Ethereum 2.0 – Mikä se on ja miten se toimii 2024?

Moni kryptovaluuttoja edes hieman tunteva on varmasti törmännyt konseptiin Ethereum 2.0. Mutta mikä se itse asiassa on ja miten se liittyy perinteiseen Ethereumiin, joka on kryptovaluutta ja lohkoketjuprotokolla? Tässä oppaassa perehdymme tähän Ethereumin “toiseen tulemiseen”, jonka tarkoitus on parantaa lohkoketjun heikkouksia, kuten sen hitautta ja kalliita tapahtumia.

Ethereum luotiin alunperin verkoksi, joka mahdollistaa hajautettujen sovellusten (dApps) ja älysopimusten monipuolisen kehittämisen ja käytön. Sen suosio on kasvanut vuosien varrella, ja nykyään Ethereumin lohkoketjuun on jo rakennettu tuhansittain erilaisia projekteja digitaalisista peleistä tuhansiin kryptovaluuttoihin. Suurimmasta hajautetusta pörssistä, Uniswapista aina OpenSean suurimpaan NFT-markkinapaikkaan, Ethereumin yhteisö jatkaa kasvuaan.

Projektin kiusana oli kuitenkin sen alkuperäinen konsensusalgoritmi, Proof-of-Work (PoW). Kilpailun kovetessa kryptomarkkinoilla, sen heikkoudet nousivat koko ajan suuremmin esille, joten Ethereumin oli pakko reagoida. PoW-konsensusalrogitmi on liian hidas, saastuttava ja kallis kilpailemaan esimerkiksi Cardanon ja Solanan kaltaisten projektien kanssa. Ratkaisuna tähän lanseerattiin Ethereum 2.0 -päivitys, joka tunnetaan myös nimellä Ethereum Serenity.

Se julkaistiin vuonna 2022, ja sen verkko on nykyään päivityksen seurauksena huomattavasti aiempaa tehokkaampi. Tutustutaan asiaan tarkemmin!

Mikä on Ethereum 2.0?

Ihan ensimmäiseksi on huomautettava, että Ethereum Serenity tai Ethereum 2.0 ei ole vaihtoehtoinen kryptovaluutta. Sen sijaan asiaa on parasta katsoa Ethereumin lohkoketjuverkon päivityksenä. Tämä päivitys pyrkii ratkaisemaan monia ETH-lohkoketjun avainkysymyksiä, kuten sen skaalautuvuutta, käytettävyyttä ja kestävyyttä.

Vaikka Ethereum on saavuttanut suuren arvostuksen markkinoilla, suositut projektit, kuten Cardano, Zilliqa, Solana, Algorand ja muut, alkoivat uhata sen asemaa toiseksi suurimpana kryptoprojektina, jos se ei olisi ratkaissut monia sen ongelmia. Ethereumin 2.0 -päivitys tarkoitti käytännössä sitä, että sen konsensusalgoritmi vaihdettiin PoW:sta Proof-of-Stake-konsensusalgoritmiin. Tämä algoritmi teki Ethereumin verkosta

• nopeamman validoimaan transaktioita
• halvemman esimerkiksi älysopimusten luomiseen
• tehokkaamman skaalautumaan.

Kuten tiedämme, teknologia kehittyy koko ajan, ja koska Ethereum on yksi ensimmäisistä kryptovaluutoista, jotka tuotiin markkinoille 2010-luvun alussa, sen teknologia alkoi olla vanhentunutta. Päivityksiä tarvitaan, jotta mikä tahansa teknologiaratkaisu pysyy pelissä mukana, eikä Ethereum ole tässä poikkeus.

Cryptonewsin podcastissa vieraillut, Connextia perustamassa ollut Arjun Bhuptan keskusteli haastattelussa tarkoitusperien merkityksestä sujuvissa transaktioissa, SOL vs ETH -narratiivista sekä älysopimusten hallinnoinnin (ns. account abstraction) roolista ethereumin valtavirtaistumisessa. Voit katsoa podcastin tästä linkistä: Cryptonews Podcast – Arjun Bhuptani.

Ethereum

Lohkoketjun käytettävyys

Ethereum kärsi sen entisessä päivittämättömässä tilassa korkeista transaktiomaksuista, jotka tunnetaan paremmin GAS-maksuina. GAS-maksut maksetaan Ethereum-lohkoketjun tapahtumien validoinnista ja maksujen suorittamiseen tarvittavan energian tuottamisesta. Nämä maksut nousevat erityisen korkealle silloin, kun verkko on kiireinen. Jopa yksinkertaisen tapahtuman tekeminen hajautetuilla sovelluksilla voi kiireisenä aikana olla yli 200 USD arvoinen.

Esimerkiksi sellaisille sijoittajille, joilla on miljoonien dollareiden edestä ETH omaisuutta, ja näin ollen varaa puuhata hajautettujen rahoitussovellusten (DeFi) kanssa, tämä saattaa käydä äkkiä hyvin kalliiksi. Toisaalta keskivertohenkilölle, joka tekee normaalia päivätyötä ja ansaitsee keskivertopalkkaa, yli 200 USD:n maksaminen söpön digitaalisen NFT-hirviön siirtämisestä videopeliin ei myöskään varmasti naurata.

Kalliit maksut toimivat tehokkaana blokkina Ethereumin ja monien halukkaiden käyttäjien välillä, minkä vuoksi Ethereum 2.0 oli erittäin tarpeellinen kehitysaskel. Sen myötä ovet sen verkkoon avautuivat huomattavasti suuremmalle käyttäjäkunnalle, joilla ei ennen ollut mahdollisuutta päästä esimerkiksi käyttämään Ethereumin verkossa olevaa Uniswap-kryptovaihtoa. Ja mitä enemmän käyttäjiä Ethereumin verkossa on, sitä arvokkaampi siitä tulee.

Ethereum 2.0 skaalautuvuus

Nyt, kun edellä mainitut GAS-maksut ovat tarpeeksi alhaiset, myös se keskiverto krypton käyttäjä pääsee käyttämään lohkoketjuverkon palveluita esimerkiksi 0,25 dollarin tapahtumahinnalla 80-kertaisen 200 dollarin summan sijaan. Mutta maksujen laskemisen lisäksi Ethereum 2.0 tuotiin ratkaisemaan toinen valtava ongelma: tapahtumien hitaus sen verkossa.

Ethereum pystyi ennen päivitystä käsittelemään vain 15 tapahtumaa sekunnissa (tps). Vertailun vuoksi Visa pystyy käsittelemään noin 1 700 tapahtumaa sekunnissa, eli yli sata kertaa Ethereumin vanhaan versioon verrattuna. Varsinkin kun Ethereumin verkko luotiin hajautettujen sovellusten kehittämistä ajatellen, tapahtumien hitaus oli sille valtava riippakivi, joka esti sen tehokkaan skaalautumisen. Paremmin skaalautuva verkko on jälleen hyvä syy uusille käyttäjille lähteä tutustumaan Ethereumiin lähemmin.

Ympäristöystävällisyys

Ennen kaikkea Bitcoin on ollut mediassa esillä sen saastuttavan Proof-of-Work -konsensusmekanismin vuoksi. Käytännössä se tarkoittaa, että yhden Bitcoinin louhinta vaatii niin paljon sähköä, että se on kestämätöntä pitkän aikavälin ympäristövaikutukset huomioon ottaen. Tämä sama kritiikki koski myös Ethereumia, koska myös se perustui alunperin PoW-konsensusalgoritmiin, eli ETH:ta louhittiin.

Ethereum 2.0 tarkoittikin käytännössä sitä, että projekti siirtyi Proof-of-Stake -konsensusalgoritmiin, joka tarjoaa ratkaisun uusien ETH-tokeneiden luomiseen suorittamalla validointisolmuja kaivostoiminnan sijaan. Koska Proof-of-Workin lohkojen louhimiseen tarvitaan valtavasti sähköä, validointisolmujen käyttäminen lohkojen validoimiseksi säästää valtavia määriä energiaa, mikä tekee kestävyydestä todellisuutta.

PoS-algoritmi myös helpottaa DeFi-sovellusten, kuten Aaven ja Compoundin, ajamista. Jos hajautetut rahoitusvälineet tarvitsevat 100 dollaria yhden tapahtuman suorittamiseen, monet eivät usko hajautettuihin protokolliin vaihtoehtona valtavirran rahoitukselle. Lisäksi, jos digitaalisen omaisuuden tai taideteoksen myymiseen kuluu tämä summa, sen laajaa käyttöönottoa tuskin tapahtuisi.

Mitä Ethereum 2.0 ratkaisee?

Ethereum 2.0 tarjoaa seuraavan sukupolven lohkoketjuratkaisuja kaikkiin edellä mainittuihin ongelmiin.

1. Skaalautuvuus ratkaistaan käyttämällä vaihtoehtoista konsensusmekanismia tai tapaa, jolla verkon tietokoneet voivat validoida tapahtumat.
2. GAS-maksut alentuvat, kun verkon toiminta nopeutuu ja tehostuu
3. Lohkoketjun käytettävyys laajenee, ja se tulee saavutettavaksi suuremmalle joukolle käyttäjiä.

Kaikki tämä johtaa pitkällä aikavälillä siihen, että esimerkiksi Ethereumin käyttöönotto vaikka yritystasolla erilaisten toimintojen tehostamiseen ja automatisointiin helpottuu huomattavasti.

Miten Proof-of-Stake toimii?

Valtavaa sähkönkäyttöä vaativan louhinnan sijaan Proof-of-Stake käyttää niin kutsuttuja validointisolmuja Ethereumin verkon turvaamiseen. Validaattorisolmut ovat vaihtoehtoja kaivostoiminnalle, jossa käyttäjät määrittävät solmun yhdelle ETH:lle. Nämä solmut, eli verkkoa käsittelevät tietokoneet, valitaan satunnaisesti lohkojen luomiseksi. Lohkot ovat kryptotiedostoja, joihin tiedot tallennetaan, eli digitaalinen pääkirja kryptografiassa.

Perinteisessä kaivostoiminnassa sinulla on oltava uskomattomat resurssit, jotta voit louhia tehokkaasti Ethereumin ja muiden samantyyppisten kryptovaluuttojen lohkoja. Tällä tavalla se suosii voimakkaasti niitä, joilla on resursseja louhinnan vaativiin kaivoslaitteisiin. Sen sijaan stakingin myötä ETH:n verkossa tapahtumia suorittavat validointisolmut. Tähän voi osallistua kuka tahansa, sillä tarvitset vain kunnollisen tietokoneen, jossa on hyvä CPU tai GPU.

Louhinnassa se saa oikeuden luoda uuden lohkon – ja näin ollen kerätä siitä palkkiot – jolla on kaikkein tehokkaimmat louhintalaitteet. Sen sijaan stakingissa jokaisella validointisolmulla on sama mahdollisuus saada samat lohkopalkkiot. Vaikka esimerkiksi yrityksellä voi olla sata validaattorisolmua, jokaisella näistä solmuista on samat mahdollisuudet saada palkkio, kuin tavallisen henkilön yhdellä tietokonesolmulla. Tämä johtuu siitä, että palkkiot jaetaan satunnaisesti.

Ethereum 2.0 myötä sen verkosta tulee myös entistä turvallisempi, sillä hakkerointi sen verkossa maksaisi hakkeroijalle enemmän, kuin siitä saatava hyöty olisi. Näin ollen Proof-of-Stake on yleinen parannus Proof-of-Workiin.

Beacon Chain

Beacon Chain on osa Ethereum 2.0 PoS-konsensusalgoritmia ja tapa, jolla Ethereum-verkkoa koordinoidaan. Se perustaa sirpaleketjuja, jotka nopeuttavat tapahtumia ja tekevät verkosta laajemman. Beacon Chain on turvallisemman, kestävämmän ja skaalautuvamman Ethereumin perusta. Se hallitsee vanhaa Ethereumia, pääverkkoa, ja yhdistää sen Proof-of-stake -järjestelmään.

Beacon Chain on vaihe 0, eli se oli 2.0-päivityksen ensimmäinen rakennuspalikka.

The Merge

Täällä päivityksen seuraavalla vaiheella Ethereumin pääverkko sulautuu Proof-of-Staken kanssa käyttämällä Beacon-ketjua paremman Ethereumin luomiseksi. Aiemmin Proof-of-Work suojasi Ethereum-verkkoa, ja toimi rinnakkain Proof-of-Staken kanssa, kun Mergeä suoritettiin. The Merge siis kuvaa sitä vaihetta tässä jättipäivityksessä, kun nämä kaksi konsensusalgoritmia kietoutuvat täysin yhteen. Kaivostoiminta lopetetaan keinona suojata verkko. Ja Ethereum 2.0 myötä tämä johtaa loputtomiin sirpaleketjuihin ja loputtomaan Ethereumin skaalautumiseen.

Uusimmat päivitykset ovat tehneet Ethereumin ostamisesta hyvin kiinnostavan vaihtoehdon kryptosijoittajille.

Shard Chains

Viimeinen Ethereum 2.0 -päivityksen vaihe oli Shard Chains. 64 ketjussa olevat sirpaleketjut laajentavat verkon kuormitusta ja tarjoavat loputtoman skaalautuvuuden yhdistämisen jälkeen pitäen solmuvaatimukset alhaisina. Tietojenkäsittelytieteen kielellä jakaminen on tapa jakaa tietokanta vaakasuunnassa.

Ethereumissa tämä tekee verkon kuormituksesta helpommin hallittavan, mikä lisää tapahtumien määrää sekunnissa ja vähentää verkon ruuhkautumista näissä uusissa ketjuissa tai sirpaleissa. Arvioidut tapahtumat sekunnissa (tps) ovat nyt 100 000 tps verrattuna Ethereumin entiseen 10-15 tapahtumaan sekunnissa. Tämä tunnetaan nimellä Shard Chain Version 1: tietojen saatavuus. Shard Chainin versio 2: koodin suoritus toi sirpaleille paljon enemmän ominaisuuksia, kuten älysopimusten suorittamisen ja tilinhallinnan.

Yhteenveto

Ethereum on markkinoiden suurin alusta hajautettujen sovellusten luomiseen. Sen käyttöönoton jälkeen DeFi-sovelluksia, kuten Aave ja Compound, oli helpompi luoda. Mutta sen kykyä murtautua valtavirran tietoisuuteen ja käytettäväksi blokkasivat sen verkon hitaus, kalleus ja saastuttavuus. Tätä kaikkea korjaamaan luotiin Ethereum Serenity, eli Ethereum 2.0 -päivitys, joka pyrki parantamaan nämä ongelmat.

Nyt kun päivitys on saatu menestyneesti vietyä läpi, ja Ethereum 2.0 on ollut todellisuutta jo yli vuoden ajan, tämä projekti pysyy relevanttina lohkoketjuteknologiana vuosia eteenpäin. Nyt kun sen verkko on halvempi ja huomattavasti tehokkaampi käyttää, sen käyttöönotto esimerkiksi yrityksissä helpottuu huomattavasti. Lisäksi nyt keskiverokäyttäjillä on paremmat mahdollisuudet luoda omia hajautettuja sovelluksia tässä monipuolisessa verkossa. Vain aika näyttää mihin kaikkeen tämä päivitys vielä nostaa Ethereumin.