Фаза 0: Beacon Chain
Первым шагом к переходу на новую экосистему и алгоритм консенсуса стал запуск Beacon Chain. Beacon Chain (координационный блокчейн для Ethereum 2.0) начали тестировать с июля 2020, а для первых пользователей в тестовом режиме он был запущен 1 декабря 2020 года. На данный момент он предназначен, главным образом, для тестирования механизма proof-of-stake, так что сеть по-прежнему работает, по сути, в тестовом режиме, хоть в ней и используются реальные токены Ethereum. В этой фазе стали доступны следующие аспекты PoS:
- управление группой стейкеров (PoS-майнеров);
- управление средствами заинтересованных лиц;
- генератор случайных чисел, определяющий производителей блоков и кураторов стейкинга;
- голосование интересантов сети — ее деятельных участников — по предложениям о размере блоков;
- распределение вознаграждений и штрафов для стейкеров.
Фаза 1: шардинг
В фазе 1 будут реализованы блокчейны шардов, шардчейны. Первоначально будет развернута экспериментальная сеть из 64 шардов. Если фаза 0 направлена на тестирование базовой PoS-инфраструктуры в отсутствие значимой экономической активности, то в фазу 1 будут решаться задачи тестирования базовой модели шардинга.
Шардчейнам будет делегирована обязанность проверки и подтверждения транзакций и состояний счетов. Шарды будут работать на основе алгоритма PoS и первоначально они не будут поддерживать смарт-контракты. На этом этапе в рамках Ethereum 2.0 будут параллельно функционировать 65 блокчейнов: Beacon Chain, существующий еще с фазы 0, и 64 новых шарда. Между Beacon Chain и всеми 64 шардами будет установлен механизм двусторонней коммуникации.
Фаза 1.5: оригинальный блокчейн Eth1 становится шардом Eth2
На этом этапе блокчейн Ethereum, который мы знаем, станет одним из шардов новой версии сети и официально переключится на proof-of-stake.
Фаза 2: реализация нового режима работы сети
Во второй, последней, фазе фрагменты сети будут полностью функциональны, совместимы со смарт-контрактами и смогут свободно коммуницировать между собой. Эта фаза должна завершить переход на Ethereum 2.0 и, наконец, сделать сеть в масштабируемой и функциональной для проектов с миллионами пользователей. Шарды перестанут быть просто хранилищами необработанных данных и станут полноценными аналогами виртуальных машин и смарт-контрактов Ethereum 1.0. Технические спецификации для фазы 2 окончательно еще не определены.
Односторонний мост
С момента запуска Beacon Chain параллельно работают две сети: Eth1 и Eth2. На начальном этапе пользователям предоставлена возможность конвертировать монеты Eth1 в Eth2, но не наоборот, так что в теории монеты должны торговаться по цене, меньшей либо равной монетам Eth1. Однако маловероятно, чтобы на ранних этапах новые монеты стали как-то оцениваться или приниматься на биржах, поскольку единственным вариантом их использования является стейкинг. Даже базовые транзакции между пользователями пока невозможны.
Перевод монет из Eth1 в Eth2, производится через смарт-контракт на Eth1. Этот смарт-контракт уничтожает монеты на Eth1, и затем запись об этом может быть использована в качестве подтверждения для выпуска новых монет на Eth2. Монеты сжигаются окончательно, хотя они могут быть восстановлены посредством изменения протокола через хардфорк.
Монеты, переведенные на Eth2, автоматически попадают в пул валидаторов.
Proof-of-stake
Согласно концепции proof-of-stake, «вес» голоса и размер вознаграждения валидатора определяются количеством монет в стейке. Спецификации Eth2 предусматривают, что каждый валидатор должен предоставить в залог 32 ETH. Если он направляет в контракт более 32 ETH, то стейкер не получает вознаграждения с этих дополнительных монет. Если монет меньше требуемого количества, то стейкер не будет активирован. Поэтому переводить ETH в Eth2 нужно порциями по 32 монеты. Каждую порцию из 32 ETH можно оформить как отдельного стейкера.
Как выглядит выпуск монет?
Блокчейн Eth1 продолжает работать на основе proof-of-work, а Eth2 работает уже на proof-of-stake.
В течение переходного периода вознаграждение сети будут получать обе группы валидаторов — и PoW-майнеры, и PoS-стейкеры, — так что уровень инфляции сети в этот период будет увеличен, по крайней мере до тех пор, пока системы не будут объединены в одну.
Уровень эмиссии Eth2 зависит от количества токенов, участвующих в процессе стейкинга. Годовая эмиссия основывается на алгоритме, в котором Eth2 — это количество токенов Ethereum, участвующих в валидационном пуле proof-of-stake (цифры ниже взяты из поста Виталика Бутерина, опубликованного в апреле 2019):
Формула основана на идее о том, что чем больше ETH будет переведено в Eth2, тем больше новых монет будет выпущено, но инвестиционный доход при этом будет снижаться пропорционально увеличению количества монет в стейке. Таблица, иллюстрирующая темп инфляции предложения Ethereum 2.0:
График инфляции предложения Ethereum 2.0:
Темп выпуска монет определяет размер вознаграждения стейкеров. Премия направлена на то, чтобы мотивировать пользователей переводить монеты для стейкинга в Eth2. Размер вознаграждения снижается пропорционально количеству переведенных монет, поскольку успех Eth2 снижает потребность в них. Такая модель способствует перемещению достаточного количества монет для уверенного роста сети, однако в случае высокой популярности Eth2 эмиссия не будет чрезмерной.
И, похоже, это противоречит первоначальному плану Ethereum о «постоянной линейной инфляции».
Впрочем, есть несколько факторов, которые могут смягчить влияние потенциального роста инфляции:
- В фазе 1 комиссия системы, как ожидается, будет разделяться на две составляющие: базовую комиссию, монеты из которой будут сжигаться, и бонусную комиссию для стейкеров. Сжигаемые монеты несколько сокращают инфляцию.
- Если валидаторы утрачивают возможность участвовать в процессе валидации — например, при выходе ноды из строя или потере соединения с сетью — то награда за стейкинг им не начисляется.
- За нарушение правил сети валидаторов штрафуют, а конфискованные монеты сжигаются.
Эти механизмы могут приводить к сжиганию большого количества токенов Ethereum, что тоже потенциально может ослаблять эффект высокой инфляции.
