Hlavní navigace

Proč proof of stake nutně hned nevyřeší současné škálovací problémy Etherea

29. 6. 2022
Doba čtení: 6 minut

Sdílet

 Autor: DepositPhotos
Síť Ethera čeká do konce měsíce, přesněji do výše bloku 15 050 000, další upgrade – Gray Glacier – související s přechodem na ETH 2.0 a proof-of-stake síťový konsensus. Nepřináší žádné technologické novinky, jen další odklad difficulty bomb, která tak nevybuchne dříve než v říjnu 2022.

Podobný odklad jsme již ostatně zažili s upgrady Byzantium, Constantinople, Muir Glacier, London i Arrow Glacier. O tom ale dnešní článek primárně být neměl. Je o tom, zdali nevkládáme do přechodu na ETH 2.0 přehnaná očekávání ohledně škálování sítě a tím pádem také její masové použitelnosti. Tedy alespoň ve své první fázi.

Zdá se, že po letech odkladů je od začátku plánovaná změna, tedy přechod na úspornější dosahování distribuovaného konsensu, konečně tady. Naplní ale od začátku všechna do něj vkládaná očekávání?

Pokud jde o samotné škálování, mohla by znít velmi stručná odpověď jako poměrně rezolutní ne. Realita je trochu složitější, ale přechod na Proof of Stake skutečně nepřináší v prvním okamžiku z hlediska škálování žádný podstatný rozdíl. Jenže to samozřejmě ani nemá. V první vlně jsou na řadě úplně jiné cíle jako redukce energetické spotřeby, snížení nákladů na dosahování zabezpečení sítě, což je hodně dvousečná zbraň, a zlepšení decentralizace.

Zejména poslední bod je zajímavý, protože na první pohled úplně nedává smysl, respektive není zcela intuitivní. Samotný staking alespoň v teorii vede k postupné systémové koncentraci bohatství – bohatí se stávají ještě bohatšími, což už jsme jako lidstvo mnohokrát zažili a nechceme to opakovat, jak říkává s oblibou autor knih Mastering Bitcoin, Mastering Ethereum a The Internet of Money Andreas Antonopoulos. Komunita okolo Etherea nicméně věří, že eliminace podstatné části nákladů spojených s udržováním a upgrady hardwarového vybavení pro mining povede k tomu, že se do validace zapojí mnohem více subjektů.


Další nápad, jak škálovat Ethereum: co jsou tajemné Rollups a jak mají pomoci
Přečtěte si také:

Další nápad, jak škálovat Ethereum: co jsou tajemné Rollups a jak mají pomoci

Vstupní bariéra zde ale leží jinde, a navíc díky DeFi skýtá spoustu prostoru pro manipulaci nebo alespoň nezamýšlené efekty, jak dokazuje třeba produkt stakovaných etherů (stETH) od Lido Finance. Jde o službu, která umožňuje kryptoměnu zamčenou v rámci stakingu dále používat v rámci obchodování (mechanismus takzvaného liquid stakingu). Na druhé straně je ale pravda, že proof of stake není na rozdíl od zcela záměrně energeticky náročného proof of work konsensu tak snadné zvenku podchytit, a tím pádem také zablokovat. To samé rozhodně neplatí pro těžební operace, které jsou například pro policii stejně snadno odhalitelné jako pěstírna marihuany. Určitý pozitivní dopad na decentralizaci a rezistenci vůči cenzuře tedy v případě PoS konsensů přeci jenom je. 

Tím jsme ale hodně odbočili, pomiňme nyní další lákavou odbočku a tou je diskuze na téma cena vs. kvalita bezpečnosti v PoW a PoS systémech, zájemce o problematiku můžeme odkázat třeba na sérii článků Veřejné blockchainy pod útokem, a podívejme se konečně na to, co skutečně PoS přináší pro budoucí škálování.

Pokud jde o samotný bezpečnostní rozdíl mezi PoW a PoS, tak jen připomeňme, že PoW odměňuje hlasující uživatele sítě za to, že dělají správnou věc, kdežto PoS spoléhá spíše na to, že vás může potrestat, pokud uděláte věc špatnou. U PoW systému musíte vynaložit vysoké náklady (čím vyšší, tím je síť bezpečnější), abyste získali odměnu, u PoS jsou naopak náklady na získání odměny nízké, ale systém tvrdě trestá za pokus o podvod.

Jak je to s tím škálováním

U samotného škálování v první fázi z uživatelského pohledu nedojde téměř k žádným viditelným změnám. Uživatelské aplikace poběží tak jako dřív a na developery nečeká žádný strašák v podobě nutnosti své kontrakty přepisovat nebo upravovat. Blockchain poběží prakticky totožně jako dosud, jediný drobný rozdíl je, že na místo současných zhruba 13 až 16 vteřin na vytěžení bloku bude interval mezi bloky zkrácen na 12 vteřin. To je ale zcela zanedbatelný rozdíl a hlavně jen návrat ke kořenům. První velká škálovací změna tak na nás čeká nejdříve v druhé polovině příštího roku, a pokud půjde všechno stejně hladce jako současný „Merge“, tedy přechod na ETH 2.0, tak možná ještě mnohem později. Řeč není pochopitelně o ničem jiném než o shardingu.  

Jak napovídá název převzatý z databázového světa, hlavní smysl shardingu je rozbít jeden bobtnající blockchain na množství menších částí – shardů. Když se sharduje běžná databáze, rozdělí se velká databáze na větší množství menších zlomků, které je možné následně snadno spravovat, a díky tomu rapidně vzroste rychlost přístupu k jednotlivým položkám. U blockchainu lze shardovat v zásadě dvě věci: zpracování transakcí nebo stav blockchainu. PoS Ethereum se snaží o obojí, výsledkem by měla být schopnost provádět přes 10 tisíc transakcí za vteřinu, a to bez rizika centralizace nodů.


Rošáda na trhu se stablecoiny? Chovají se během letošního medvědího trhu jinak
Přečtěte si také:

Rošáda na trhu se stablecoiny? Chovají se během letošního medvědího trhu jinak

Zjednodušeně řečeno, dnes každý node ověřuje každou transakci. To je součást bezpečnostního designu blockchainu a zajišťuje vysokou redundanci, aby síť fungovala i při výpadku své velké části, nicméně tím dochází ke značnému plýtvání se zdroji a vzniká předpoklad pro vytvoření úzkého hrdla (místa, kde se transakce shromažďují před vytěžením). Sharding pracuje s ideou, že se nody využijí efektivněji.

Síť se rozdělí na optimální počet shardů, který představuje rozumný kompromis mezi efektivitou a bezpečností, a každý z nich bude ověřovat jinou část čekajících transakcí. Protože na samotném řazení čekajících transakcí do bloku ani jeho velikosti se nic nemění, vzroste touto paralelizací průchodnost sítě. Shardování samozřejmě přináší i specifické nové problémy, jako jsou vytváření finálního stavu nebo detekce podvodů, ty ale pro zjednodušení tentokrát vynecháme.

I pokud se se shardingem nakrásně v druhé polovině roku 2023 setkáme, pořád nemáme se škálováním Ethereum sítě úplně vyhráno. Shardy totiž přidají síti nějaký ten extra prostor navíc, nevykonává se v nich ale žádný kód, což je alfa a omega celé Ethereum sítě. Proč je to problém? Síť Etherea se během posledních pěti let stala pro řadu aplikací v důsledku prakticky permanentního zahlcení a nízké propustnosti nesmyslně drahá.

Problém nedokázal vyřešit ani EIP 1559, který měl přinést předvídatelnější model výpočtu transakčních poplatků. Medvědí trh sice způsobil pokles zájmu o některé transakce, i tak ale představuje násobek poplatků z let 2019–2020 a také to znamená, že za průměrnou transakci zaplatíte v přepočtu několik dolarů. Podobně jako u bitcoinu totiž neplatíte jen za právo odeslat transakci do sítě, ale za každý přebytečný bajt informace, kterou do transakcí v síti posíláte.

BRAND24

Tento problém by mohly a také měly vyřešit takzvané Rollups, o kterých jsme na Lupě také nedávno psali. Dělají to, že zabalí více transakcí do jedné, čímž snižují transakční náklady. Jedná se de facto o blockchainy, které obstarávají kompresi dat tím, že sdružují transakce a výsledek ukládají do Ethereum sítě. Rollups mají navíc teoretickou velkou výhodu v tom, že mohou na rozdíl od shardingu fungovat již na současné síti.

Jenže je zde háček, přes první vlaštovky a 4 miliardy dolarů kapitálu zamčených uvnitř (samotné Ethereum má okolo 100 miliard) nejde zdaleka o hotový produkt a možná ani jen tak nepůjde. Rollups totiž představují druhou vrstvu, a jak už to tak u ní bývá, je jejich tvorba zcela ponechána na volném trhu. Zatím se můžeme setkat s poměrně malým množstvím spíše experimentálních implementací Optimistic Rollups – Optimism, Arbitrum a Boba Network – a s o něco větším množstvím zk-rollupů: dYdX, Loopring, Immutable X (L2 protokol primárně pro NFT) a ZKSync či ZKSpace.

Byl pro vás článek přínosný?

Autor článku

Externí spolupracovník serveru Lupa.cz a expert na blockchain a kryptoměny. Jako šéfredaktor v minulosti vedl ADASTRA Business Intelligence Magazine a server ITbiz.cz. Dnes pracuje jako redaktor časopisu Forbes.

Upozorníme vás na články, které by vám neměly uniknout (maximálně 2x týdně).