Консенсус Ethereum
Предыдущие части в хронологическом порядке (сверху вниз) :
Ethereum : Всемирный Компьютер
Основы компьютерных наук: Машины Тьюринга и полнота Тьюринга.
Виртуальная Машина Ethereum (EVM)
Руководство по процессу, который Всемирный Компьютер использует для координации, выполнения и обеспечения своей безопасности.
По мере выполнения транзакций Всемирный Компьютер записывает изменения в EVM и сообщает об этом в виде блока.
Каждый узел выполняет этот процесс локально, координируя свои действия с сетью и двигаясь в такт.
Давайте рассмотрим, как это происходит.
Мы начинаем с блокчейна, из которого EVM может загрузить все в память. Оттуда он может начать совершать транзакции.
Потенциальные транзакции выбираются из мемпула (буфер, где хранятся транзакции, ожидающие подтверждения) и объединяются вместе. Затем EVM выполняет все объединенные транзакции, создавая потенциальный блок.
Затем потенциальный блок отправляется в сеть. Другие узлы проверяют и одобряют потенциальный блок, добавляя его в свою копию блокчейна.
Сеть должна поддерживать единое исполнение на десятках тысяч узлов. Все должны продвигаться вместе, по одному блоку за раз.
Консенсус - это процесс, с помощью которого все узлы координируются, синхронизируются и создают экономическую безопасность.
В настоящее время сеть Ethereum успешно перешла на Proof of Stake (доказательство доли).
Однако долгое время использовался Proof of Work
(доказательство выполнения работы)
Ранее, ноды (майнеры), соревновались в решении головоломок, порождённых текущим состоянием блокчейна.
Первый майнер, решивший головоломку, передает созданный им блок в сеть, которая добавляет его в свою копию блокчейна.
Затем все приступают к следующей головоломке.
Прочитайте об Ethash, чтобы узнать больше об этих головоломках.
Знайте, что их трудно решить, но легко проверить. Даже при бесконечном количестве процессоров, выделенных на каждую головоломку, на ее решение уходит ~15 секунд! (в компьютерные годы это огромная цифра)
Важно отметить, что эта система работает по принципу "победитель получает все". Только первый майнер с правильным решением получает вознаграждение. Все остальные узлы отбрасывают свою работу и приступают к следующей.
Это не только сводит на нет усилия всех остальных, но и является причиной всех этих энергетических потерь.
Есть свои плюсы и минусы в PoW. Он хорошо служил своей цели в первые годы существования Ethereum.
Любой желающий мог подключить свой компьютер и начать добывать $ETH, широко распространяя его. Со временем конкуренция стала настолько жесткой, что выиграть могли только крупные пулы.
Переход с PoW к PoS был задуман с самого начала.
Виталик Бутерин писал об этом в 2014, еще до запуска Ethereum.
PoS начинается с обязательства каждого узла (валидатора): "Я буду играть по правилам".
Но это интернет, мы не полагаемся на обещания с анонимных IP-адрессов.
В PoS валидатор выбирается случайным образом и становится производителем блока.
Производитель блока выбирает транзакции из mempool (или откуда-либо еще), создает блок и отправляет его в сеть.
Валидаторы подтверждают достоверность нового блока, добавляя его в блокчейн.
Предложения по созданию блока вознаграждаются большим количеством $ETH, подтверждения - маленьким.
Сеть состоит из нод (узлов), каждый из которых может поддерживать несколько валидаторов. У валидатора на кону ровно 32 $ETH.
Развертывание большего количества валидаторов означает больше шансов быть выбранным в качестве автора предложения блока.
PoS сложнее и менее проверен в боях, чем PoW, и потребовалось много лет (и попыток), чтобы довести его до совершенства.
Однако у него есть значительные преимущества, особенно в отношении децентрализации.
Моя любимая аналогия - это бег.
PoW - это жестокое соревнование между всеми спортсменами, от маленького Миши до Усейна Болта.
Первый получает приз, второй-последний не получает ничего.
PoS - это договор о чередовании и разделе выигрыша, обеспеченный требованием на вашем балансе.
PoS также открывает важные технологические и экономические возможности
L2 становятся более мощными благодаря PoS от таких обновлений, как шардинг
И экономические выгоды, создаваемые Ethereum, не только доступны большему числу людей, но и доступны для DeFi через такие активы, как $stETH и $rETH.
PoW и PoS обеспечивают одну и ту же роль : координацию сети и экономическую безопасность.
PoW был для начального запуска, PoS предназначен для создания институтов.
Ethereum это Всемирный Компьютер, родной для интернета.
EVM и блокчейн говорят о Всемирном Компьютере. Системы консенсуса говорят с родным интернетом, координируясь без доверия и развиваясь в унисон.
Будущее за приложениями, которые вы создадите на его основе!