Чому The Merge не вирішив проблему масштабування Ethereum

Наймасштабніше в історії Ethereum оновлення The Merge відбулося 15 вересня 2022 року. Після семи років наполегливої праці розробників друга за капіталізацією криптовалюта перейшла на алгоритм консенсусу Proof-of-Stake.

Багато користувачів з нетерпінням чекали на апгрейд, вважаючи, що зі злободенною проблемою масштабування буде покінчено раз і назавжди. Проте виявилося інакше: швидкість та вартість транзакцій залишилися майже тими самими.

Ми розібралися в особливостях та значущості нещодавнього оновлення, розвіяли популярні міфи та окреслили майбутні плани розробників з удосконалення проєкту.

The Merge 101

The Merge являв собою злиття рівня виконання Ethereum (основної мережі, що працювала з моменту її запуску 30 липня 2015 року) з новим рівнем консенсусу — Beacon Chain. Оновлення прибрало необхідність у енергоємкому майнінгу. Безпека мережі тепер забезпечується за рахунок стейкінгу ETH.

“Це був по-справжньому захоплюючий крок у реалізації бачення Ethereum — краща масштабованість, безпечність та стійкість”, — зазначили розробники некомерційної організації Ethereum Foundation.

Завдяки відмові від Proof-of-Work енергоспоживання мережі знизилося на ~99,95%, згідно з порталом Ethereum.org. 

З 1 грудня 2020 року Beacon Chain працювала паралельно з основною мережею. Економічна активність відбувалася переважно у мейннеті на базі Proof-of-Work. У ньому виконувалися смартконтракти, зберігалися дані про акаунти, баланси та стан блокчейну.

Щоб користувачі краще розуміли процеси злиття та відмови від старого алгоритму, учасники некомерційної організації запропонували наступне порівняння:

“Уявіть, що Ethereum — космічний корабель, що запущений, але ще не готовий до міжзоряної мандрівки. Спільнота створила Beacon Chain, яка являє собою новий двигун та укріплений корпус. Після ґрунтовних випробувань настав час гарячої заміни старого двигуна на новий, прямо під час польоту”. 

Спочатку нова мережа не обробляла транзакції мейннету. Beacon Chain досягала консенсусу в контексті власного стану за участі валідаторів з їх коштами на балансах. Після інтенсивних та тривалих випробувань мережа “дозріла” до роботи з реальними даними, включно з транзакціями рівня виконання тощо.

«The Merge являв собою офіційний перехід до використання Beacon Chain в якості інструменту для виробництва блоків”, — зазначили в Ethereum Foundation.

Майнерів замінили валідатори, які тепер обробляють транзакції та пропонують блоки. Під час злиття збереглися всі попередні дані.  

The Merge суттєво вплинуло на динаміку емісії другої за капіталізацією криптовалюти, яка залежить від двох головних процесів: випуску та спалення.

Випуск монет означає створення нової криптовалюти. Спалення — знищення чи вилучення з обігу активів, що були випущені раніше. 

Темпи емісії та спалення монет визначаються динамікою ончейн-активності, а баланс між цими процесами робить криптовалюту Ethereum інфляційною чи дефляційною.

За спостереженнями аналітиків Ethereum Foundation, до злиття загальна добова винагорода майнерів становила ~13 000 ETH, а відповідний показник валідаторів — близько 1600 ETH. Рівень інфляції був близько 4,62%.

Після The Merge майнери вибули з участі у консенсусі, переставши отримувати прибуток. З урахуванням приблизно 1600 ETH на день емісія нових монет скоротилася на ~90%. Інфляція стала близькою до нуля (точніше — 0,24% на момент написання).

Валідатори відповідають за збереження даних, обробку транзакцій та додавання блоків у блокчейн. Їхні винагороди (чи штрафи) розраховуються та розподіляються кожну епоху тривалістю 6,4 хвилини.

Винагороди валідаторів продовжать накопичуватися на їхніх балансах до майбутнього хардфорку Shanghai. Після цього апгрейду кошти на акаунтах стануть доступними для виведення. 

“Це означає, що нова емісія ETH є ізольованою від ринку до оновлення”, — пояснили представники Ethereum Foundation. 

Проте, за їхніми словами, усі стейкери не зможуть одночасно вивести кошти.

“Для забезпечення стабільної роботи Ethereum обмежено кількість валідаторів, які одночасно виводять монети. Лише шість з них можуть вийти в межах цієї епохи”, — підкреслили розробники. 

Спалення ETH — процес, який є протилежним до випуску криптовалюти. Цей механізм впроваджений під час хардфорку London.

Для виконання транзакції в мережі Ethereum користувач має сплатити мінімальну комісію (base fee). Збори потім спалюються, виводячи ETH з обігу та таким чином зменшуючи ринкову пропозицію криптовалюти. 

Система може штрафувати валідаторів за перебування офлайн чи порушення роботи, що загрожує безпеці мережі. Подібні штрафи призводять до зменшення об’єму ETH на балансах учасників ринку та знижують пропозицію активу.  

“Крім того, The Merge заклало ґрунт для подальших покращень масштабування, неможливих при алгоритмі Proof-of-Work. Ethereum став на крок ближчий до досягнення повноцінного масштабування, безпечності та стійкості”, — зазначили у Ethereum Foundation.

Популярні міфи

Деякі учасники ринку впевнені, що The Merge мало знизити транзакційні комісії, проте зробити це не вдалося. 

За словами представників Ethereum Foundation, нещодавнє оновлення призначалося для зміни механізму консенсусу, але не зниження витрат користувачів на газ:

“Комісії залежать від транзакційного попиту та пропускної спроможності мережі. The Merge відмовилося від Proof-of-Work на користь алгоритму консенсусу Proof-of-Stake, проте суттєво не змінило якихось параметрів, які безпосередньо впливають на продуктивність мережі”. 

Розробники підкреслили, що дорожня карта розвитку Ethereum сфокусована на рішеннях масштабування другого рівня з акцентом на Rollups, а перехід до Proof-of-Stake — найважливіший крок до її реалізації.

Багато хто очікував, що The Merge суттєво прискорить транзакції у мережі Ethereum.

“Незважаючи на незначні зміни, швидкість транзакцій на першому рівні приблизно така ж, як і до злиття”, — підкреслили розробники. 

Історично на Proof-of-Work нові блоки створювалися приблизно кожні 13,3 секунди. На базі Proof-of-Stake таймслоти з’являються з інтервалом у 12 секунд, надаючи валідаторам можливість опублікувати блок. 

“На новому алгоритмі блоки виробляються на ~10% частіше, ніж за Proof-of-Work. Це досить незначна зміна, яку навряд помітять користувачі”, — зазначили у Ethereum Foundation.

Також існувала думка, що після The Merge стане доступним виведення ETH зі стейкінгу. Проте ця опція з’явиться після апгрейду Shanghai, через 6-12 місяців. Як вже було сказано, стейкери не зможуть одночасно розблокувати монети.

За словами розробників, “чайові” за транзакції та надходження від MEV зараховуються на контрольований валідаторами нестейкінговий акаунт, будучи ліквідними монетами.

Surge, Verge, Purge та Splurge

Напочатку минулого грудня засновник Ethereum Віталік Бутерін привітав учасників ринку з річницею запуску Beacon Chain та опублікував діаграму оновленої дорожньої карти розвитку проєкту.

Happy birthday beacon chain!

Here's an updated roadmap diagram for where Ethereum protocol development is at and what's coming in what order.

(I'm sure this is missing a lot, as all diagrams are, but it covers a lot of the important stuff!) pic.twitter.com/puWP7hwDlx

— vitalik.eth (@VitalikButerin) December 2, 2021

Окрім The Merge, вона містить й інші важливі етапи: Surge, Verge, Purge та Splurge.

Реалізація The Surge запланована на 2023 рік. Вона передбачає впровадження шардингу, який поділяє блокчейн на частини (“шарди”) для підвищення масштабування мережі.

2. THE SURGE (2023)

The introduction of Sharding on Ethereum.

Sharding splits a blockchain's entire network into smaller partitions, known as "shards."

This will significantly increase the network's scalability. pic.twitter.com/KILB9bdZAh

— Miles Deutscher (@milesdeutscher) July 22, 2022

“Початковий план полягав у роботі над шардингом до The Merge для вирішення проблеми масштабування. Проте на тлі буму рішень другого рівня пріоритет змістився до переходу на Proof-of-Stake”, — зазначили представники Ethereum Foundation. 

Ми звернулися до співзасновника 1inch Network Антона Букова з питанням про те, що є актуальнішим та ефективнішим для підвищення продуктивності Ethereum — шардинг чи Rollups. 

“Кожне з цих рішень по-своєму масштабує Ethereum, але не вирішує проблеми масштабування DeFi, якому у його теперішньому вигляді не підходить неатомарна середа виконання”, — вважає він.

За його словами, наразі актуальнішим є Rollups, тому що “до шардингу ще роки”. 

“Проте в той же час шарди у їхній теперішній концепції навряд зможуть тягатися за пропускною спроможністю з роллапами. Я б не сказав, що концепція шардингу Ethereum є фіналізованою. Тому й порівнювати поки що не зовсім коректно”, — додав співзасновник 1inch Network.

Потім має відбутися The Verge, де будуть представлені дерева Веркла. Як пояснив Бутерін, вони виконують аналогічну з деревами Меркла функцію — агрегують усі транзакції в блоці та виробляють докази у контексті усього набору даних для користувача, який бажає перевірити їх істинність.

“Головна властивість дерев Веркла полягає в тому, що вони є набагато ефективнішими відносно розміру доказів”, — зазначив засновник Ethereum.

Він вказав, що зменшення об’єму інформації буде достатнім “для забезпечення життєздатності stateless-клієнтів“. 

Загалом, цей крок спрямований на оптимізацію збереження даних та розміру ноди.

3. THE VERGE

Introduces verkle trees, a "powerful upgrade to Merkle proofs that allow for much smaller proof sizes."

This will optimise storage on Ethereum and help reduce node size. Ultimately, this assists $ETH in becoming more scalable. pic.twitter.com/5AphZ84EqL

— Miles Deutscher (@milesdeutscher) July 22, 2022

“В кінці-кінців, це допомагає Ethereum стати масштабованішим”, — підкреслив криптоінвестор та аналітик Майлз Дойчер. 

The Purge покликаний скоротити об’єм даних, що необхідні валідатору для зберігання. Такий підхід зменшить вимоги до “заліза” учасників мережі та підвищить загальну ефективність роботи системи.  

4. THE PURGE

Reduces the hard drive space needed for validators. This eliminates historical data and bad debt.

Streamlines storage, which in turn reduces network congestion. pic.twitter.com/WufVzh52ec

— Miles Deutscher (@milesdeutscher) July 22, 2022

Цей крок також спрямований на зведення до мінімуму перевантаження мережі, зробивши її продуктивнішою. За словами Бутеріна, наприкінці етапу Ethereum буде здатною обробляти 100 000 транзакцій на секунду. 

Наступна фаза — The Splurge — являє собою серію незначних оновлень, які мають забезпечити безперервну роботу мережі після попередніх кроків та спростити використання системи. Цей етап буде завершенням довгого та непростого шляху до масштабування Ethereum.

Позиції учасників спільноти 

Засновник Cardano Чарлз Хоскінсон впевнений, що перехід Ethereum на Proof-of-Stake не вплинув ані на продуктивність блокчейну, ані на операційні витрати, ані на ліквідність.

Eth 2.0 requires Shanghai which is next year minimum by their own release schedule. My prediction is still on target. You do understand that nothing has changed in terms of performance, operating cost, nor liquidity?

— Charles Hoskinson (@IOHK_Charles) September 15, 2022

«ETH 2.0 потребує як мінімум [хардфорку] Shanghai у 2023 році… Мій прогноз є незмінним. Ви розумієте, що нічого не змінилося?”, — написав він.

Співзановник 1inch Network вважає інакше. На його думку, пересічні користувачі вже відчули ефект від оновлення.

Пізніше Хоскінсон зовсім посварився з розробниками через The Merge. Він заявив, що перехід Ethereum на PoS є запізнілим. 

На його думку, у мережі другої за капіталізацією криптовалюти треба було імплементувати протокол Snow White, який одним з перших забезпечив комплексні формальні докази безпеки  PoS-алгоритмів. Також Хоскінсон звинуватив розробників Ethereum в ігноруванні Ouroboros — реалізованої у Cardano варіації блокчейну на базі Proof-of-Stake — протягом останніх п’яти років. 

Аналітики Chainalysis припустили, що ціна Ethereum може продемонструвати незалежну від інших цифрових активів динаміку після The Merge. На їхню думку, стейкінг зробить другу за капіталізацією криптовалюту схожою на облігації чи біржові товари.

В Chainalysis припустили “відокремлення” ціни Ethereum від інших активів після The Merge

Експерти прогнозують активне зростання зацікавленості з боку інституційних інвесторів завдяки очікуваній високій прибутковості ETH у порівнянні з традиційними фінансовими інструментами на кшталт облігацій. 

Згідно з Chainalysis, число інституційних інвесторів Ethereum (з балансами більше $1 млн у еківаленті) «невпинно зростає».

“Оновлення Shanghai дозволить виводити актив, що забезпечить більшу ліквідність для гравців та зробить стейкінг більш привабливим”, — сказано у звіті. 

Спеціалісти також згадали відмову від неекологічного майнінгу зі зниженням енергоспоживання “більш ніж на 99%”. Вони вважають, що це є ще однією комфортною умовою для інвесторів, які спрямовані на дотримання ESG-стандартів. 

Майк Брюн, який очолює кампанію проти кліматичних змін Change the Code/Not the Climate, у розмові з Time зазначив: 

«Ethereum продемонстрував, що можна перейти на енергоефективний протокол, який передбачає значно менше забруднення повітря, води та клімату».

Засновник ConsenSys Джозеф Любін розповів про перемовини з кількома “великими фінансовими установами”. За їхніми словами, інституціонали очікували на The Merge, щоб “взяти суттєву участь” у Ethereum.

Любін впевнений, що розробникам вдасться реалізувати всі етапи дорожньої карти, досягнувши значних успіхів у масштабуванні другої за капіталізацією криптовалюти.   

“Щоб досягти цього, потрібен час. Проте це приведе нас до архітектури з практично необмеженою пропускною спроможністю”, — підкреслив він.

Проте деякі біткоїн-максималісти критикують Ethereum та інші монети на Proof-of-Stake.

Dear Proof of Stakers,

The fact that you can vote on something to change its properties is proof that it's a security.

Love, Bitcoin

— Nick (@NickDPayton) July 11, 2022

“Шановні прихильники PoS. Факт того, що ви можете голосувати за щось, що здатне змінити властивості [системи], є доказом того, що це цінний папір”, — написав маркетолог проєкту SwanBitcoin Нік Пейтон. 

Віталік Бутерін назвав таку заяву “відвертою брехнею”. За його словами, Proof-of-Stake не передбачає голосування за параметри протоколу, як і Proof-of-Work.

Нерідко PoS критикують і за нібито “недостатню децентралізацію”. Наприклад, давній прихильник біткоїну Джиммі Сонг якось заявив, що механізм Proof-of-Stake не здатний вирішити задачу візантійських генералів. 

У відповідь Хоскінсон написав, що рівень “дурості” подібних заяв не піддається поясненню. 

The level of stupid here is beyond explanation https://t.co/2ARGkcpBgG

— Charles Hoskinson (@IOHK_Charles) July 4, 2022

На противагу критикам DeFi-дослідник Вівек Раман підкреслив, що PoS надасть Ethereum низку властивостей, які дозволять йому похитнути домінування біткоїну в криптопросторі.  

It is worth repeating: the ETH Merge is one of the most impressive engineering feats in blockchain history

Under a fully PoS regime, #ETH will have the economic structure to increase security, scale with L2s, grow its DeFi and NFT platforms, and overtake #BTC's throne

(11/11)

— VivekVentures.eth 🦇🔊 (@VivekVentures) July 10, 2022

Він назвав The Merge однією з найвражаючих розробок у історії блокчейну. 

Антон Буков припустив можливість так званого The Flippening у 80% до 2025 року.

“Без сумнів, біткоїн є першою та основоположною технологією розподіленого реєстру, але Ethereum без перебільшення можна назвати наступним поколінням блокчейну”, — вважає розробник. 

На його думку, Ethereum став лідером за інноваціями та прагне “стати блокчейном третього покоління”.

Проте існують різноманітні ризики, зокрема й регуляторні. Нещодавно глава SEC Гері Генслер припустив визнання криптовалют на PoS цінними паперами. 

“У 2022 році вперше виникла справжня, а не ілюзорна небезпека цензури транзакцій та блоків. Як PoW-, так і PoS-консенсуси не мають спеціальних технічних засобів захисту від цензури”, — зазначив Буков.

За його словами, багато розробників замислилися над цим питанням. Можливо, через деякий час з’явиться “елегантне технічне вирішення цієї проблеми”.

Деякі учасники спільноти впевнені, що Ethereum не можна назвати дійсно децентралізованим на тлі явного домінування Lido та Coinbase у сегменті ліквідного стейкінгу. 

Співзасновник 1inch Network вважає, що децентралізацію можна розуміти по-різному:

“Залежить від того, що більш за все подобається у децентралізації. Якщо мова про цензуростійкість, то данкшардинг частково вирішує цю проблему”. 

Розробник підкреслив, що якщо сервіси ліквідного стейкінгу будуть зловживати довірою користувачів, вони можуть досить швидко втратити значну частину своєї ліквідності. 

Все більш популярним стає MEV — засіб отримання майнерами чи валідаторами додаткового прибутку шляхом зміни порядку транзакцій перед затвредженням нового блоку у мережі. 

Розробник Еліас Сімос, який дослідив перші 24 500 блоків після The Merge, дійшов висновку, що 18% з них були добуті з використанням модифікованого механізму під назвою MEV-Boost. 

На питання, чи продовжить зростати дохід валідаторів від MEV на тлі зростання популярності MEV-Boost, співзасновник 1inch Network відповів:

“У короткостроковій перспективі — так, у довгостроковій з’являється все більше рішень, як протистояти MEV. Я очікую, що протягом п’яти років ця проблема буде майже повністю вирішена”. 

Висновки

The Merge не лише зробив криптовалюту Ethereum енергоефективною та практично усунув інфляцію, але й заклав підґрунтя для майбутніх масштабних оновлень.

Шардинг хоч і залишається актуальним, головна увага розробників сфокусована на Rollups та інших технічно складних рішеннях. Знадобиться значний час для повноцінного масштабування другої за капіталізацією криптовалюти. 

Існують різноманітні ризики, зокрема регуляторні. Наприклад, глава SEC впевнений, що індустрія потребує “поліцейського”, а криптоактиви на PoS мають властивості цінних паперів. 

Навряд шлях до реалізації усіх запланованих розробниками змін буде легким. Спільнота має запастися терпінням та приготуватися до майбутніх злетів та падінь ціни Ethereum. Також важливо пам’ятати, що ведмежий ринок зазвичай сповнений важливими розробками та загалом є корисним для індустрії. 

Читайте біткоїн-новини ForkLog UA у нашому Telegram — новини криптовалют, курси та аналітика.