Nie od dziś wiadomo, że Ethereum (ETH) jako najwyżej kapitalizowany altcoin i najszerzej wykorzystywana wielofunkcyjna platforma blockchain ma w obecnej formie spore problemy ze skalowalnością i przepustowością sieci. Wszystko to ma ulec zmianie już w pierwszej połowie 2020 r., kiedy to w życie ma wejść faza 2.0 rozwoju Ethereum, która to, wraz z systematycznym przechodzeniem z algorytmu konsensusu Proof of Work na Proof of Stake, ma przynieść potężny wzrost skalowalności. Do tej istotnej aktualizacji protokołu Ethereum ma dojść jednak dopiero za kilka miesięcy (o ile wszystko pójdzie zgodnie z planem, a jak wiadomo w przypadku Ethereum bywa z tym różnie), zaś problem niskiej skalowalności jest coraz bardziej odczuwalny z dnia na dzień. Z tego też powodu współtwórca Ethereum Vitalik Buterin zaproponował interesujące rozwiązanie tymczasowe, mające na celu udrożnić sieć, jakim jest wykorzystanie wysokiej skalowalności sieci blockchain Bitcoin Cash (BCH). W jaki sposób miałoby do tego dojść?
Najmniej wydajny z największych
Obecnie Ethereum jest w stanie przetwarzać ok. 15 transakcji na sekundę, co odpowiada przepustowości ok. 480 KB (kilobajtów) na minutę. Sprawia to, że sieć najpopularniejszego altcoina jest obecnie najmniej wydajna ze wszystkich czołowych konkurentów, nieznacznie wyprzedzając jedynie samego Bitcoina (o ile nie wliczamy transakcji wykonywanych z wykorzystaniem Lightning Network). Wprawdzie wprowadzenie Ethereum 2.0 ma przynieść potężną przepustowość na poziomie nawet 10 MB na sekundę, to niska skalowalność sieci jest poważnym problemem tu i teraz. Z tego też powodu Vitalik Buterin zaproponował doraźne rozwiązanie, polegające na wykorzystaniu istniejącej sieci blockchain o wyższej skalowalności i niższych opłatach transakcyjnych jako warstwy danych (ang. data layer) dla sieci Ethereum. Tą siecią miałby być właśnie Bitcoin Cash (BCH).
Dlaczego Bitcoin Cash?
Buterin swoją koncepcję wykorzystania sieci Bitcoin Cash dla potrzeb Ethereum uzasadnił kilkoma cechami protokołu BCH, które mogą pomóc w doraźnym zwiększeniu przepustowości. Największą zaletą sieci Bitcoin Cash jest maksymalna pojemność bloku licząca 32 MB, co daje przepustowość na poziomie 53 KB na sekundę (w porównaniu do 8 KB w Ethereum). Oprócz tego, opłaty transakcyjne w BCH są niższe niż w Ethereum, a także istnieje już gotowe rozwiązanie o nazwie BTC Relay, które pozwala na wymianę danych pomiędzy siecią ETH i BTC, a którego przystosowanie do współpracy z siecią BCH nie byłoby skomplikowane, ani czasochłonne.
Największym problemem związanym z wykorzystaniem sieci BCH do potrzeb Ethereum jest jednak dziesięciominutowy czas bloku Bitcoin Cash, podczas gdy aktualnie w ETH kolejne bloki powstają średnio co 13-14 sekund. Buterin widzi jednak szansę na synchronizację czasu potwierdzania transakcji obu sieci w przeprowadzaniu tzw. transakcji zero-conf (polegających na uznaniu transakcji za sfinalizowaną, zanim dojdzie do jej potwierdzenia przez kolejny blok transkayjny) w BCH z wykorzystywaniem protokołu Avalanche, który zapewnia koordynację pomiędzy górnikami i zapobiega możliwości wystąpienia podwójnego wydania (ang. double spending) tych samych środków w transakcjach zero-conf. Sam protokół wciąż jednak znajduje się w fazie testów, co sprawia że pomysł współtwórcy Ethereum na tę chwilę można traktować jako ciekawostkę.
Ethereum 2.0, czyli wygaszanie kopalni
Przejście do drugiej fazy rozwoju Ethereum będzie jednym z najważniejszych momentów w jego dotychczasowej historii, ponieważ w obecnej formie wielofunkcyjna platforma blockchain, docelowo mająca stać się „najpotężniejszym zdecentralizowanym komputerem z kompleksowym językiem programowania” znajduje się we wczesnej fazie rozwoju, niepozwalającej na uzyskanie odpowiedniej skali.
Główną przyczyną problemów ze skalowalnością Ethereum jest funkcjonowanie w oparciu o algorytm konsensusu Proof of Work, opierający się na pracy górników.
Pierwsza część tzw. aktualizacji Serenity, nazwana Fazą Zero, która wprowadzi Ethereum 2.0, ma nastąpić dokładnie w jedenastą rocznicę wykopania pierwszego bloku bitcoina (BTC), 3 stycznia 2020 r. Będzie to pierwszy etap przejścia z Proof of Work na Proof of Stake, w którym za zatwierdzanie transakcji i tworzenie nowych bloków w sieci odpowiadać będą tzw. węzły zatwierdzające (ang. Validator Nodes), zamiast górników, jak miało to miejsce dotychczas. Faza Zero będzie jednak dopiero przygotowaniem do przejścia na całkowity konsens Proof of Stake i nie będzie obsługiwać np. zdecentralizowanych aplikacji. W Fazie Pierwszej, daty wprowadzenia której jeszcze nie poznaliśmy, w sieci Ethereum zacznie być wprowadzany sharding, mający być kluczowy w osiągnięciu wymaganej skalowalności sieci. Sharding to rozwiązanie dotychczas znane głównie z architektury baz danych, znacznie starsze niż sama technologia blockchain w obecnej formie. Sharding w sieci zdecentralizowanej polega na tworzeniu przez pełne węzły (ang. full node) tzw. odłamków, które nie mają statusu full node, jednak są w stanie zachować przepustowość pełnego węzła jako osobny element, tym samym zwiększając skalowalność i maksymalną liczbę przetwarzanych transakcji na sekundę. Sharding w swym modelu teoretycznym zakłada wzrost skalowalności proporcjonalny do zwiększającej się liczby transakcji, co pozwoli Ethereum na uzyskanie odpowiedniej przepustowości w momencie rosnącego w przyszłości zainteresowania developerów aplikacji i użytkowników. Ethereum nie będzie jednak prekursorem wykorzystania shardingu w sieci blockchain - obecnie z tego rozwiązania korzystają już m.in. projekty Zilliqa (ZIL) i IOST.
Warto jednak dodać, że pełne przejście Ethereum w fazę 2.0, w której konsensus sieci będzie uzyskiwany wyłącznie na zasadach Proof of Stake potrwa najprawdopodobniej do 2022 r.
