Minden, amit tudnod kell az Ethereum 2.0-ról és a Proof-of-Stake-ről

A kriptoközösség már régóta várja az Ethereum 2.0 indulását, amire sokan fontos mérföldkőként tekintenek az Ethereum skálázhatóvá tételében. Ha valaha használtál DeFi vagy más Ethereum alkalmazást, akkor képben vagy, hogy ezeknek a tranzakcióknak a véglegesítése  jelenleg igencsak lassú és drága a hálózaton.

Mi a gond a proof-of-work-kel (PoW) az Ethereum 2.0 támogatói szerint?

Jelen állapotában az Ethereum hálózat körülbelül 15 tranzakciót képes feldolgozni másodpercenként. Ez természetesen nagyon kevés összevetve azzal a kereslettel, ami jelenleg a hálózaton generálódik. Ennek a lassúságnak az az oka, hogy a Bitcoinhoz hasonlóan az Ethereum is proof-of-work-nek nevezett konszenzusos algoritmust használ. A PoW blokkláncokon a bányászok feldolgozzák a függőben lévő tranzakciókat, amiért cserébe etherrel jutalmazzák őket (természetesen a Bitcoin blokklánc esetében Bitcoinnal). Az ethert az a bányász kapja meg, amely elsőként képes előállítani egy érvényes blokkot. Ehhez viszont nagyon nagy számítási kapacitás szükséges az Ethereum hálózaton a kereslet arányában növekvő nehézségnek megfelelően.

Ez az energiaintenzív folyamat biztosítja, hogy a hálózaton mindig is konszenzus van. Ahhoz, hogy ‘vissza lehessen tekerni egy tranzakciót’ minden egyes blokkot vissza kellene fejteni a tranzakció történetében addig a blokkig, amit módosítani szeretnénk, míg a hálózat többi része pedig új blokkot generálna az eredeti láncon. Ahhoz, hogy ezt a támadástípust végre lehessen hajtani, legalább a teljes hálózaton lévő számítási kapacitás 51%-ával rendelkezni kellene. Tehát beláthatjuk, hogy ezt szinte lehetetlen megvalósítani olyan valóban decentralizált láncokon mint az Ethereum vagy Bitcoin.

A PoW hátránya

Azonban ezek a biztonsági garanciák költségekkel járnak. Az Ethereum és a Bitcoin blokkláncon a skálázhatóság esett ennek áldozatául. Egy elosztott hálózaton a hálózat minden node-jának (csomópontjának) képesnek kell lennie eltárolni a blokklánc teljes tranzakció történetét. A tradicionális adatbázis rendszerek úgy oldják meg a skálázhatóságot, hogy több szervert (azaz számítási kapacitást) adnak hozzá a rendszerhez a tranzakciófeldolgozás gyorsítása érdekében. A decentralizált blokkláncok világában, ahol minden egyes node-nak fel kell dolgoznia és validálni kell minden egyes tranzakciót, azzal járna, hogy minden egyes létező node számítási kapacitását kellene növelni a hálózat gyorsítása érdekében. Ez a feltétel, hogy a node-ok részéről növelni kell a blokkok méretét, nagy költségnövekedéssel járna, ami versenyhátránnyal járna a kisebb szereplők részéről. Ez miatt a kisebb node-ok kiszorulnának a blokkláncról, ami a hálózat centralizációjához vezetne. Sajnos tehát megállapítható, hogy egyértelműen van egy kompromisszum a proof-of-work esetében a tranzakciók sebessége és a decentralizáció között.

Mi az a proof-of-stake és mit akar megoldani?

Proof-of-stake (PoS) megoldás nem igényel olyan nagy számítási kapacitást a hálózat biztosításához mint a PoW. A ‘staking’ azt jelenti, hogy valaki egy bizonyos mennyiségű ethert szán arra, hogy a hálózatban validátorként (nevezhetjük áttételesen bányászoknak is) működjön. A validátorok egy szoftvert futtatnak, amelyek konfirmálják és validálják a tranzakciókat, és ha kiválasztják őket, akkor új blokkláncot generálnak. Ezek a szoftver kliensek annyira egyszerűek, hogy akár egy okostelefonon is lehetne futtatni azokat. A PoS lehetővé teszi, hogy bárki csatlakozzon a hálózathoz, ennek csupán az a feltétele, hogy rendelkezzen 32 etherrel.

A PoW biztonságát az adja, hogy a támadónak rengeteg számítási kapacitással kellene rendelkezni, hogy bármibe is be tudjon avatkozni. A PoS biztonságát pedig a validátorok által elhelyezett letétek (stake-ek) adják.

Ha egy validátor kompromittálni akarná a blokkláncot, akkor az általa elhelyezett ‘stake’ része vagy teljesen egésze, azaz 32 ETH azonnal elveszne. Ezenfelül a validátorok nem tudják előre, hogy mikor kerül rájuk a sor a szavazáskor, véletlenszerűen választják ki őket. Így nagyon nehéz egy koordinált támadás megtervezése és lebonyolítása. Itt is egy sikeres támadás implementálásához a validátor node-ok nagyobb részét kellene ellenőrizni, és ez mindegyik egyenként 32 ETH költséggel járna. Mivel ilyen nagy összegű ether a tét, nincs arra semmilyen pénzügyi ösztönző, hogy megtámadjanak egy Ethereum nagyságú blokklánc hálózatot, hiszen támadás után a saját befektetett eszközeik értéke veszne el a várható árfolyam-esés következtében.

Mi az a sharding?

Az Ethereum 2.0 egy új koncepciót is bevezetett a node-ok hardver követelményeinek csökkentése érdekében – ez a ‘sharding’. Ez azt jelenti, hogy a teljes Ethereum hálózatot több különálló részre bontják, amit ‘shard-oknak’ neveznek. Minden egyes shard egy saját önálló blokkláncot képvisel saját független státusszal, egyedi egyenlegekkel és okosszerződésekkel. Minden egyes shard azonban hozzá van kapcsolva a többi shardhoz az Ethereum főlánc (main chain) által, amit ‘beacon chain-nek‘ hívnak.

A beacon chain tölti be a szív szerepét a rendszerben. Ez biztosítja a biztonságos kapcsolatot a shardok és a főlánc között, illetve felel azért, hogy ezek a különböző blokkláncok interoperábilisek legyenek egymással. Ennek köszönhetően ez a rendszer megoldja a skálázhatóság problémáját, ugyanis lehetővé teszi minden egyes shard láncnak a tranzakciók párhuzamos feldolgozását. Ez egyúttal többszörösére növeli a rendszer aggregált tranzakció áteresztő képességét. A sharding egyúttal csökkenti azt az adatmennyiséget is, amit a node-oknak karban kell tartani annak érdekében, hogy részt vehessenek a validálásban. A legtöbb node-nak ugyanis csak a saját shard adatait kell eltárolni, míg az archiváló node-ok elmentik minden egyes shard és a főlánc minden egyes adatát.

Miért lehet gazdaságosság szempontjából biztonságosabban üzemeltetni a PoS-t, és hogyan csökkenti az Ethereum hálózat inflációját?

A PoW és a PoS esetében is a hálózat inflációja blokkjutalmak formájában egy elengedhetetlen mechanizmus a hálózat résztvevőinek ösztönzésére annak érdekében, hogy biztonságosan működhessen a hálózat. A PoW esetében a hálózat biztonságosabbá tétele azt jelenti, hogy új bányászgépeket kell vásárolni, és égetni kell az energiát. Ugyanez a PoS esetében azzal jár, hogy staking formájában allokálni kell 32 vagy több ETH-t, és szavazni kell a blokkokra.

A blokklánc architektúra tervezés egy olyan tudomány, amely a legmagasabb fokú biztonság létrehozására törekszik a lehető legalacsonyabb lehetséges infláció mellett. A Bitcoin esetében az inflációs jutalmak minden 4 évben megfeleződnek, és a végén a jutalmak végleg megszűnnek (2140 tájékán). Ez azt jelenti, hogy a bányászok árbevétele fokozatosan egyre jobban függ a hálózat tranzakciós díjaitól, miután az árbevételük blokk jutalom része fokozatosan csökken. Ha a tranzakciós díjakból származó bevétel nem éri el a csökkenő jutalomból származó bevételt, akkor a teljes árbevétel esni kezd, ami azzal jár, hogy néhány bányász (akik olyan helyen élnek, ahol magas az áram díja vagy kevésbé hatékony bányászgépekkel dolgoznak) már nem képes profitábilisen bányászni. Ennek eredményeképpen a hashráta csökken, és a hálózat megtámadásának a költsége is lejjebb megy.

Van monetáris szabályozás?

Az Ethereum ezzel szemben nem rendelkezik semmilyen kőbe vésett monetáris keretrendszerrel. Itt csak egy széleskörű konszenzus él az Ethereum közösségben, amely a minimális életképes ETH-kibocsátást követi. Azaz csökkentsd az inflációt (értsd: az egységnyi idő alatt újonnan bányászattal, stakinggel, delegálással stb. generált érmék mennyiségét) amennyire csak lehet, miközben próbáld fenntartani a legmagasabb fokú biztonságot. E miatt a flexibilis monetáris szabályozás miatt, amely egyértelműen elköteleződött az infláció csökkentése iránt, az Ethereum sokak szerint egy fenntarthatóbb hálózat, mint a Bitcoin.

Az Ethereum hálózat múltbeli és jövőbeli inflációja

Ahogy a fenti ábra is mutatja, a monetáris szabályozás minden egyes változása az Ethereum hálózatban az inflációs ráta csökkenéséhez vezetett. A váltás PoW-ről PoS-re egy újabb mérföldkő, amely lehetővé teszi az Ethereum hálózat inflációjának ‘örökös’ csökkenését. Ez azért lehetséges, mert a PoS gazdaságilag biztonságos.

Miért jó ez?

Gondolkodjunk el egy dupla-költés támadás büntetéséről mindkét rendszer esetében. Tételezzük fel, hogy mindkét rendszerben azonos az abszolút infláció.

A PoS blokklánc 1000 dollárt fizet tíz percenként vagy 50 millió dollárt egy évben. Ennél a kibocsátási rátánál körülbelül egy milliárd dollár értékben lenne stake elhelyezve a PoS blokkláncon, ha feltételezzük, hogy a stakerek 5%-os kamatot várnak el az elhelyezett tőkéjük után. Ahhoz, hogy sikeresen indítsunk egy dupla-költés támadást a PoS-ban, akkor annak a 2/3-át kellene irányítanod (azaz 670 millió dollár értékben kellene stakelned), hogy egy fork láncot hozzál létre. Viszont a támadás pillanatában ez a 670 millió dollár értékű stake azonnal elveszne, tehát 670 millió dollár lenne a büntetés, a nyereség pedig 330 millió dollár.

A dupla költés büntetés kiszámítása a proof-of-work esetében nehezebb, de az megállapítható, hogy a mostani körülményekhez viszonyítva sokkal kisebb. Vegyünk példának egy bányászt, amely a hashráta 51%-ával rendelkezik. A támadás előtt a bányászgépei befektetését sikeresen visszaszerzi azáltal, hogy profitábilisen bányászik egy ideig. Ebben az esetben egy blokklánc reorganizációs támadás költsége (tételezzük fel, hogy az utolsó 7 blokk) költsége körülbelül 670 millió dollár körül alakul. A blokkok előállításának a költsége körülbelül 7000 dollár (7×1000 dollár). Ha pedig a reorganizáció sikeres, akkor a támadó még a blokkjutalmat is megszerezné azok után a blokkok után, amit kibányászott a támadás során (függetlenül attól, hogy azok mennyit érhetnek egy támadás után).

Mit jelent ez az Ethereum, mint eszköz számára?

Az ETH kibocsátás csökkenése azt jelenti, hogy kisebb eladói nyomás lesz az eszközön. A bányászok a jelenlegi PoW rendszerben rendszeresen eladják az etherjeiket a szabadpiacon, hogy fedezni tudják a működési kiadásaikat, mint az áramdíj, munkavállalók, stb.

A PoS elhozná, hogy az ETH egy tőkeeszközzé váljon, azaz egy rendszeres cash flow-t fog generálni az ETH befektetők számára, akik stake-ként helyezik el ezt a tőkét. Az Ethereum 1.0 alatt erre nem volt lehetőség, ugyanis az ETH tulajoknak csak egy lehetőségük volt arra, hogy profitot szerezzenek, mégpedig az, hogy bíztak az árfolyam emelkedésben. Itt tehát nincs egy folyamatos cash-flow.

Az alacsony kockázatú cash-flow azt jelenti, hogy a validátorok ösztönözve vannak arra, hogy gyűjtsék és tartsák az ETH-et, ugyanis ezzel újabb staking letét helyezhetnek el és újabb validátor node-okba fektethetnek. A PoW-ban nincs szükség ETH-ra a bányászat során, így a bányászok sokszor eladják azt az ETH-t, amit a bányászatból nyernek.

Ez így egy körforgást kreál, ahol a felhasználók ETH-t vesznek azért, hogy fizetni tudják a tranzakciókat. A bányászok jutalmul kapják az ETH-t, amit később eladnak a piacon más vásárlóknak, akik szintén ezzel fizetnek utána a tranzakciókor. A PoS esetében a validálás és az új ETH generálás tevékenysége elválaszthatatlanul össze van kapcsolva az ETH birtoklással és tartással, ami miatt az eszköz így sokkal értékesebbé válhat.

Mennyi a validátorok hozama?

A validátorok által stakelt teljes ETH mennyiség határozza meg a hozamot, amit a validátorok kapnak. Ahogy a lenti táblázat is mutatja, ha a stakelt ETH mennyiség alacsony, a validátorokra lebontott hozamráta megnő. De ahogy a stake növekszik, a teljes éves kibocsátás növekszik a validátorok finanszírozása miatt, aminek következtében a jutalom, amit kapnak, csökken.

Egy másik mellékhatása a stakingnek, hogy elég nagy mennyiségű ETH lesz elzárva a staking által. Ez az elzárt mennyiség mellé be kell még számítani azt az ETH-t is, amit a DeFI protokollok, mint a Maker, Sysnthetix, Aave használnak fel biztosítékként. Ha kevesebb elérhető ETH lesz a piacon, az árfolyama gyorsabban kezd el emelkedni ugyanakkora kereslet mellett.

Hogyan kezdjek el stakelni az Ethereum hálózaton?

Novembertől, amikor megkezdődött az Ethereum 2.0-ra való áttérés 0. fázisa, ezek a stakingből származó cash flow-k hétköznapi emberek számára is elérhetővé váltak. A stake-nek különböző módjai vannak attól függően, hogy mennyire szeretnél részt venni a folyamatban, de összességében az ETH 2.0-t kifejezetten úgy tervezték, hogy bárki számára elérhetővé tegye a staking-et.

1. A validátor node saját tárhelyen

A saját validátor node létrehozásának folyamata egyszerű, a szükséges hardver pedig elég standard és olcsó. Vannak azonban üzemidő-követelmények, amelyek azt jelentik, hogy a node hosszú ideig nem lehet offline állapotban, és rendszeresen karban kell tartani.

Ha ezt az utat választod, akkor a beaconcha.in-en található útmutató lépésről lépésre ismerteti és elmagyarázza az egész folyamatot. Ha szeretnéd, hogy kevésbé legyen bonyolult, akkor beszerezhetsz egy Dappnode vagy Avado node-ot, amelyek lehetővé teszik a node beállítását és kezelését egy szuper felhasználóbarát felületen keresztül, miközben a node teljes ellenőrzése nálad marad.

Még egy dolog, amivel tisztában kell lenned, amikor egyedül staking-elsz. A betéted 1-2 évig zárolva lesz az Ethereum 2.0 fejlesztési ciklusának 2. szakaszáig, amikor a hálózat teljes mértékben működőképessé válik. Ezt megelőzően nem tudod majd elküldeni etheredet az ETH 2.0 hálózat más címére, így azok ténylegesen zárolva lesznek. Ez akkor is igaz, ha nem felügyelt szolgáltatást veszel igénybe. Ezt a következő fejezetben fogjuk megvizsgálni.

Előnyök: teljes ellenőrzés, átláthatóság, decentralizált

Hátrányok: műszaki beállítás, csatlakozási követelmények, hosszú zárolás

Nem felügyelt staking szolgáltatás használata

Ha nem akarsz saját node-ot futtatni, akkor igénybe vehetsz olyan szolgáltatást, ahol ezt megteszik helyetted, de az alapokat továbbra is te felügyeled. Ezentúl is te birtoklod a privát kulcsot, amely szükséges a pénzeszközök kivételéhez, de élvezheted a korszerű ETH2.0 validátor beállítási és kezelési szolgáltatásait.

Leggyakrabban ezek a szolgáltatások a gyakorlatban úgy működnek, hogy letöltöd a szolgáltató kulcskezelő alkalmazását az eszközödre, ahol az érvényesítő privát kulcsodat létrehozzák és tárolják (titkosítva). Ez az alkalmazás ezután kommunikál a szolgáltató node-infrastruktúrájával, ahol a node-od van tárolva. Amikor a node-nak tranzakciót kell aláírnia, az eszközödön lévő kulcskezelő alkalmazástól kapja meg a szükséges aláírást.

Azt is megfigyelheted, hogy a szolgáltató hogyan kezeli a letéteket, ha elemzed, hogyan számlázzák ki a szolgáltatást. A szolgáltató csak akkor veheti igénybe a validátori jutalmakat a jutalék visszatartásához, ha a privát kulcsot birtokolja. Ha saját privát kulcsokat hoztál létre, hogy felgyorsítsd a validátort a staking szolgáltatón keresztül, akkor azt felszámítják neked a hitelesítő egyenlegedtől (pl. havi számlázás) független módon, mert nekik nincs hozzáférésük hozzá.

A letétkezelők viszont egyszerűen levonják jutalékukat a jutalmakból, mert hozzáférnek a Te egyenlegedhez.

Szolgáltatók: Blox, Stakewise.io, Attestant, Staked.us, Stake.capital

Előnyök: teljes ellenőrzés az alapok felett, decentralizáltabb, mindkét világ legjobbja

Hátrányok: díjak, min. betéti követelmények (32 ETH, néha több), hosszú zárolás

Felügyelt staking szolgáltatás használata

A felügyelt staking szolgáltatások „felügyeleti joggal” rendelkeznek a felhasználói  privát kulcsok felett. Itt a felhasználónak fogalma sincs arról, hogy mi történik a felszín alatt. A folyamat a lehető legnagyobb mértékben leegyszerűsödik. Csak be kell fizetni az ETH-t, és azonnal kezdheted is a jutalmak felhalmozását. Ezt a szolgáltatást többnyire kriptovaluta-tőzsdék végzik.

Vannak azonban kizárólag tiszta staking szolgáltatók is, mint a Stakewise vagy a Rocketpool, akik több szolgáltatást kínálnak, mint a staking-et kínáló tőzsdék. Az ilyen szolgáltatás egyik példája a „tokenizált staking”, ahol kapsz egy tokent, amely az Ethereum befizetésedet képviseli. Ez a token ezután fedezetként használható a DeFi szolgáltatásaiban, amikor hitelt szeretnél felvenni az Aave-nál vagy a Compound-nál (ha támogatják). A tokenizált staking lehetővé teszi azt is, hogy jóval a 2. fázis elérése előtt eladhasd stake-edet a másodlagos piacon (pl. Uniswap).

A felügyelt staking hátránya a feltörés kockázata. Hasonlóan ahhoz, amikor egy kriptotőzsdén tartod eszközeidet, itt is a hackerek hozzáférhetnek a staking szolgáltatók szervereihez, és ellophatják a felhasználók pénzét. Ennek a kockázatnak a mérséklése érdekében a legtöbb szolgáltató a privát kulcsokat részekre osztja, és több fél között osztja szét, hasonlóan a multisig-hez.

Ezen túlmenően, ha a szolgáltatás akaratlanul részt vesz egy nem engedélyezett eseményben, annak felhasználói komoly büntetésekkel szembesülhetnek, tekintettel arra, hogy büntetések exponenciálisan nőnek, minél több validátor vesz részt egy eseményben. Ez az Ethereum hálózatba épített mechanizmus célja a validátorok centralizációjának megakadályozása. Minél nagyobb a központosított szolgáltatás, annál nagyobbak a lehetséges büntetések.

Szolgáltatók: Binance, Coinbase, Kraken, StakeWise Pool, RocketPool.

Előnyök: könnyű használhatóság, nincs minimum betétigény, nincs zárolás

Hátrányok: központosított, hackelés veszélye, büntetés veszélye

Következtetés

Az Ethereum 2.0-ra való áttérés az egyik legérdekesebb fejlemény a kriptográfia világában. Bár vannak már működő Proof-of-Stake blokkláncok, de egyik sem közelíti meg az Ethereum fejlesztői és felhasználói aktivitását. A PoS-re való átállás lehetővé teszi az Ethereum fejlesztői számára, hogy sokkal skálázhatóbb alkalmazásokat készítsenek. A felhasználók számára pedig a PoS-re való áttérés azt jelenti, hogy ezeknek az alkalmazásoknak a használata lényegesen olcsóbb lesz. Az Ethereum 2.0-n sok olyan felhasználási eset lesz lehetséges, amelyek a korlátozott áteresztőképesség miatt nem voltak életképesek az Ethereum 1-en.

Gazdasági szempontból az ETH mint eszköz értékesebb lesz, mivel átalakul tőkévé, amely rendszeres cash flow-t generál a tulajdonosainak. A staking-hez szükséges ETH lezárása az eszközt szűkösebbé teszi. Ami azonban a legfontosabb, hogy a PoS jellege lehetővé teszi az infláció csökkentését, ezáltal csökkentve az új ETH hozzáadását a hálózathoz. Vannak más érdekes fejlemények, amelyek nem kapcsolódnak közvetlenül az ETH 2.0-hoz. Ezek is tovább csökkentik a kibocsátást, mint például az EIP-1559. Az EIP-1559 egy javaslat a „díjégetés” bevezetésére. A validátorok ezután főleg a munkájukért kapnak majd blokkjutalmat. A felhasználók által fizetett tranzakciós díjak többsége azonban „elég” majd. Ez azt jelenti, hogy minél többet használják az Ethereum hálózatot, annál több ETH ég el.

Összességében az Ethereum hálózat jövője fényes, és most jött el az ideje, hogy a kezdjünk el stakelni!