Som verdens anden mest populære blockchain-platform ved siden af Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) sigter mod at være alt, hvad dens forgænger ikke er. Nogle af Bitcoins begrænsninger holder Ethereum tilbage, såsom førstnævntes insisteren på en proof-of-work (PoW) konsensusalgoritme og generel mangel på skalerbarhed. Ethereums flerfasede opgradering, herunder Beacon Chain, Merge og Shard Chains, har til hensigt at forbedre Ethereum-netværkets skalerbarhed og sikkerhed ved at foretage flere infrastrukturændringer. Den mest bemærkelsesværdige er konverteringen fra en proof-of-work (PoW) konsensusmetode til fordel for en proof-of-stake (PoS) model, der begge tilbyder forskellige forskelle i protokollen.
I 2013 foreslog Ethereum-skaberen Vitalik Buterin en blockchain-platform, der understøttede apps og andre fordele, der ikke nødvendigvis var centreret omkring økonomi. Buterin så en verden, hvor udviklere kunne udnytte decentraliseringens kraft til at bygge styringssystemer, låneplatforme, databaser, repræsentere fysiske aktiver i et digitalt rum og meget mere.
Buterin udstiller Ethereum som en global supercomputer, men netværket kæmper for at validere et par hundrede transaktioner inden for en rimelig tidsramme. Brugere, der handler med små beløb på Ethereum, skal til tider betale over 100 % i gebyrer og ekstra omkostninger. For en platform, der ønsker at revolutionere den måde, verden interagerer på et netværk, er Ethereum utvivlsomt bygget på en eller anden tvivlsom teknologi.
Heldigvis er Buterin, forskellige netværksudviklere og Ethereum Foundation klar over projektets begrænsninger. Ethereums team forstår også, at Ethereums blockchain-begrænsninger forhindrer institutionelle investorer og andre interesserede parter i at adoptere Ethereum.
For at løse Ethereums skalerbarhedsproblemer har Buterin og ETH-mandskabet skitseret en netværksopgradering kaldet Ethereum 2.0 eller Eth2. Ethereum 2.0 bringer grundlagsændrende ændringer til, hvordan Ethereum fungerer, men det vil tage år at implementere. Siden 2020 har Ethereum-udviklere arbejdet utrætteligt på at bringe netværkets opgradering til virkelighed i håb om at gøre Ethereum hurtigere, mere sikkert og mere tilgængeligt end nogensinde før.
Ethereum 2.0 markerer et markant skift i netværkets konsensusalgoritme. I stedet for at Ethereum kører en energikrævende proof-of-work-algoritme, betyder Eth2-opgraderingen at skifte til en proof-of-stake-algoritme.
En PoS-algoritme giver mange fordele i forhold til en PoW-algoritme, der justerer forskellige aspekter af et netværk som skalerbarhed, sikkerhed og tilgængelighed.
Med hensyn til blockchain-konsensus var proof-of-work den originale metode implementeret af Bitcoin (verdens første kryptovaluta). I PoW løser minearbejdere, brugere, der låner deres computerkraft såsom grafikprocessorenheder (GPU'er) og centrale behandlingsenheder (CPU'er), komplekse algoritmer og validerer blokke. Blokke indeholder en vis mængde transaktioner inden for et blockchain-netværk. Når en blok er fuld, bliver den valideret og logget på blockchainen af minearbejdere.
I bund og grund skal hver blok af transaktioner bevises unik for at forhindre dobbeltforbrug eller duplikerede transaktioner. Hver blok har sin egen 64-cifrede hexadecimale kode, der beviser dens unikhed, men minearbejdere skal finde den kode. Strømmen udlånt af minearbejdere-computere bruges til at løse den hexadecimale kode, deraf proof-of-work-monikeren. En computer bruger reel strøm til at arbejde og løse en blokering.
Desværre er minedrift efter blokke ikke særlig miljøvenligt. Det bruger et væld af strøm og hæver en minearbejders elregning betydeligt. Derudover er minedrift efter kryptovaluta en konkurrence. Minearbejdere med kun ét grafikkort konkurrerer mod operationer med hundredvis, hvis ikke tusindvis af kort. Kun den første minearbejder, der finder koden, får en belønning udbetalt i Bitcoin, hvilket begrænser brugerne uden mange penge til at investere i en ordentlig minerig. Der er alternativer til minedrift alene, såsom at deltage i en minepulje, men minebelønningen er delt mellem snesevis af deltagere.
Proof-of-stake løser imidlertid mange af de problemer, der er hjemmehørende i en PoW-konsensusalgoritme. Proof-of-stake ligner minedrift, idet det kræver, at brugerne validerer transaktioner. Dog kaldes deltagere i et PoS-netværk for validatorer. Validatorer er brugere, der satser eller låser en mængde kryptovaluta ind på netværket. For at låse midler ind, signalerer disse brugere til netværket, at de ønsker at være validatorer, og jo flere midler en validator sætter ind, jo mere tjener disse brugere i belønninger for deres deltagelse.
Som validator er brugere ansvarlige for at validere transaktioner foretaget på det netværk, de deltager i. Når en validator validerer en transaktion, sendes den til blockchain, og validatoren optjener en belønning. Sammenlignet med et PoW-system er PoS mere tilgængeligt, da alle kan deltage, hvis de har midlerne i stedet for at kræve dyrt hardware.
Netværkstilgængelighed fører til bedre skalerbarhed, da flere brugere er forbundet til netværket og validerer transaktioner. Flere brugere, der validerer et netværk, fører også til bedre sikkerhed og decentralisering. Der er flere og flere stabilitetspunkter på et PoS-netværk frem for ét centralt punkt for dårlige aktører at angribe. Miljøet lider også mindre af et PoS-netværk, da PoS kræver mindre strøm end minedrift på et PoW-netværk.
Mere decentralisering på et netværk hjælper også med at forhindre det, der kaldes et 51%-angreb, et angreb, der er standard på PoW-netværk, der involverer en dårlig aktør, der tager kontrol over 51% af noder og validerer uhensigtsmæssige transaktioner. På en måde forhindrer proof-of-stake et angreb på 51 %, fordi et forsøg på et kræver, at man har 51 % af alle tokens på netværket. At holde 51 % af alle tokens på et PoS-netværk lyder næsten umuligt, da det ville kræve at stjæle fra potentielt hundredvis af Ethereum-punge på én gang.
Når opgraderingen er fuldført, vil Ethereum opleve alle proof-of-stake-fordelene. PoS vil bringe Ethereum bedre skalerbarhed, tilgængelighed og sikkerhed, hvilket gør det mere miljøvenligt. Men at flytte Ethereum til et 2.0-netværk er ikke nogen nem opgave, det kræver et væld af input fra brugerne og ret meget tid, før ændringer træder i kraft.
Ethereums overgang til 2.0 er opdelt i forskellige stadier.
Fase 0 af Ethereum 2.0-opgraderingen introducerer det, der kaldes Beacon Chain. Lanceret den 1. december 2020 markerer Beacon Chain skiftet til PoS, hvilket gør det muligt for brugere at satse (låse) deres Ethereum og blive validatorer. Når det er sagt, påvirker fase 0 ikke den primære Ethereum blockchain, Beacon Chain eksisterer sammen med Ethereums mainnet. Men både Beacon-kæden og mainnet vil i sidste ende blive forbundet. Målet er at "fusionere" Mainnet til det Beacon Chain-kontrollerede og koordinerede proof-of-stake-system.
Desuden kan potentielle validatorer stadig registrere deres interesse i Beacon Chain ved at satse 32 ETH. At bede brugere om at satse 32 ETH er en høj ordre, i betragtning af at 32 ETH er titusindvis af dollars værd af Ethereum. Indsatte midler vil også blive holdt i to år eller mere for kun at blive frigivet, når Ethereum 2.0 er helt klar til lancering. Tidlige validatorer forventes at være meget engagerede i projektets fremtid, derfor de høje adgangskrav.
Fase 1 var beregnet til at blive lanceret i midten af 2021, men blev forsinket til begyndelsen af 2022 med udviklere, der citerede ufærdigt arbejde og kodeauditering som store årsager til Ethereum 2.0's forsinkelse. Dette næste trin vil fusionere Beacon Chain med hovednettet og officielt skifte til en PoS-konsensusalgoritme. Fra fase 1 og fremefter vil Eth2 huse hele Ethereums historie med transaktioner og understøtte smarte kontrakter på PoS-netværket. Stakere og validatorer vil officielt træde til handling, da Ethereum 2.0 vil tage minedrift ud af netværket. Det forventes, at mange minearbejdere vil tage deres bedrifter og satse dem for at blive validatorer.
Ved starten mente udviklerne fase 1 af Ethereum 2.0-opgraderingen for at introducere sharding. Sharding er handlingen med at opdele en database, eller i dette tilfælde blockchain, i forskellige mindre kæder kendt som shards. Eth2 vil have 64 shards, dvs. sprede netværkets belastning på 64 nye kæder. Shards gør det lettere at køre en node ved at sænke hardwarekravene. Denne opgradering vil ske, efter at mainnet og Beacon Chain er fusioneret.
Med Ethereum 2.0 kan validatorer og andre brugere køre deres egne shards, validere transaktioner og forhindre hovedkæden i at se for meget overbelastning. En proof-of-stake konsensusmetode er påkrævet for at shard-netværk kan komme sikkert ind i Ethereum-økosystemet. Staking vil blive introduceret på Beacon Chain, hvilket forbereder scenen til opdateringen af shard-kæden, der kommer senere.
Endelig vil fase 2 se introduktionen af Ethereum WebAssembly eller eWASM. WebAssembly blev skabt af World Wide Web Consortium og er designet til at gøre Ethereum væsentligt mere effektivt, end det er i øjeblikket. Ethereum WebAssembly er en foreslået deterministisk undergruppe af WebAssembly for Ethereums smarte kontraktudførelseslag.
Ethereum har i øjeblikket det, der kaldes en Ethereum Virtual Machine eller en EVM. En EVM gør det muligt for Ethereum at køre som en global supercomputer. Brugere får adgang til denne computer over hele verden, kører smarte kontrakter og interagerer med decentraliserede applikationer (DApps). EVM gemmer al den kode, der er nødvendig for at udføre kommandoer på Ethereum, samtidig med at den letter tegnebogsadresser for transaktioner og beregner transaktionsgebyrer (gas) for hver transaktion.
EVM kan understøtte forskellige handlinger på én gang, såsom at vide, om en smart kontrakt skal opsiges (den bruger for meget gas), hvis en DApp er deterministisk (hvis den altid vil udføre de samme input og output ), eller hvis en smart kontrakt er isoleret (hvis noget går galt, vil kontraktens fejl ikke påvirke det bredere Ethereum-netværk). Ethereum-netværket er dog blevet lidt for overfyldt. På grund af mange transaktioner, der sker på én gang, er EVM meget langsommere end oprindeligt beregnet. Ethereums EVM er også vanskelig at opgradere i betragtning af, at den er skrevet i en specifik, svær at forstå kode, Solidity. eWASM blev specifikt designet til at erstatte EVM, som ville blive implementeret i fase 2.
eWASM kompilerer kode meget hurtigere end EVM, hvilket fremskynder processer inden for netværket. Gas fungerer mere effektivt via eWASM, og eWASM er kompatibel med forskellige traditionelle kodningssprog som C og C++. Grundlæggende er det meningen, at eWASM skal gøre Ethereum-udvikling meget mere tilgængelig.
Desværre er lanceringen af fase to blevet væsentligt forsinket på grund af problemer med at implementere de tidligere stadier. Udviklere er usikre på, hvornår eWASM træder i kraft.
Ethereum 2.0 er en opgradering, der er nødvendig for Ethereums fremtid. I sin nuværende tilstand betaler brugerne latterligt høje gasgebyrer, oplever lange transaktionsvalideringstider og bruger en del energi under processen.
Grundlæggende transaktioner på Ethereum er ikke de eneste faktorer, der påvirkes af netværkets manglende skalerbarhed. Ethereums problemer påvirker ikke-fungible tokens (NFT'er) og aspekter af decentraliseret finansiering som lån og låntagning. For eksempel kan bygning og handel med NFT'er på Ethereum koste hundredvis af dollars i gasgebyrer på grund af overbelastning af netværket.
Ved lanceringen af Ethereum 2.0 vil netværket straks opleve fordele i alle aspekter. Handel og prægning af NFT'er på Ethereum vil være billigere på grund af sharding og proof-of-stake konsensusalgoritmen. Ethereum-udviklere vil have lettere ved at bygge DApps og kompilere smarte kontrakter takket være eWASM-implementering. Fordi eWASM er designet i overensstemmelse med World Wide Web-standarderne, vil det være nemmere at få support i browseren til Ethereum lite-klienter. Endelig vil Ethereums skift til proof-of-stake gøre netværket mere tilgængeligt end nogensinde før, samtidig med at det har en minimal indvirkning på miljøet.
De langsigtede virkninger af Eth2 er mere overladt til spekulation. Det er værd at bemærke, at Ether (den oprindelige valuta i Ethereum-netværket) ikke nødvendigvis er beregnet til at være et aktiv af høj værdi som Bitcoin. I stedet bruges Ether mere til at flytte værdi fra et område til et andet. For eksempel kan en bruger investere i Ether for at konvertere det til DAI, som de så kan låne ud for at tjene renter. Mens mange kryptoeksperter håber, at Ethereum 2.0 vil øge Ethers pris til det femcifrede mærke, kan opgraderingen meget vel stabilisere Ethers pris i stedet.
Når alt kommer til alt, giver udvidelsen af Ethereum-økosystemet simpelthen plads til flere ERC-20-aktiver. ERC-20 er den tekniske standard for alle Ethereum-baserede aktiver. Hvert ERC-20-token følger det samme sæt regler, hvilket sikrer, at alle ERC-20-aktiver er interoperable. Når brugere strømmer til Ethereum-netværket, vil de investere i Ether og konvertere det til andre ERC-20-tokens, før de interagerer med forskellige DApps. I Bitcoins økosystem er det meningen, at investeret værdi skal forblive i lange perioder, hvilket langsomt øger aktivets pris. Med Ethereum, jo bedre netværket bliver, jo mere værdi er det at udveksle hænder til enhver tid.
Selvfølgelig kan vi forvente, at Ether vil stige betydeligt, før aktivet stabiliserer sig. Spørgsmålet er, hvor højt vil Ethereums pris opføre sig, når netværket udvides og diversificeres? Uden for selve Ethereum-økosystemet kan Ethereum 2.0's udvidede anvendelighed påvirke kryptoindustrien positivt.
Da DApp-udviklere f.eks. drager fordel af Ethereum 2.0's proof-of-stake-funktionalitet, vil andre blockchain-netværk helt sikkert tage til efterretning. Ethereum-konkurrenter bliver nødt til at tilbyde lignende skalerbarhedsfunktioner for at bevare udviklingen eller endda en brugerbase. Desuden kan Bitcoin blive presset til at skifte fra sin begrænsende PoW-konsensusmetode.
Efterhånden som Ethereum 2.0-funktioner som staking har indflydelse, vil enkeltpersoner og virksomheder, der ikke er interesseret i krypto, begynde at forstå dets økonomiske fordele. Interesserede parter kan slutte sig til Eth2, hvis de får kendskab til høje rentesatser sammenlignet med traditionel bankvirksomhed.
Flere brugere vil blive validatorer end nogensinde før, deltage i Ethereum-netværket og uddanne sig selv om blockchain som helhed. Den viden, man har lært om Eth2, kan derefter udvides til andre netværk, hvilket resulterer i mere deltagelse på tværs af kryptoindustrien. Investorer kan flytte til højere renter, der tilbydes af decentraliserede finansieringsplatforme (DeFi), hvilket efterlader bankerne. Borgere kunne potentielt flytte alle deres midler ud af banker og ind i det udbredte Ethereum-netværk. Flytning af penge til Ethereum giver brugeren fuld kontrol over deres penge uden at kræve, at en bank opkræver gebyrer og begrænser pengebevægelser, blandt andre kontrolproblemer.
Utvivlsomt vil Ethereum 2.0 påvirke, hvordan verden forstår Ethers værdi. Hvis Ethereum 2.0 fungerer efter hensigten, kan Ether gå fra en ofte værdsat råvare til et nødvendigt aktiv. Virksomheder og enkeltpersoner overalt kan bruge Ether i deres daglige aktiviteter, opbygning af databaser og apps inden for netværket. Et udbredt skift i verdens syn på Ethereum er en uvurderlig ændring.