Как работает POS-майнинг в сети Ethereum 2. Комитет по синхронизации и легкие клиенты после хардфорка Altair
Классический майнинг POW на процессорах, asic и видеокартах существует с момента появления биткоина в 2009 году. POS-майнинг также существует с 2012 года (криптовалюта PPCoin), но долгожданный переход Ethereum к POS-майнингу будет иметь мало общего с тем, что мы стали понимать как POS-майнинг. Майнинг Ethereum 2 POS-это не просто хранение определенного количества криптовалюты на кошельке или узле, но и выполнение необходимых вычислений для поддержания сети в рабочем состоянии и защиты ее от хакерских атак. Другими словами, POS-майнинг в сети Ethereum будет своего рода симбиозом POS-и POW-майнинга, где не будет понятия сетевого хешрейта, т. Е. не будет необходимости постоянно увеличивать мощность вашего оборудования, чтобы конкурировать с другими майнерами. Защита от взлома теперь будет основываться не на сложности получения 51% хэш-емкости, а на использовании 51% числа узлов с балансом 32% для каждого узла. Поэтому мощность вашего оборудования имеет второстепенное значение, вам нужно только обеспечить минимальный уровень производительности, и дальнейшее увеличение емкости не будет иметь никакого эффекта. На сегодняшний день сеть ETH2 содержит 250,480 валидаторов, или 8,239,286 ETH, что означает, что 51% валидаторов необходимо будет контролировать, а это означает, что для атаки на сеть ETH2 вам потребуется 125 000 валидаторов, или 4 миллиона 200 тысяч ETH (17 миллиардов долларов по текущему обменному курсу). Это большие деньги. Но даже если бы кто-то захотел осуществить такой план, 51% валидаторов было бы недостаточно, потому что в сети ETH2 есть так называемые комитеты.
Комитет — это случайно выбранный набор валидаторов, который подтверждает запись блока в блокчейн; комитеты перемешиваются каждые 32 слота-это называется эпохой.
В каждом комитете может быть не менее 128 валидаторов. По мере увеличения числа валидаторов в сети увеличивается и число валидаторов в каждом комитете.
Слот-это интервал времени, в течение которого блоки проверяются на достоверность для записи в блокчейн, и слоты могут быть пустыми. Другими словами, слот-это блок в обычном смысле майнинга POW.
Чтобы взломать сеть Ethereum 2, все валидаторы в комитете должны принадлежать одному и тому же владельцу, что невозможно, даже если взломать 51% всех валидаторов, из-за совершенно случайного выбора валидаторов в комитет. Кроме того, каждый валидатор проходит проверку, чтобы убедиться, что он соответствует определенным условиям, что еще больше затрудняет атаку на сеть. Если валидатор не соответствует определенным требованиям, его отстраняют от работы и штрафуют, а валидатор, обнаруживший и исключивший нарушителя из сети, получает за это бонус.
Таким образом, получается, что 51% — ная атака на сеть ETH2 неосуществима.
Вознаграждение за POS-майнинг в сети ETH2 состоит из нескольких компонентов: проверка (нахождение) блоков, проверка слотов в комитетах.
Распределение наград в сети ETH2 после тяжелого удара Альтаира
Награда за нахождение (проверку) блока в сети ETH или предложение слота (предложения) составляет 8/64 — ю часть всех выплат. Но так как количество слотов фиксируется во времени и оплата идет только одному валидатору, поэтому стоимость закрытия слота не меняется от количества валидаторов в сети. Изменяет время между нахождением слотов для каждого валидатора — увеличивается или уменьшается по мере уменьшения числа валидаторов. Выплата за каждый закрытый слот составляет примерно 0,02 ETH.
Все остальные платежи идут за участие в комитетах, и чем больше участников, тем меньше выплат каждому валидатору. Но в отличие от оплаты слотов, оплата участия в комитете происходит каждую эпоху для всех валидаторов. На сегодняшний день каждый валидатор получает 0,00002 ETH за каждую эпоху в сети ETH2.
Стоит отметить, что валидаторы будут оплачиваться только в том случае, если на сервере установлена текущая версия программного обеспечения, а сам сервер будет доступен 24/7. В противном случае (сервер с узлом ETH2 не установлен или находится в автономном режиме) валидатор не заработает деньги, но потеряет ту же сумму денег.
Криптовалютная сеть Ethereum 2 под названием Beacon chain, которая в будущем заменит нынешнюю сеть военнопленных Ethereum, недавно прошла свой первый хардфорк Altair. Главным нововведением которого стала поддержка легких клиентов, то есть теперь запуск Ethereum 2 возможен даже на самых обычных смартфонах или маломощных компьютерах, таких как Raspberry Pi. Чтобы сеть криптовалюты Ethereum при переходе на POS имела наибольшее распространение, т. е. стала доступной широкому кругу пользователей без посредников.
Напомним, что для полноценной работы Ethereum Validator 2 необходимо иметь как минимум 4-ядерный компьютер с 8 ГБ оперативной памяти и 500 ГБ SSD. Такие довольно серьезные требования к полноценному узлу ETH2 можно объяснить тем, что необходимо запускать узел для сети ETH1 и для сети ETH2 одновременно. И требования к размеру SSD будут постоянно увеличиваться для хранения блокчейна сети POW и сети POS. За 6 лет блокчейн сети POW вырос до 312 ГБ, блокчейн ETH2 менее чем за год уже занимает около 50 ГБ.
Вышеуказанные требования к размеру SSD не относятся к полностью функциональным узлам, так как существуют также архивные узлы, которые хранят полное состояние блокчейна в любой момент времени и занимают более 9 ТБ для ETH1 и более 1 ТБ для ETH2. На таких узлах обычно запускаются полноценные сервисы анализа блокчейна криптовалют, такие как Etherscan.com.
Но даже если вы хотите иметь минимально возможный узел для майнинга POS, вам нужно будет платить около 50 долларов США в месяц за обслуживание VPS-сервера или держать свой сервер дома со 100% безотказной работой, потому что за каждую минуту простоя вы будете платить штраф, т. е. вы потеряете деньги за то, что ваш валидатор не был на «рабочем месте».
В дополнение к низким требованиям к оборудованию, облегченные клиенты ETH2 также имеют низкие требования к подключению к Интернету, так как объем трафика составляет всего 25 КБ за 2 дня работы. Полноценный узел ETH2 требует постоянного подключения к Интернету со скоростью 1,5-2 Мбит/с
Для того, чтобы клиенты light могли работать в сети Beacon chain с Altair hardfork, в сети ETH2 появился комитет синхронизации, который начал выполнять часть функций клиента light. До хардфорка Альтаира все комитеты были равны.
Как и в обычном комитете, комитете синхронизации, валидаторы набираются случайным образом каждые 256 эпох или каждые 27 часов. Комитет по синхронизации имеет фиксированное количество валидаторов 512, поэтому вознаграждение за каждый слот не уменьшается с увеличением числа валидаторов, как это происходит в обычных комитетах. И сегодня плата за работу в комитете синхронизации в 18 раз выше, чем за работу в обычном комитете (0,00036 ETH за слот против 0,00002 ETH), и этот разрыв будет увеличиваться по мере увеличения числа валидаторов.
Выплаты валидатору за участие в комитете по синхронизации
Следует отметить, что если валидатор не находится в сети, когда он назначен комитету по синхронизации, он получит тот же штраф, в 18 раз превышающий обычный.
Вы можете прочитать больше о том, как работают клиенты light в сети Beacon chain на Github.
Вывод: Мы рассмотрели лишь небольшую часть того, как работает POS-майнинг в сети Ethereum 2, буквально только основные моменты, чтобы вы могли понять, чем майнинг Ethereum на видеокартах отличается от майнинга POS. Мы также не говорили о осколках и о том, как обе цепочки ETH1 и ETH2 будут объединены в один блокчейн. На этом пути все еще существует много рисков, как технических, так и политических, юридических и социальных, но уже сейчас ясно одно, что новый POS — консенсус криптовалюты Ethereum отвечает нескольким запросам нынешнего криптовалютного сообщества-это масштабируемость сети, экологичность и доступность. Чего нельзя сказать о текущем состоянии Ethereum, который явно не справляется с текущей нагрузкой на сеть, о чем свидетельствует высокая цена на газ. Что не позволяет использовать смарт-контракты для криптоэнтузиастов с небольшими бюджетами (менее 1000 долларов США), поскольку комиссия при использовании смарт-контракта может составлять 100 долларов США и более. С переходом Ethereum на POS и более низкой ценой на газ, снижением нагрузки на экологию из-за майнинга POW, Ethereum лишит другие аналогичные криптовалюты со смарт-контрактами (TRON, Binance smart Chain, Solana), которые сейчас используются в основном из-за значительно низкой комиссии, преимущества, которое может дать новый импульс криптовалюте Ethereum, достигшей титула криптовалюты номер один в мире.