Ethereum — в чем суть протокола Casper?

ethereum casper


Если вас интересует Эфириум или криптовалюты в целом, тогда вы должны знать о терминах PoS и Casper в сети Ethereum. Сейчас данных стало больше, ситуация прояснилась.

В этой статье представляем окончательное руководство к Касперу и как он в корне изменит Эфириум, но  сначала пройдемся по базису.

Проблемы PoW

Большинство криптовалют, включая биткоин, использую алгоритм «доказательство работы». PoW как процесс имеет следующие шаги:

  • Шахтеры решают криптографические задачи, чтобы «добыть» блок, который встроится в блокчейн. Этот процесс требует большого количества энергии и вычислительной мощности.
  • Когда оборудование справляется с задачей, майнер передает свой блок в сеть для проверки.
  • Проверка того, принадлежит блок цепочке или нет, является чрезвычайно простым процессом.

Это система, которую использовали Bitcoin и Ethereum (до сих пор). Однако в системе есть некоторые фундаментальные недостатки.

Проблемы с доказательством работы:

  • Прежде всего, доказательство работы является крайне неэффективным процессом из-за огромного количества энергии и мощности, которые он съедает.
  • Люди и организации, которые могут позволить себе более быстрые и мощные ASIC, обычно имеют больше шансов на прибыльный майнинг, чем другие.
  • В результате этого биткоин не так децентрализован, как было задумано. Давайте проверим график распределения хэш-мощностей:

Как вы можете видеть, ~ 65% хешета делится между пятью пулами!

Теоретически эти большие майнинг-пулы могут просто объединяться друг с другом и запускать 51% в сети.

Итак, чтобы решить эти проблемы, Эфириум будут использовать «Доказательство доли» как решение.

Что такое Proof of stake / PoS / Доказательство доли?

Доказательство доли сделает весь процесс добычи виртуальным и заменит майнеров на валидаторов — тех, кто подтверждает сеть.

Так будет работать процесс:

  • Валидаторы должны будут заморозить некоторые из своих монет в качестве ставки (доли).
  • После этого они начнут проверку блоков. Смысл в том, что когда они обнаруживают блок, который, по их мнению, может быть добавлен в цепь, они подтвердят его, поставив на него свою долю.
  • Если блок добавляется, то валидаторы получат вознаграждение, пропорциональное их ставкам.

Какие есть опасности:

Предположим, что майнер хочет сделать форк сети. Даже если он посвятит всю свою силу хэша, этого будет недостаточно, а других майнеров привлечь трудно. Все остальные по-прежнему будут продолжать майнить на оригинальной сети, потому что она более прибыльная и имеет меньше рисков. PoW дорог, поэтому нет смысла тратить много ресурсов на блок, который будет отклонен сетью. Следовательно, меньше вероятность форков.

Однако, когда вы вводите POS, все меняется. Если вы являетесь валидатором, можете просто направить свои деньги и в одну, и в другую цепь, не опасаясь последствий. Независимо от того, что происходит, вы всегда будете в выигрыше, несмотря на то, насколько опасны ваши действия. Это называется проблемой «ничего на кону».

Разработчики Ethereum изначально планировали перейти к доказательству ставки, о чем мы писали тут. Им нужен протокол, который мог бы реализовать PoS и смягчить проблему форков.

Отличия Casper от других PoS

Каспер — это протокол POS, который использует Ethereum. Главный разработчик Влад Замфир часто упоминается как «Лицо Каспера».

Casper реализовал процесс, посредством которого можно наказывать все вредоносные элементы в сети. Так будет работать PoS с Casper:

  • Валидаторы ставят часть своих Эфиров как долю.
  • После этого они начнут проверку блоков. Когда они обнаруживают блок, который, по их мнению, может быть добавлен в цепочку, они подтвердят его, поставив на него.
  • Если блок добавляется, то валидаторы получат вознаграждение, пропорциональное их ставкам.
  • Однако, если валидатор действует вредоносным образом и пытается сделать «ничего на кону», ​​он попадают в бан, вся доля будет снята.

Каспер предназначен для решения задачи византийских генералов.

Это криптографическая задача, в которой генералы могут быть предателями. Каждый из них получает приказ атаковать или отступать. Чтобы исход сражения был благоприятный, им требуется обмениваться информацией между собой. Решение задачи для любознательных.

Любой, кто является мошенником, сразу же будет наказан. В этом плане Каспер отличается от большинства других PoS-протоколов. Злоумышленникам есть что терять, поэтому невозможно, чтобы на кон не было поставлено ничего.

Это не единственный случай, когда Каспер наказывает валидаторов. Например, предусмотрены наказания для валидаторов, которые находятся оффлайн.

Каспер — это не один конкретный проект. Это объединение двух исследовательских проектов, которые в настоящее время ведет команда Ethereum:

  • Каспер — дружелюбный гаджет (FFG)
  • Каспер — дружелюбное приведение (CBC)

Casper FFG, или «Каспер» Виталика, — это гибридный механизм консенсуса POW и POS. Это версия Каспера, которая реализуется в первую очередь, чтобы облегчить переход к доказательству доли владения. Существует протокол проверки доли поверх стандартного доказательства работы. Таким образом, хотя блоки по-прежнему будут добываться с помощью POW, каждый 50-й блок будет контрольной точкой POS, он будет оцениваться валидаторами.

Каспер CBC, или «Каспер» Влада использует протокол по построению (CBC). В нем реализуется доказательство безопасности оракула, который зовется «идеальным противником».

Зачем нужен Ethereum Casper?

Помогает добиться децентрализации

Вот распределение хэшхетов майнинг-пулов в Ethereum:

Большая часть хешета сосредоточена в определенных пулах, что означает, у них всегда будет больше шансов добыть блоки и получить вознаграждение.

Поскольку они могут получить больше денег, они могут, следовательно, поставить лучшие и быстрые ASIC. Большие пулы всегда будут иметь преимущество перед отдельными людьми и маленькими пулами. Другими словами, богатые всегда будут богаче.

PoS делает майнинг полностью виртуальным. Однако это не единственный способ, которым PoS смягчает последствия централизации.

Крупные пулы смогут следовать экономике масштаба, как это делает стандартное крупное производство: больше размер выпускаемой продукции, меньше издержек на каждую единицу. Большой пул в расчете доллар к доллару может генерировать больший хешрейт. В случае с PoS — доллар всегда останется долларом.

Энергоэффективность

Большая проблема PoW — это энергия. Некоторые страны уже потребляют меньше энергии, чем уходит на майнинг криптовалют. В этом, например, биткоин проигрывает стандартным платежным средствам, типа Visa.

Таким образом, очевидно, что криптовалюта на PoW потребляет много энергии, и на ресурсы тратится много денег. Это также влияет на окружающую среду. Пока выделяемое тепло не используется рационально.

PoS не нужно столько энергии.

Экономическая безопасность

Самое большое преимущество, которое имеет POS, и особенно Каспер, — это его экономическая безопасность. Предположим, вы являетесь валидатором и у вас есть деньги, которые хранятся как доля в сети. В ваших интересах действовать по правилам сети. Вы не будете махинировать, потому что рискуете своими вложенными деньгами. Зачем вам атаковать сеть и наносить ущерб стоимости монеты, когда у вас много заблокированной валюты?

Масштабируемость

Способ, которым PoS собирается масштабироваться, — это шардинг.

По словам Влада Замфира, шардинг с PoW не невозможно, но сложно.

Шардинг — это термин, который был взят из систем баз данных. Предположим, у вас есть крупная громоздкая база данных сайта. Наличие такой базы не только не ускоряет поиск данных, но также препятствует масштабируемости. Итак, что вы делаете в этом случае? Берете базу и делите ее на части по какому-то признаку, из одной большой таблицы делаете ряд мелких (например по географическом признаку — пользователь из определенного города).

Шардинг делает обработку быстрее. Однако, если используется PoW, меньшие части будут подвергаться опасности: их легче перехватить из-за низкого хэширования.

Этот риск убирается в PoS, поскольку у него нет концепции добычи блоков.

Переход к POS

Самое веское замечание к протоколу PoS заключается в том, что он просто обогащает богатых. Чтобы стать валидатором, необходимо заблокировать значительную часть денег в качестве доли. Итак, если у вас больше денег в системе, вы получите больше денег. Однако это менее заметно, как в случае с PoW.

Речь не идет о том, будет ли алгоритм реализован или нет, речь идет о том, когда это будет. Мир никогда не видел полной реализации POS раньше. Peercoin делал подобное, и довольно успешно. Но у экосистемы Эфириума уровень выше.

Может быть, если Каспер будет успешно реализован, то другие криптовалюты последуют этому примеру и тоже сделают переход.