które posiadają („stake’ują”) więcej monet mają większe szanse na dodanie nowego bloku do sieci. Dzięki temu, że do potwierdzania transakcji w sieci PoS nie potrzeba ogromnej mocy obliczeniowej i zaawansowanego sprzętu, jest to nieporównywalnie tańsze w utrzymaniu i bardziej ekologiczne rozwiązanie (konsumpcja energii w sieciach PoS jest marginalna).

Oczywiście, nie oznacza to jednak, że konsensus sieci oparty na Proof of Stake jest pozbawiony wad - wg wielu osób z branży nie powstała jeszcze wersja PoS, mogąca w pełni zastąpić konsensus oparty na pracy minerów.

 

Proof of Stake jako mglista przyszłość walut cyfrowych

W powyższym akapicie opisałem główne powody, dla których developerzy wielu projektów, w tym również wspomnianego Ethereum, zwracają się w kierunku algorytmu Proof of Stake, zamiast stawiać na Proof of Work. PoS ma przed sobą wiele wyzwań związanych z zachowaniem bezpieczeństwa sieci, dystrybucji monet i skalowalności. Główne z nich to:

  • Sposób dystrybucji: skoro to stake’ujący użytkownicy utrzymują płynność i bezpieczeństwo transakcji, za co otrzymują wynagrodzenie, to kto i w jaki sposób otrzymuje tokeny na samym początku, skoro PoS zakłada brak procesu kopania? Większość kryptowalut operujących na różnych wariacjach PoS jest już „wykopana” (premined) w momencie startu sieci (np. NEM), co oznacza, że maksymalna podaż jest dostępna dla kupujących od samego początku istnienia projektu. W przypadku Ethereum problem ten rozwiązuje fakt, że projekt od początku był oparty na algorytmie Proof of Work, czyli pracy górników, stąd też w obrocie znajduje się obecnie niemal 100 mln etherów. Należy również pamiętać, że Ethereum w momencie startu 30 lipca 2015 otrzymało 11.9 mln etherów (premined) jako pulę w przedsprzedaży, co stanowi niemal 10% obecnej podaży.
  • Monopolizacja i centralizacja: właściciele węzłów posiadający największą liczbę monet będą potwierdzać najwięcej bloków i inkasować największe nagrody, tym samym zwiększając swoją dominację. Zarzut centralizacji można postawić również np. bitcoinowi i potężnym kopalniom ASIC, jednakże algorytm PoW ma charakter losowy, przeciwnie do PoS, gdzie nie ma miejsca na przypadek. Jest to jeden z najpoważniejszych zarzutów wobec Proof of Stake i jednocześnie duże wyzwanie dla developerów
  • Atak 51% - podobnie jak w przypadku algorytmu PoW, gdzie nie można dopuścić, aby ktokolwiek posiadał więcej niż połowę całej mocy obliczeniowej (hashrate), w PoS również żaden węzeł nie powinien posiadać ponad połowy monet znajdujących się w obiegu. W przypadku Ethereum zgromadzenie niemal 50 mln ETH na jednym węźle jest praktycznie niemożliwe ze względu na płynność całego rynku i koszty takiej operacji.

 

 

Casper - przyjazny duszek

Koncepcja przejścia sieci Ethereum na Proof of Stake była rozwijana już od końca 2014 r., zaś sam projekt Casper, umożliwiający taką operację, został szczegółowo opisany w sierpniu 2016 r. na oficjalnym Blogu Ethereum. Wedle jego założeń, potwierdzanie transakcji i tworzenie nowych bloków zostanie przejęte przez tzw. „zabezpieczonych validaotrów” (węzłów potwierdzających), którzy zabezpieczą (zamrożą) konkretną liczbę etherów. Validatorzy mogą zostać ukarani stratą części swojego zabezpieczonego depozytu w przypadku próby potwierdzania transakcji, które zostaną uznane przez protokół za niepoprawne, co ma chronić m.in. przed ryzykiem podwójnego wydawania (double spending). Mówiąc prościej, za nieprawidłowości w sieci będą odpowiadać własnymi środkami, co nie ma miejsca w przypadku pracy górników.

Publiczny kod hybrydowej wersji Casper (Casper FFG) został opublikowany w październiku 2017 r., zaś jej założeniem jest przejście na hybrydowy model konsensusu sieci, obejmujący Proof of Work oraz Proof of Stake, mający przygotować społeczność na całkowita rezygnację z kopania, miedzy innymi obniżając nagrodę za blok dla minerów z obecnych 3 ETH na 0.6 ETH.

W ramach hybrydowego konsensusu Ethereum, co 50. blok (tzw. chceckpoint) będzie potwierdzany i dodawany do łańcucha przez validatora w ramach Proof of Stake, zaś pozostałe będą potwierdzane przez górników w ramach Proof of Work. Validatorzy Proof of Stake również otrzymają nagrodę za blok, będzie ona jednak niższa niż 3 ETH dla minerów - początkowo będzie to 0.82 ETH, docelowo obniżone do 0.22 ETH przy pełnej implementacji protokołu Capser.

 

W maju 2018 r. twórca Ethereum, Vitalik Buterin, odpowiedział na zarzuty dotyczące domniemanej centralizacji sieci („bogaci będą wyłącznie bogatsi”) opartej na protokole Casper, ogłaszając że stopa zwrotu dla validatorów będzie maleć, wraz ze wzrostem ich zabezpieczonego (stakowanego) depozytu w ETH.

 

ethereum validator proof of stake

Stopa zwrotu dla konkretnych depozytów w ETH dla validatorów

 

Difficulty Bomb

Tzw. „bomba trudności” to algorytm zwiększający trudność wydobycia Ethereum, uruchomiony w 2015 r., mający na celu zmuszenie sieci do przejścia na, początkowo hybrydowe Proof of Work i Proof of Stake, docelowo zmierzając do całkowitego przejścia na PoS i eliminacji procesu kopania. Difficulty Bomb prowadzi do nastania momentu, nazwanego „Ice Age” (epoką lodowcową), w którym kopanie Ethereum stanie się całkowicie nieekonomiczne ze względu na wzrost trudności. Samo działanie algorytmu było już wielokrotnie odraczane (pierwotnie Casper miał być gotowy na początku 2017 r.), ostatnim razem w ramach hard-forku o nazwie Byzantium, który odbył się w październiku 2017 r.

 

Czytaj również: Ethereum Classic rezygnuje z Proof of Stake?

Czytaj także: Ethereum Classic już bez „Difficulty Bomb”. ETC przechodzi hard fork

Ethereum Classic zostało poddane udanemu hard forkowi, którego głównym założeniem było usunięcie „Difficulty Bomb” i całkowite odcięcie się od wizji rozwoju, jaką tworzy społeczność Ethereum (ETH).   Bomba rozbrojona Do modyfikacji doszło we wtorek 29 maja w bloku o numerze 5900000, a doprowadził.. Czytaj
Ethereum Classic już bez „Difficulty Bomb”. ETC przechodzi hard fork

 

Serenity zrewolucjonizuje Ethereum?

Samo przejście sieci Ethereum na Proof of Stake to jeden z kluczowych elementów wizji rozwoju projektu, zawarty w roadmap jako ostatni kamień milowy, nazwany Serenity. Po jego osiągnięciu Ethereum ma być kompleksowym, zapewniającym kompletność Turinga, w pełni rozwiniętym językiem programowania (Solidity) i zdecentralizowaną platformą, dającą możliwość programowania smart kontraktów, aplikacji i systemów. Innymi słowy ma być to skalowalna i ogólnodostępna platforma dla blockchainowych przedsiębiorstw i start-upów.

Start hybrydowej wersji protokołu Casper wiąże się z hard forkiem, jednak dokładna data jego wprowadzenia nie jest jeszcze sprecyzowana. Szacuje się jednak, że stanie się to jeszcze w 2018 roku.

Warto dodać, że 24 maja hybrydowy Casper FFG został uruchomiony w sieci testowej Ethereum Parity. Postępy prac oraz dyskusję developerów można śledzić na portalu Github.

 

Dobra zmiana

Rezygnacja z algorytmu konsensusu Proof of Work na rzecz Proof of Stake to w przypadku tak popularnej kryptowaluty jak Ethereum, nie tylko jeden z najważniejszych momentów w historii projektu, ale także jeden z większych kamieni milowych w krótkiej historii zdecentralizowanych systemów i walut cyfrowych. Jeśli wszystko się powiedzie, paradoksalnie spokój (z ang. Serenity) ma szanse wywołać kolejną rewolucję technologiczną w kryptowalutach. Jeśli Ethereum będzie w stanie bezkolizyjnie stać się skalowalnym i bezpiecznym systemem, który nie potrzebuje potężnych zasobów energetycznych do prawidłowego funkcjonowania, to możliwy jest scenariusz, w którym przyjazny duszek Casper będzie początkiem końca algorytmu Proof of Work i kopania kryptowalut.

Jest to możliwe między innymi dlatego, że to właśnie Ethereum jest obecnie najchętniej kopaną za pomocą układów GPU kryptowalutą, oferującą najbardziej zyskowny mining. Nie dziwi więc fakt, że  górnicy nie tylko nie są zwolennikami Proof of Stake, ale też zdają się marginalizować jego przyszły wpływ nie tylko na Ethereum.

Nie da się natomiast ukryć, że największe (najpopularniejsze i najwyżej kapitalizowane) kryptowaluty oparte na Proof of Work ze nie maja w obecnej formie szans na prawdziwie powszechną adopcję ze względu na koszty utrzymania sieci i zasobożerność w stosunku do przepustowości, którą oferują.

 

 

 


Darek Dziduch

Project Manager portalu FXMAG, prowadzący programy "Kurs bitcoina od zera", czy satyryczno-edukacyjny "Spółki czy spod lady". Edukuje w zakresie kryptowalut, promuje inwestycje ESG i śledzi nadużycia na rynkach finansowych. Zainteresowania rynkowe łączy z wiedzą z zakresu psychologii inwestowania, którą przemyca do swoich tekstów i nagrań

Przejdź do artykułów autora
Zamknij

Koszyk