Ethereum Casper - Opis i obja艣nienie dzia艂ania
Strona G艂贸wna
Artyku艂y
Ethereum Casper - Opis i obja艣nienie dzia艂ania

Ethereum Casper - Opis i obja艣nienie dzia艂ania

艢rednio zaawansowany
Opublikowane Aug 4, 2019Zaktualizowane Apr 29, 2021
5m

Na czym polega Ethereum Casper?

Tre艣膰 autorstwa cz艂onka spo艂eczno艣ci - Autor: William M. Peaster


Casper, to w najpro艣ciej m贸wi膮c zestaw propozycji i zmian w protokole聽Ethereum, kt贸re przyczyni膮 si臋聽do przej艣cia tej sieci na algorytm konsensusu聽Proof of Stake (zmiana ta znana jest r贸wnie偶 pod nazw膮 Ethereum 2.0). Pomimo tego, i偶 od pocz膮tku swojego istnienia (lata 2015 roku), sie膰 Ethereum dzia艂a w oparciu o algorytm聽Proof of Work (PoW), tw贸rcy ju偶 od dawna planowali przej艣cie na model zak艂adaj膮cy stake'owanie zamiast kopania. Po ca艂kowitej migracji na algorytm PoS, mining (kopanie kryptowalut) nie b臋dzie ju偶 cz臋艣ci膮 sieci Ethereum.
Do tej pory w ekosystemie Ethereum pojawi艂y si臋 dwie implementacje Casper:聽Casper CBC聽i聽Casper FFG. Wersja CBC zosta艂a zaproponowana przez badacza zatrudnionego w Fundacji Ethereum, Vlada Zamfira. Pomimo tego, i偶 w pocz膮tkowej fazie rozwoju tej propozycji badania nad ni膮 koncentrowa艂y si臋 jedynie na PoS dedykowanemu publicznym sieciom blockchain, to obecnie obejmuj膮 ju偶 szerszy zakres bada艅 bior膮cych pod uwag臋 ca艂膮 rodzin臋 rozwi膮za艅 PoS.

Z kolei badania i prace nad Casper FFG prowadzi wsp贸艂za艂o偶yciel Ethereum, Vitalik Buterin. Pierwotna propozycja FFG zak艂ada艂a wykorzystanie hybrydowego systemu PoW / PoS, ale wdro偶enie takiego rozwi膮zania ci膮gle pozostaje w sferze dyskusji, a stale pojawiaj膮ce si臋 nowe propozycje mog膮 ostatecznie zast膮pi膰 go czystym modelem PoS.

Co jednak istotne na ten moment, to fakt, i偶 propozycja Casper FFG ma najwi臋ksze szanse na ostateczn膮 implementacj臋, a tym samym ziszczenie si臋聽wizji Ethereum 2.0. Nie oznacza to jednak, 偶e propozycja Casper CBC jest ca艂kowicie zb臋dna lub 藕le zaprojektowana. W rzeczywisto艣ci mo偶e ona w przysz艂o艣ci zast膮pi膰 lub uzupe艂ni膰 braki powsta艂e w wyniku implementacji Casper FFG.

Przy tej okazji warto r贸wnie偶 wspomnie膰, i偶 o ile obydwa protoko艂y (propozycje) Casper powsta艂y i s膮 rozwijane z my艣l膮 o Ethereum, to z uwagi na swoj膮 natur臋 (PoS), implementacja tej technologii jest r贸wnie偶 mo偶liwa w innych sieciach blockchain.


Casper - obja艣nienie dzia艂ania

Transformacja projektu Ethereum z wersji 1.0 do wersji 2.0 okre艣lana jest mianem aktualizacji o kryptonimie 鈥淪erenity鈥. Sama aktualizacja podzielona zosta艂a na trzy fazy. W pierwszej fazie (Phase 0) utworzona zostanie nowa sie膰 blockchain o nazwie聽Beacon Chain. Zasady dzia艂ania sieci (algorytm konsensusu) wyznacza膰 b臋d膮 regu艂y zapisane w propozycji Casper FFG. Nowo utworzona sie膰 od razu funkcjonowa膰 b臋dzie w systemie PoS.
W odr贸偶nieniu od miningu, znanego z sieci wykorzystuj膮cych algorytm聽PoW, kt贸ry polega na dos艂ownym kopaniu blok贸w przy u偶yciu specjalnego sprz臋tu i oprogramowania, implementacja protoko艂u Casper w ca艂o艣ci opiera si臋 o mechanizm stake'owania. Po wej艣ciu aktualizacji w 偶ycie, walidacja i weryfikacja nowych blok贸w zawieraj膮cych transakcje b臋dzie wykonywana przez tzw. walidator贸w blok贸w, kt贸rzy b臋d膮 wybierani na podstawie ilo艣ci posiadanych przez nich jednostek kryptowaluty Ether.

Co wi臋cej, Casper zak艂ada wprowadzenie systemu g艂osowania w kt贸rym wielko艣膰 (waga) oddanego przez walidatora g艂osu uzale偶niona b臋dzie od ilo艣ci stake'owanych ETH. Dla przyk艂adu, kto艣 kto zdecyduje si臋 stake'owa膰 64 ETH b臋dzie m贸g艂 oddawa膰 g艂osy o wadze dwa razy wi臋kszej, od kogo艣 kto zdecyduje si臋 na poddanie stake'ingowi jedynie minimalnej ilo艣ci ETH. Oznacza to, i偶 aby m贸c sta膰 si臋聽walidatorem blok贸w w pierwszej fazie aktualizacji Serenity, u偶ytkownicy musz膮 posiada膰, a nast臋pnie stake'owa膰 co najmniej 32 Ethery (ETH) - a wi臋c wp艂aci膰 je na specjalny adres smart kontraktu, kt贸ry b臋dzie bazowa艂 na sieci Ethereum 1.0.

Je艣li na pierwszym etapie aktualizacji wszystko p贸jdzie dobrze, to z sieci wy艂aniane b臋d膮 losowe grupy walidator贸w, kt贸rzy b臋d膮 odpowiedzialni za walidacj臋 i propagowanie nowych blok贸w do sieci. Na ten moment wiadomo, i偶 jedyn膮 nagrod膮 za walidacj臋 i propagacj臋 bloku dla walidator贸w b臋d膮 zawarte w danym bloku op艂aty za transakcje, bez znanych z innych sieci tzw.聽block subsidy - a wi臋c gwarantowanych dodatkowych nagr贸d.聽

Przy tej okazji warto r贸wnie偶 zauwa偶y膰, i偶 implementacja algorytmu PoS w 艣wiecie blockchain charakteryzuje si臋 innym podej艣ciem do wielu kwestii, w tym np. r贸偶nymi modelami nagradzania walidator贸w. Model za艂o偶ony w protokole Casper wci膮偶 znajduje si臋 w fazie rozwoju, a wiele szczeg贸艂贸w dotycz膮cych dzia艂ania tego algorytmu wymaga dalszych bada艅 i ustale艅.


Zalety Casper

Jedn膮 z zalet Casper jest to, i偶 wprowadzaj膮c mechanizm stakingu, sie膰 pozb臋dzie si臋 mechanizmu, kt贸ry zdecydowanie wywiera wp艂yw na 艣rodowisko - mechanizm kopania kryptowalut specjalistycznym sprz臋tem. Je艣li chodzi o wykorzystanie energii elektrycznej i zasob贸w obliczeniowych w procesie walidacji, weryfikacji i propagacji blok贸w i transakcji, sieci blockchain wykorzystuj膮ce algorytmy PoW s膮 du偶o mniej przyjazne 艣rodowisku. Sieci wykorzystuj膮ce algorytmy bazuj膮ce na ideo PoS maj膮 znacznie mniejsze zapotrzebowanie na w/w. Tym samym moment w kt贸rym Casper zostanie w 100% wdro偶ony do sieci Ethereum b臋dzie chwil膮, w kt贸rej g贸rnicy (ang. miners) stan膮 si臋 zb臋dni w procesie zabezpieczania sieci Blockchain.

Kolejna potencjalna zaleta protoko艂u Casper zwi膮zana jest z bezpiecze艅stwem. Zasadniczo technologia stoj膮ca u podstaw protoko艂u Casper b臋dzie odpowiedzialna za wygl膮d 艂a艅cucha blok贸w Ethereum i jego bezpiecze艅stwo. Zasadniczo wi臋c mo偶na powiedzie膰, i偶 Casper b臋dzie cyfrowym ksi臋gowym, kt贸ry zarz膮dza ksi臋g膮 (ang. ledger) sieci Ethereum 2.0. Wchodz膮c w rol臋 ksi臋gowego i zarz膮dcy, protok贸艂 zyska r贸wnie偶 mo偶liwo艣膰 karania nieuczciwych walidator贸w. Jedn膮 z mo偶liwych kar jakie sie膰 b臋dzie mog艂a na艂o偶y膰 na walidatora jest przej臋cie stake'owanych przez niego 艣rodk贸w - ETH. Tym samym wielu deweloper贸w, jak i sama spo艂eczno艣膰 przewiduje, i偶 pr贸by zaatakowania sieci od wewn膮trz b臋d膮 bardzo sporadyczne z uwagi na ich koszty. przekroczenia sieci b臋d膮 bardzo kosztowne. Co jednak r贸wnie偶 istotne, rozmowy na temat mo偶liwo艣ci pojawienia si臋 atak贸w typu聽51% oraz mo偶liwych dr贸g ich zapobiegni臋cia wci膮偶 trwaj膮.

Ostatni膮 z zauwa偶alnych zalet Casper - kt贸r膮 bardzo cz臋sto podnosz膮 fani tego rozwi膮zania - jest zwi臋kszenie decentralizacji sieci Ethereum. Na t臋 chwil臋 najwi臋ksz膮 si艂臋 przebicia oraz mo偶liwo艣ci maj膮 Ci, kt贸rzy dysponuj膮 odpowiednimi zasobami (pieni臋偶nymi; obliczeniowymi) do prowadzenia miningu. Po wprowadzeniu zmian jakie niesie za sob膮 Casper, ka偶dy, kto b臋dzie chcia艂 wej艣膰 w rol臋 walidatora, aby doda膰 swoj膮 cegie艂k臋 na polu zabezpieczania sieci blockchain Ethereum 2.0, wystarczy, 偶e zakupi odpowiedni膮 ilo艣膰 kryptowaluty Ether.


Ograniczenia

Zanim protok贸艂 Casper b臋dzie m贸g艂 zosta膰 w ca艂o艣ci zaimplementowany do sieci Ethereum (lub jakiejkolwiek innej sieci) minie jeszcze du偶o czasu. Na ten moment stopie艅 bezpiecze艅stwa oraz efektywno艣ci sieci po wprowadzeniu le偶膮cych u jego podstaw modyfikacji dalej znajduje si臋 w sferze bada艅 i analiz. Wiele element贸w protoko艂u jest obecnie r贸wnie偶 rozwijana i dostosowywana. Dop贸ki w sieci Ethereum nie zostanie uruchomiona pierwsza faza (Phase 0) aktualizacji Serenity, nikt tak na prawd臋 nie wie jak b臋dzie zachowywa膰 si臋 ta sie膰 po wdro偶eniu pierwszej grupy zmian.

Je艣li chodzi o ograniczenia teoretyczne, Casper nie b臋dzie w stanie sfinalizowa膰 blok贸w, je艣li system walidacji blok贸w napotka jakikolwiek problem lub nie艣cis艂o艣膰. W swojej obecnej konstrukcji Casper wci膮偶 nie jest ca艂kowicie odporny na ataki 51%. Poza tym deweloperom tego rozwi膮zania nadal nie uda艂o si臋 wypracowa膰 sp贸jnej specyfikacji i metodologii dzia艂ania na wypadek wyst膮pienia forku - szczeg贸lnie w odpowiedzi na r贸偶nego rodzaju ataki.


Zako艅czenie

Sie膰 Ethereum powoli zaczyna szykowa膰 si臋 na zmian臋 sposobu zabezpieczania swojej ksi臋gi (ang. ledger) - z kosztownego i energoch艂onnego procesu miningu, na bardziej dost臋pny dla wszystkich ch臋tnych mechanizm stake'owania Etheru (ETH). Casper jest technologi膮, kt贸ra b臋dzie u偶ywana do finalizacji blok贸w, a kt贸ra jednocze艣nie u艂atwi wprowadzenie tych zmian w zasadach dzia艂ania sieci.

Casper przez wielu identyfikowany jest r贸wnie偶 z pewnym ruchem, kt贸ry pozwoli zapocz膮tkowa膰 proces wprowadzania kolejnych zmian i ziszczenie si臋聽wizji sieci Ethereum 2.0. Otwarto-藕r贸d艂owa natura ca艂ej technologii Casper oznacza r贸wnie偶, 偶e technologi膮 t膮 mog膮 zainteresowa膰 si臋 r贸wnie偶 osoby i projekty niekoniecznie zwi膮zane z Ethereum. Dzi臋ki temu technologia ta ma szans臋 wi臋ksze przyj臋cie i uzyskanie wielu usprawnie艅 o kt贸rych obecnie nikt nawet nie my艣li.

Implementacja Casper w sieci Ethereum b臋dzie wa偶nym kamieniem milowym dla ca艂ej spo艂eczno艣ci tego projektu. Justin Drake, jeden z badaczy pracuj膮cych nad t膮 technologi膮 z ramienia fundacji Ethereum nakre艣li艂 kiedy艣聽potencjalny termin jej wprowadzenia na dzie艅聽3 Stycznia 2020 r., (a wi臋c na 11 urodziny Bitcoina), ale termin ten na t臋 chwil臋 pozostaje ruchomy. Implementacja Casper w sieci Ethereum mo偶e nast膮pi膰 w dowolnej chwili, ale nie wcze艣niej ni偶 w 2020 roku.