Проекты работающие над масштабируемостью Ethereum

Масштабируемость – это термин, который часто используется при оценке возможностей любого блокчейна. Крипто-энтузиасты, трейдеры, разработчики и все, кто интересуется этой областью, внимательно следят за тем, сколько транзакций в секунду может обрабатывать блокчейн.

Хотя вопрос масштабируемости очень важен, также необходимо обеспечить, чтобы любая реализация технических обновлений все еще поддерживала децентрализацию, обеспечивала высокий уровень безопасности, предоставляла возможность для интеграции и взаимодействия.

Ethereum в сравнении

Давайте рассмотрим, насколько масштабируемость Ethereum можно сравнить с другими популярными блокчейнами топовых криптовалют, по рыночной капитализации. Приведенные цифры основаны на информации проектов и авторитетных источниках, а не на использовании потенциальных / ожидаемых транзакций в секунду (tps).

• Ethereum: от 15 до 25 tps
• Bitcoin: от 3 до 7 tps
• Ripple: 1500 tps
• EOS: 3,996 tps (среднее значение)
• Stellar: 1000 tps
• Cardano: от 5 до 7 tps

Потребуется немало времени, для того, чтобы сделать блокчейн Ethereum более масштабируемым. Также необходимо учитывать и другие факторы, не считая tps.

Например, криптовалюты, такие как Ripple и Stellar, более централизованы. Еще в июне 2018 года сообщалось, что у EOS было найдено 620 ошибок и других моментов, которые остались нерешенными. Тем не менее Ethereum также сталкивается с рядом проблем, помимо масштабируемости.

Рассматривая потенциал масштабируемости блокчейна Ethereum, нужно принять во внимание усилия всей экосистемы. Одним из очевидных преимуществ Ethereum, над другими блокчейнами, является его сообщество. Множество разработчиков, исследователей и проектов работают над инфраструктурными инициативами.

Как изменится сеть после внедрения Casper?

В 2018 году основная группа разработчиков Ethereum приняла решение прекратить работу над Casper FFG, гибридной моделью Pow / PoS, которую они разрабатывали в течение долгого времени. По словам Виталика Бутерина, команда предпочла работать над доказательством доли (PoS) и шардингом. Это означает, что Ethereum полностью сосредоточится на реализации PoS протокола Casper CBC.

Casper, на прямую, не оказывает влияния на масштабируемость сети. Однако, это можно рассматривать как фундаментальный компонент, на котором будут основаны все дальнейшие улучшения и расширения протокола Ethereum. Кроме этого, теперь скорость сети не будет столь значительно сдерживаться вычислительными мощностями майнеров, как это наблюдается в PoW сетях.

Справедливости ради, здесь стоит учитывать тот момент, что PoS действительно дает иногда и тысячекратный выигрыш по скорости обработки, а в ряде случаев практически убирая требования к мощности нод. Но в случае Ethereum на такой большой эффект надеяться, как минимум, сразу, не стоит – ведь основные нагрузки в сети идут от выполнения сложнейших смарт-контрактов (вспомним рынок предсказаний Augur, который на сегодняшний момент самая сложная смарт-система из всех развернутых в mainnet).

Raiden Network

Сеть Raiden, по мнению многих, является самым популярным внесетевым протоколом для улучшения масштабируемости Ethereum. Согласно веб-сайту проекта, технология платежных каналов Raiden является инновационной по ряду причин.

 

«Поскольку только два участника имеют доступ к депозиту в смарт-контракте платежного канала, такая реализация невосприимчива к атакам с двойными тратами, что обеспечивает безопасность транзакций».

Во многих отношениях подход Raiden аналогичен сети Lightning Network (решение масштабируемости в Bitcoin). Например, обе сети намерены достичь 1 000 000 tps, после внедрения. Однако, у них также есть немало различий. Каналы в Lightning ограничены по времени, в то время, как каналы Raiden могут существовать неограниченно долго. Raiden способен работать с меньшим количеством транзакций, что не скажешь о Lightning. Это означает, что комиссия за транзакции будет ниже. Между тем, Raiden способен проводить off-chain транзакции для всех ERC-20 токенов, в то время как Lightning ограничен только базовой валютой сети.

В середине 2017 года команда разработчиков Raiden выпустила Raiden v0.1.0 (Developer Preview). В июле 2018 года проект развернул Raiden на тестовой сети Ropsten с кодовым названием Icalo. В ноябре 2018 года команда объявила о выпуске решений Red Eyes Alpha Raiden Smart для сети Ethereum.

Plasma

Plasma – это серия контрактов, которые работают поверх главной цепи Ethereum. Решение использует иерархическую древовидную сетевую структуру дочерних цепочек, которая периодически передает информацию обратно в основную цепочку. В настоящее время плазма интегрируется как в Ethereum, так и в OmiseGO.

В августе 2017 года Виталик Бутерин и Джозеф Пун впервые представили концепцию Plasma Cash, решение, которое больше похоже на Lightning Network, чем на Raiden.

1 ноября 2018 года Elph объявила об успешном тестировании сайдчейнов Plasma Cash на тестовой сети Rinkeby. Это решение сочетает фреймворк Plasma с сайдчейнами Elph, для создания боковой цепи, которая имеет двухстороннюю связь. В ходе живой демонстрации, удалось достигнуть 6000 tps. Что еще более важно, этот сайдчейн включает в себя безопасность сети Ethereum и позволяет пользователям снимать активы, обратно, в Ethereum, если это необходимо. Он также поддерживает токены Ether, ERC20 и ERC721.

Sharding

Sharding – это метод разделения баз данных на более мелкие, быстро и легко управляемые части, называемые осколки. В традиционных технологиях баз данных, это можно представить как сеть серверов, которые хранят информацию, основанную на географическом местоположении каждого пользователя. Однако на практике, реализация масштабируемости через шардинг в блокчейне оказалась непростой задачей.

Традиционно для каждого узла требовалось передавать все данные в сеть. С реализацией шардинга, каждый узел будет иметь только часть данных для совершения транзакции. Это означает, что проектам нужно учитывать множество технических факторов, чтобы создать шардинг-сеть, которая обеспечивает тот же уровень безопасности, что и традиционные блокчейны в настоящее время.

Ethereum – не единственный проект, работающий над шардинг-технологией. Например, Zilliqa уже может похвастаться 2,828 tps благодаря шардингу.

Изучение и разработка шардингов для Ethereum

Несмотря на то, что Влад Замфир опубликовал в сентябре 2018 года концепцию шардинга в ETHBerlin, реализация этой технологии пока отложена. Тем не менее мы видим, что другие проекты в экосистеме Ethereum начали работу в этом направлении.

Например, еще в августе 2018 года Status объявил, что работает над проектом под названием Nimbus.

Nimbus – это исследовательский проект и легкий клиент для шардинга, а также технология следующего поколения Ethereum, направленная на повышение масштабируемости. Status также планирует оптимизировать доступ пользователя через Nimbus, добавив сначала мобильную реализацию в экосистеме клиента Ethereum.

Путь к Serenity (Ethereum 2.0)

На конференции Devcon4, Виталик Бутерин более подробно рассказал о Serenity, долгожданной фазе разработки Ethereum, цель которой объединить все исследования по масштабируемости в одно решение. По существу, Serenity можно рассматривать как «создание нового блокчейна, который полностью совместим с существующей сетью Ethereum».

Если все пройдет гладко, масштабируемость блокчейна Ethereum будет увеличена в 1000 раз. Более того, новой системе потребуется всего 1 ГБ для запуска полного узла вместо текущего требования 8 ГБ. Это позволит совершать транзакции со скоростью в менее, чем за 16 секунд. По словам Бутерина, Serenity будет разработан как «мировой компьютер, каким он и должен быть, а не смартфон с 1999 года, который может обрабатывать только 20 транзакций в секунду».

Предполагается, что Casper CBC должен быть готов к середине 2019 года, после чего внедрить шардинг планируется примерно в 2020 году.

Мы наблюдаем прогресс основной команды Ethereum и нескольких проектов в экосистеме. Некоторые из существующих технических решений, вероятно, более эффективны или ближе к реализации, чем другие. Существует выражение, что “альткоины это большой тестнет для Bitcoina”. Если смотреть только на технологическое разнообразие, то такая трактовка крипторынка вполне оправдана. На самом деле, многие технологические концепции стали воплощаться в код только недавно, буквально шагнув в мир финансов со страниц серьезных академических исследований. И как эти системы поведут себя в реальном мире, где множество участников стремятся реализовать лишь свои интересы, достойно отдельного исследования. Поэтому мы, в первую очередь, будем видеть реализации шардинга и новых протоколов зачастую в малоизвестных системах, которые не могут хвастаться капитализацией в миллиарды, но станут основной для обкатки решений. Вероятность того, что с такого эксперимента родится настоящий “убийца Ethereum” (или EOS, Cardano, Tezos – на ваш выбор) отнюдь не нулевая. И с каждым днем чуть больше…