Proof-of-Stake (PoS) — это тип согласованного алгоритма, с помощью которого участники сети криптовалюты стремятся достичь консенсуса. В криптовалютах, основанных на PoS, создатель следующего блока выбирается с помощью различных комбинаций случайного выбора: периода «замороженных» монет или богатства (то есть ставок).
Проще говоря, концепция Proof of Stake (PoS) гласит, что человек может добывать или проверять транзакции блоков в зависимости от того, сколько монет он держит. Это означает, что чем больше биткойнов или альткойнов принадлежит майнеру, тем больше у него майнинговых мощностей.
Простой принцип работы POS
Это похоже на консенсус Proof-of-Work в Биткойне, в котором майнеры выполняют дорогостоящие вычисления с помощью оборудования для майнинга, чтобы заработать монеты.
Если выбран пользователь, он будет проверять транзакции аналогично тому, как это делают майнеры в Proof-of-Work.
Сравнение POW и POS
Proof-of-Stake можно рассматривать скорее как механизм сопротивления атаке Сивиллы, он гарантирует, что люди создающие блоки действуют в наилучших интересах сети.
Всем, кто внимательно следил за Ethereum, хорошо известно, что сообщество уже довольно давно стремится перейти к Proof-of-Stake.
Особенности майнинга Ethereum в 2022 году
Изначально в блокчейне Эфириум используется алгоритм консенсуса Proof-of-Work (PoW) – доказательство работы. При таком механизме функционирования сети, создание и проверка новых блоков происходят путем решения математических задач. Этот процесс требует огромной вычислительной мощности. Он может выполняться при помощи специального оборудования:
- процессоров;
- видеокарт;
- ASIC (интегральная схема специального назначения).
Стоит учитывать, что в данном случае не имеются в виду процессоры и видеокарты от обычного ПК. Такое оборудование обладает значительно более высокой производительностью и создается специально для майнинга. Эта техника обеспечивает тот уровень вычислительных процессов, который нужен для решения криптографической задачи.
Как только задача решается, созданный блок принимается в общую цепочку. А тому, кто сумел получить решение, выплачивается вознаграждение. Такой же принцип добавления блоков используется и в блокчейне Bitcoin.
Основной недостаток Proof-of-Work заключается в том, что он вынуждает майнеров покупать дорогое оборудование. В отличие от блокчейна ВТС, разработчики Ethereum сделали этот процесс более доступным, так как в этой сети используется немного другой алгоритм хеширования – Ethash. Однако с ростом популярности криптовалюты Эфириум сложность ее добычи значительно возросла, и уже также требует огромной мощности.
Сегодня для майнинга ВТС нужно использовать только ASIC, и желательно собирать из них фермы для получения высокого хешрейта. Но для добычи монет в Эфире подойдут и графические процессоры (GPU) AMD и Nvidia. Так что потратиться на «железо» все равно придется.
Нужно отметить, что процесс майнинга в блокчейне Ethereum постепенно перестает быть справедливым. Майнеры с запасом средств покупают специальные интегральные схемы, предназначенные для добычи ETH. Это дает им возможность добывать блоки быстрее пользователей с графическими процессорами.
В итоге обычные майнеры с GPU стали недозарабатывать, и часть из них перешла на добычу других активов. Многие пользователи начали высказывать свое возмущение по поводу того, что в техническом документе Ethereum написано об устойчивости сети к ASIC-майнингу, а в реальности все иначе.
Единственный способ конкурировать с Асиками – это собирать фермы, которые не всем по карману. Альтернативный вариант – объединять свои технические мощности, формируя майнинг-пулы.
Переход Ethereum на PoS
Разработчики Эфира осознают факт проблемы со сложностью майнинга и планируют заменить механизм консенсуса. Приблизительно в 3-м квартале 2022 года блокчейн Ethereum перейдет на алгоритм Proof-of-Stake (PoS) – доказательство доли.
Это альтернативный способ добавления нового блока в цепочку. При его использовании отпадает необходимость в мощной технике – никаких сложных задач больше решать не нужно. Участвовать в добыче монет смогут любые пользователи, в том числе и с обычными ПК или смартфонами.
Несмотря на то что сложности с покупкой дорогой техники уйдут, появится новая проблема – необходимость иметь крупную сумму для стейкинга и майнинга, так как при использовании PoS больше шансов добыть блок у того, кто удерживает много монет. То есть в качестве доказательства используется доля активов (вместо решения задач). Соответственно, теперь у пользователей будет новая цель: получить больше токенов Эфира, чтобы повысить свои шансы на получение прибыли.
Помимо изменения алгоритма доказательства выполненной работы на доказательство доли, во второй версии Эфира появится шардинг. Так называется разделение единого набора данных и хранение его в виде множества баз. Основное преимущество шардинга заключается в том, что он позволяет увеличить скорость проведения транзакций в 64 раза.
Обновленная сеть будет называться Ethereum 2.0, а ответственность за ее безопасность возьмут на себя валидаторы.
Когда выйдет Эфириум 2.0 и зачем нужно обновление сети
Блокчейн Эфириума способен проводить до 15 транзакций в секунду, что в 2 раза быстрее, чем в сети Биткоин. Для сравнения — платежная система Visa обрабатывает 24 000 транзакций в секунду.
Чем больше становится пользователей Эфириума, тем больше операций конкурируют между собой за включение в блокчейн. Из-за этого растет нагрузка майнеров: для генерации новых блоков им требуется все больше вычислительных мощностей. Поэтому количество обрабатываемых транзакций может падать до 10 в секунду. Чтобы поддерживать работоспособность сети на текущем уровне, приходится увеличивать комиссии за транзакции.
Основное назначение обновления 2.0 — избежать проблем, связанных с ростом числа пользователей. Первое изменение, которое придумали разработчики — новый алгоритм консенсуса. Участники блокчейна согласовывают каждый новый блок перед его созданием. Безопасность этого процесса сейчас обеспечивает работа майнеров. В будущем это будут делать валидаторы — пользователи, которые внесли свой вклад на депозитный контракт. Если валидатор попытается нанести вред блокчейну, то просто лишится вложенных средств.
Второе изменение заключается в создании фрагментированных цепей. Пользователь блокчейна проверяет актуальность своей версии, целиком ее сравнивая. Чем больше блоков в блокчейне, тем длительнее этот процесс. Разделение блокчейна на фрагменты позволит проводить сравнение на небольшом участке. Эфириум 2.0 разделят на 64 фрагмента, что позволит создавать одновременно 64 блока вместо одного. Так время ожидания подтверждения уменьшится в несколько раз.
Цепочки блокчейна в каждом фрагменте работают независимо и сообщаются друг с другом только в случае необходимости. Так удается ускорить время подтверждения транзакций
В результате, Эфириум 2.0, как платформа для децентрализованных приложений, должна стать дешевле и быстрее предположительно в 64 раза. Такие изменения затронут не только разработчиков, но и всех участников криптоиндустрии, так как на блокчейне Эфириума работает большинство децентрализованных приложений. Поэтому криптосообщество ждет и регулярно интересуется, когда выйдет Эфириум 2.0.
Что делать майнерам ETH в 2021 году
Тем, кто добывает монеты на Ethereum 1.0, нужно задумываться о переходе к новому механизму консенсуса. До конца текущего года и в первой половине следующего ASIC и фермы видеокарт еще смогут приносить ETH. Но потом метод добычи в формате PoW перестанет быть доступным. В итоге купленную технику придется использовать для майнинга в других сетях. Некоторые эксперты ориентированы на переход к работе с такими криптовалютами, как Ravencoin и Ethereum Classic.
Если стоит цель добывать именно ETH, то уже сейчас стоит запасаться монетами, которые потом можно будет стейкать (замораживать). Без заблокированных токенов майнить Эфир и получать вознаграждение за работу валидатором не получится.
Валидаторы – это участники сети, которые проверяют сгенерированные блоки на соответствие требованиям блокчейна. Чтобы получить такой статус, нужно заблокировать 32 ETH. По текущему курсу ETH/USDT это примерно 140 тысяч долларов. А по курсу ETH/RUB – более 10 миллионов рублей.
Если проверяющий допустит в систему некачественный блок, он потеряет все заблокированные монеты. По этой причине никто из валидаторов не заинтересован в нарушении требований в пользу какого-либо участника сети. Все это должно сделать блокчейн Ethereum 2.0 ощутимо безопаснее.
По мнению разработчика Эфириума Тима Бейко, майнерам уже сейчас необходимо начинать процесс отказа от использования асиков и видеокарт. Постепенный переход к работе с новым механизмом консенсуса будет менее болезненным, чем резкая смена способа майнинга.
Определенные изменения были произведены уже в этом году. В августе разработчики запустили обновление EIP-1559. Теперь работа с газом автоматизирована. Кроме того, был запущен процесс сжигания токенов Эфира, за счет которого уменьшается количество монет в обращении. И это один из способов стимулировать майнеров к отказу от работы в режиме PoW.
Санкции для нарушителей правил сети
Существует три сценария, когда стейкеры подвергаются наказанию:
- Производитель блоков предлагает два конфликтующих блока в одном таймслоте.
- Отправка стейкером двух голосов, содержащих конфликтующие ссылки на переходы чекпойнт-блока на одной высоте блока.
- Подача двух голосов с перекрывающимися ссылками на переходы чекпойнт-блока. Например, голос, отмечающий переход от чекпойнт-блока 1 к чекпойнт-блоку 4 и переход от чекпойнт-блока 1 к чекпойнт-блоку 4, и голос, ссылающийся на переход от чекпойнт-блока 2 к чекпойнт-блоку 3.
Можно предположить, что это правило будет впоследствии заменено более логичным, согласно которому все ссылки на переходы блоков должны быть последовательными, однако не исключено, что честная нода может пропустить чекпойнт-блок, и результат последовательного голосования может оказаться легитимным. Вот схема, иллюстрирующая этот сценарий:
Источник: BitMEX Research
Плюсы и минусы перехода на PoS
Внедрение алгоритма консенсуса Proof-of-Stake в Эфириуме имеет ряд важных преимуществ:
- система станет более надежной за счет работы валидаторов;
- майнинг будет доступен пользователям с любым оборудованием;
- отказ от мощной техники снизит уровень потребления электроэнергии в процессе добычи блоков примерно на 99,95%;
- блокчейн Ethereum 2.0 станет ощутимо быстрее;
- возможность повышать свои шансы на добычу блоков за счет дорогой техники будет нейтрализована;
- в системе появятся новые роли (валидаторы), обеспечивающие дополнительный доход в форме комиссии за выполненную работу;
- за счет шардинга усилится эффект децентрализации;
- комиссии будут снижены в несколько раз.
В переходе Эфириума на PoS есть и свои минусы:
- необходимость в стартовом капитале для добычи блоков. При использовании PoS на эффективность майнинга прямое влияние оказывает количество заблокированных токенов;
- отсутствие возможности быстро вывести вложенные средства. Пользователям, планирующим стать владельцами токенов в Ethereum 2.0, нужно быть готовыми к тому, что монеты останутся заблокированными в течение 1—1,5 лет. Причина – время, необходимое для полноценного слияния первой и второй версии блокчейна Эфириум. Пока это объединение не закончится, вывести свои токены не получится;
- низкая доходность стейкинга. В сети, работающей на основе PoS, прибыль от заблокированных токенов будет находиться в диапазоне 1,8%—18,1% годовых. По словам разработчика Ethereum Джастина Дрейка, средний уровень прибыли от стекинга составит 5% в год. Для примера, на платформе Binance можно найти фиксированный стейкинг по ставке на уровне до 100% годовых.
Некоторые минусы можно обойти. Например, использовать сервисы, которые позволяют стейкать небольшие суммы в ETH. Но все равно есть риск того, что часть пользователей потеряет интерес к майнингу в формате PoS.
Низкая доходность может быть компенсирована значительным ростом стоимости токенов второй версии Эфира. Основная проблема Ethereum 1.0 сводится к низкой пропускной способности и высоким комиссиям. Все это мешает масштабированию проекта. На фоне таких минусов популярность набирают сети второго уровня, а также конкурирующие блокчейны (более легкие и дешевые).
После перехода на PoS и внедрения шардинга эффективность Ethereum выйдет на новый уровень. Сеть станет намного быстрее, комиссии сильно снизятся. По мнению аналитиков, такие изменения позволят блокчейну еще сильнее закрепиться на первых местах в рейтинге альткоинов.
Добыча ETH после слияния
Обновление блокчейна Ethereum должно решить 3 ключевых проблемы существующей сети:
- низкая скорость проведения транзакций из-за массивности системы;
- снижение уровня устойчивости цепочки блоков;
- высокие требования к технике для добычи ETH.
Таким образом, за счет внедрения механизма консенсуса Proof-of-Stake будет нейтрализована конкуренция между майнерами.
Тем, кто хочет быть валидатором, но не имеет на счету 32 ETH, можно воспользоваться услугами криптовалютных сервисов, обеспечивающих стейкинг с минимальными суммами. Например, на площадке Binance Staking есть специальный стейкинг-пул. Минимальная сумма для участия в нем составляет 0,0001 ETH. В долларах это 0,44 USD. Прибыль распределяется согласно долям участников. Еще один плюс работы через биржу заключается в том, что периодически можно получать бонусы при условии полной верификации. Доходность подобных пулов составляет 5—20% годовых.
Те, у кого есть в наличии 32 ETH, могут стать валидаторами сети напрямую. В таком случае монеты лучше хранить в аппаратном кошельке – пользоваться ими все равно не нужно. Чтобы получить статус валидатора, необходимо перейти на официальный сайт проекта.
Там понадобится выполнить следующие действия:
- кликнуть по кнопке «Стать валидатором»;
- изучить инструкцию (10 разделов), нажимая «Я принимаю»;
- выбрать один из предложенных клиентов Eth1 и настроить узел;
- снова прочитать 10 разделов инструкции по работе с Ethereum 2.0;
- выбрать клиента Eth2 и настроить узел;
- указать количество валидаторов, которые будут запущены: каждый обойдется в 32 ETH;
- выбрать операционную систему своего устройства и ОС для работы узла;
- подключить криптокошелек.
После этого пользователь станет валидатором и сможет получать криптовалюту ETH за подтверждение блоков.
Во второй сети схема генерации новых блоков будет отличаться, но принципы входа в майнинг останутся прежними: либо крупный стартовый капитал, либо присоединение к пулу для майнинга.
Односторонний мост
С момента запуска Beacon Chain параллельно работают две сети: Eth1 и Eth2. На начальном этапе пользователям предоставлена возможность конвертировать монеты Eth1 в Eth2, но не наоборот, так что в теории монеты должны торговаться по цене, меньшей либо равной монетам Eth1. Однако маловероятно, чтобы на ранних этапах новые монеты стали как-то оцениваться или приниматься на биржах, поскольку единственным вариантом их использования является стейкинг. Даже базовые транзакции между пользователями пока невозможны.
Перевод монет из Eth1 в Eth2, производится через смарт-контракт на Eth1. Этот смарт-контракт уничтожает монеты на Eth1, и затем запись об этом может быть использована в качестве подтверждения для выпуска новых монет на Eth2. Монеты сжигаются окончательно, хотя они могут быть восстановлены посредством изменения протокола через хардфорк.
Монеты, переведенные на Eth2, автоматически попадают в пул валидаторов.
