Вы здесь

Шардинг: будущее блокчейна

В начале 2018 года основатель блокчейна Ethereum Виталик Бутерин рассказал о планах модернизации своей системы. По его словам, основные изменения должны коснуться снижения стоимости транзакций, увеличения их скорости, улучшения масштабируемости и снижения высоких затрат майнеров, связанных с алгоритмом PoW.

Шардинг: будущее блокчейна

Для решения этих проблем планируется переход на алгоритм консенсуса Casper (Proof-of-Stake), что значительно снизит стоимость транзакций. По мнению Бутерина, PoW-майнинг умирает, и будущее за нодами, на которых содержится большое количество криптовалюты. Такой переход создаст более защищенную систему, поскольку нодам выгодно поддержание работоспособности сети: любые попытки нарушения правил работы сети, хакерство или иной злой умысел будут караться баном и пользователь потеряет свои сбережения.

Вдобавок успешные атаки приводят к падению курса валюты, то есть нарушитель обесценивает собственные вложения, что лишает атаку смысла. Подобная экосистема будет сама поддерживать собственную работоспособность.

Еще одним нововведением станет шардинг — технология, которая позволяет распределить нагрузку сети, повысив ее масштабируемость, что достигается за счет распределения информации, хранимой в блоках. Таким образом, каждой ноде не требуется хранить всю информацию блокчейна, а лишь ту, которая касается непосредственно ее работы. Транзакции разделяются на шарды, отдельные части, и уже в таком виде распространяется по узлам для проверки. Сейчас блокчейн работает так, что каждая транзакция в полном виде отправляется во все узлы: в итоге их обработка занимает гораздо больше времени, а сами блоки занимают больше места.

Каждая транзакция в сети Ethereum тратит много ресурсов, и их общее количество значительно уступает конкурентам, оперирующим фиатными деньгами: сеть Эфира способна обрабатывать всего 20 транзакций в секунду. В то же время PayPal проводит 193 транзакции, а Visa — 1667. Однако с введением шардинга ситуация сильно изменится, уверен Бутерин.

Внедрение шардинга в Эфириуме разделит всю систему на множество подсетей, которые при этом активно сотрудничают внутри, но и имеют выход “наружу” для проверки транзакций, которые не входят в “сферу полномочий” этой подсети. В итоге каждый узел не тратит собственные ресурсы на содержание информации, совершенно его не касающейся.

Стоимость каждого байта в блокчейне Эфириума после введения PoS можно посчитать. Планируется введение 500 тыс. ETH в год за создание блоков, максимально возможный (теоретически) размер ноды — 500 ГБ, таким образом, 1 байт в блокчейне оценивается примерно в 0,000001 ETH/год. Смарт-контракт весом в 24 КБ обойдется пользователю в 0,024 ETH в год, по нынешнему курсу это около $11. Содержание кошелька, средний вес которого 250 байт, — 0.00025 ETH или $0.11.

Важно отметить, что это не поборы, собираемые с пользователей, а вознаграждения владельцам нод: так будет поддерживаться работоспособность сети Ethereum. Расчеты далеко не космические, и рядовой пользователь сети вполне спокойно может потратить подобную сумму — обслуживание банковских карт обходится дороже. Плюс для майнера это послужит мотивацией поддерживать работу ноды.

Еще одним нововведением станет алгоритм sleeping+waking, позволяющим удалять неиспользуемые смарт-контракты. Столь существенное нововведение позволит владельцам нод уменьшить вес блокчейна, тем самым снизив нагрузку на сеть.

Суть алгоритма заключается в том, что при создании смарт-контракта пользователь оплачивает время, которое контракт будет существовать в сети. Когда заканчивается срок, который был оплачен, действие контракта можно продлить, но если этого не сделать, то контракт “уснет” и освободит место в ноде (“sleeping”). В случае же, когда к контракту необходимо вернуться, его можно разбудить (“waking”). По мнению Виталика Бутерина, будущее за крупными стабильными смарт-контрактами, а не за множествами мелких.

Преимущества, которые принесет в себе шардинг, трудно переоценить, потому что общий размер ноды станет в сотни раз меньше. Да, до сих пор непонятно, сколько всего будет существовать отдельных подсетей, так что нельзя достоверно предсказать возможные последствия. Также не стоит забывать, что столь амбициозный и гигантский проект все еще требует решения множества конкретных задач.

Например, пока что непонятно, какой из узлов будет обрабатывать конкретный шард (осколок), — как в таком случае контролировать весь процесс транзакций остается загадкой.

Как минимум, необходимо разработать рабочий механизм, позволяющий двум узлам обмениваться информацией о находящихся у них шардах. Получается, что где-то должен будет находиться общий реестр всех шардов, а также механизм проверки достоверности каждого из этих осколков.

До сих пор не существовало подобной блокчейн-системы, однако очевидно, что Ethereum — идеальная площадка для проведения подобного эксперимента. В любом случае, внедрение алгоритма PoS положительно отразится не только на экономике системы, но и на внешнем мире, уменьшив общее энергопотребление майнерами Эфира.

Резюмировать это обновление можно двумя словами: Виталик — молодец! На самом деле переход на новый алгоритм без существенных изменений в работе всей сети просто невозможно себе представить, однако решение, которое принято создателем Ethereum, изменит будущее блокчейна. Уменьшение объема всей сети и ускорение транзакций без потери всех преимуществ блокчейна — это гениальное решение.

Открытым остается лишь один вопрос: что будут делать майнеры со своим оборудованием, когда все поймут превосходство PoS над PoW?

Категория: 
Биткоин для "чайников"
Технология: 
Голосов еще нет
330 / 0
Аватар пользователя Леонид Иванов
Публикацию добавил: Леонид Иванов
Дата публикации: ср, 08/08/2018 - 13:24

Что еще почитать:

Комментарии:

Valerian

Вроде все красиво написано о шардинге, но у меня есть вопрос если транзакция будет делиться и нода не будет полностью ее проверять, как это отразится на безопасности перевода криптовалюты?

ср, 08/08/2018 - 23:20

Жека

Виталик последовательно извращает идею блокчейна в централизованный подконтрольный инструмент. Траст у сегмента шардинга всегда будет меньше чем траст цельной цепи. И тем меньше, чем больше будет таких осколков. Ну а про PoS на нодах, Виталик же в твиттере заикался, что сможет в случае чего блокировать монеты неугодных узлов. Несите свои денежки!

пт, 08/10/2018 - 13:04

Добавить комментарий