Alles wat je moet weten over Ethereum 2.0

Ethereum 1.0 is de huidige werkzame Ethereum blockchain en is ontwikkeld door Vitalik Buterin. Één van de bekende eigenschappen van Ethereum is het vermogen om smart contracts te hosten. Bovendien geeft het ontwikkelaars de ruimte om iedere gedecentraliseerde app (dApps) te ontwikkelen die op de blockchain kan draaien. Elke app, ongeacht de programmeertaal, kan worden geïntegreerd met de blockchain met de Ethereum Virtual Machine (EVM) software.

De genoemde “open source” eigenschappen hebben Ethereum, met honderden apps op één platform, enorm populair gemaakt. Blockchain draait echter op een Proof of Work (PoW) consensusmechanisme. Helaas heeft het mechanisme een ernstige tekortkoming op het gebied van schaalbaarheid en snelheid. Het antwoord op deze tekortkoming is Ethereum 2.0.

Één van de grootste motieven voor de upgrade is de schaalbaarheid. Het omwisselen van Proof of Work (PoW) voor Proof of Stake (PoS) is het belangrijkst in de geplande upgrade. De swap zal de decentralisatie stimuleren door de invoer van validators makkelijker te maken. In dit artikel leer je alles over Ethereum 2.0 en de verschillende fasen.

Ethereum 2.0 (ETH2)

Ethereum 2.0, ook wel “Serenity” genoemd, is een uitbreiding van Ethereum 1.0 (openbaar Mainnet) met als doel de operationele capaciteit van Ethereum te vergroten, en zo veel mogelijk gebruikers aan te trekken.

De uitvoering van de uitbreidingen zal in fasen verlopen, waarbij de eerste mijlpaal in 2020 wordt verwacht.

Verwachte upgrades naar Ethereum 2.0

De volgende punten voor verandering staan op de planning.

Fase 0: nieuwe blockchain en PoW naar PoS verandering

Deze eerste fase staat gepland voor 2020 en omvat twee belangrijke stappen:

Oprichting van The Beacon Chain

Een nieuwe chain is de eerste stap in de transformatie van Ethereum 1.0. De fase, die de naam “beacon chain” heeft gekregen, komt met het idee van een nieuwe Ethereum blockchain, de belangrijkste stap in de upgrade. Het platform zal de brein zijn die de sub-chains (shards) aanstuurt, verwacht in fase 1.

Eth2 zal parallel lopende sub-chain (shards) partities hebben die op zichzelf werken en zo de operationele capaciteit van het hele systeem verbeteren.

Elke sub-chain heeft zijn eigen validators, die blocks maken en deze naar de beacon chain sturen. De beacon chain zal cruciale gegevens tussen de aangesloten shards synchroniseren en de hele Eth2 tot een robuuste maar gecorreleerde blockchain maken.

In het begin zal de nieuwe chain validators registreren en hun ingezette ETH beheren. Zijn voornaamste taak, het zorgen voor consensus met de andere parallelle shard chains, volgt in de volgende fase.

In de nieuwe chain moet een validator 32 ETH staken in de beacon chain om in aanmerking te komen om nieuwe blocks te genereren en beloningen te ontvangen in ETH. Dus in plaats van mining kunnen gebruikers staking gebruiken om blocks te vinden en Ethereum te verdienen. Met de huidige Ethereum koers is dit een investering van ongeveer $12.000.

In deze fase zal de nieuwe chain niet actief zijn voor de gebruikers van Ethereum, omdat het valideren van transacties, het verbinden met dApps en het uitvoeren van smart contracts voor nu inactieve functies zullen zijn. In fase 1.5 zal de beacon blockchain fuseren met de oude Mainnet blockchain.

Overschakelen van Proof of Work (PoW) naar Proof of Stake (PoS)

De belangrijkste verandering die voor deze fase staat vastgesteld, is een overgang van het Proof of Work (PoW) naar het Proof of Stake (PoS) mechanisme.

De huidige Ethereum blockchain, Ethereum Mainnet, draait op PoW. In PoW heeft elke miner een node. De miners maken gebruik van videokaarten om wiskundige puzzels op te lossen in een race om elkaar voor te blijven om het volgende block te minen. Net zoals miners dat doen op de Bitcoin blockchain.

Vanwege de enorme computer en stroombronnen die nodig zijn om een block in een chain te plaatsen, is er een hoge mate van beveiliging op de blockchain. Vanwege de enorme hoeveelheid financiële middelen die nodig zijn om deel te nemen van een mining pool, wordt dit niet door iedereen gedaan. Het hacken van een PoW-keten zou dus bijna onmogelijk zijn. PoW blockchains hebben echter problemen met capaciteit en toegankelijkheid.

De capaciteit om transacties sneller te kunnen verwerken kan niet worden verbeterd, omdat blocks in een opeenvolgende volgorde worden gemined, en niet parallel. Dus, voor een bepaalde tijd is er slechts een bepaald aantal blocks dat kan worden verwerkt. Deze vertraging is één van de uitdagingen die aangepakt zal worden in fase 1.

Bovendien zijn er toetredingsdrempels voor individuele miners die, vanwege de vereiste middelen, lid moeten worden van een mining pool.

In Eth2 vervangen validators de miners die geen computer- en stroombronnen nodig zullen hebben om zich bij het team aan te sluiten. Ze zullen echter een financiële verbintenis (stake) moeten aangaan op de blockchain. De hoeveelheid is 32 ETH per validator, wat redelijk is in vergelijking met het vorige scenario. Dit is het minimum en mag dus meer zijn.

• Overzicht waar je Ethereum kopen kan.

16.384 is het laagste aantal validators. De reden achter dit aanzienlijke aantal is om een optimaal niveau van beveiliging en decentralisatie te waarborgen.

Fase 1: Upgrade van schaalbaarheid

Schaalbaarheid in de crypto wereld verwijst naar het vermogen om een snellere transactie per seconde (TPS) snelheid te bereiken door het opnieuw afstemmen van het consensusmechanisme of een andere systeeminstelling.

De voornaamste belemmering van de schaalbaarheid van Ethereum 1.0 is het Proof of Work mining mechanisme. Het volgende block in de reeks kan niet worden gemined, totdat het mining proces van het huidige block is voltooid. Een enkel block kan slechts een beperkte hoeveelheid data bevatten. Het beperkte aantal blokken dat in een bepaalde periode wordt verwerkt, heeft invloed op het Transaction Per Second (TPS) snelheid.

De capaciteit van de huidige Ethereum blockchain is ongeveer 30 TPS. Deze capaciteit is relatief traag en veroorzaakt regelmatig vertragingen en opstoppingen. Ethereum 2.0 verbetert de blockchain capaciteit tot wel 10.000 TPS, ongeveer 5 keer meer wat VISA kan verwerken.

Het bereiken van 10.000 TPS is alleen mogelijk door parallelle sub-chains in te stellen, waarbij de blockchain meerdere onafhankelijke sub-chains (shard chains) heeft. De onafhankelijke shards kunnen transacties verwerken en gelijktijdig naar de beacon chain verzenden voor synchronisatie met de rest van het blockchain systeem.

Het opzetten van PoW shard chains in Eth2 zal in 2021 voltooid zijn als alles volgens plan verloopt. Het plan is om 64 parallelle shard chains op te zetten, met een perfecte real-time integratie. De ketens zullen de transactielast delen, en de verwerkingssnelheid van transacties verhogen. We verwachten dat dit wordt uitgesteld, net als fase 0.

Fase 1.5: Fusie van PoW en PoS

De huidige Ethereum 1.0 is nog steeds een PoW blockchain. Het zal, zelfs in de nasleep van de beacon chain en sharding van Eth2, met zijn PoW activiteiten door blijven gaan. Het is belangrijk om te weten dat het even zal duren voordat Eth2 transacties zal kunnen verwerken en smart contracts kan ondersteunen. In theorie is het plan om het oude PoW Ethereum Mainnet samen te voegen met het nieuwe PoS Ethereum 2.0 door het PoW Ethereum Mainnet één van de 64 shards in het moderne parallelle systeemplan te maken.

Het verliest dus zijn PoW attributen en miners zullen geen transacties meer uitvoeren op de blockchain. De PoW PoS fusie staat gepland voor fase 1.5 van de Ethereum 2.0 upgrade die gepland staat voor 2021. Als er een oplossing wordt gevonden voor het schaalbaarheidsprobleem van PoW zou de blockchain nog steeds lijden onder onvoldoende decentralisatie.

Vanwege de enorme rekenkracht die nodig is om te minen, bestaat de kans op monopolie vorming, aangezien het mogelijk is dat slechts enkele mensen in het bezit zouden zijn van de benodigde middelen. Met PoS worden validators gekozen op basis van het aantal munten die ze hebben. Met PoS zal een validator in staat zijn om te minen met de typische consumenten pc.

Fase 2: volledig gevestigde scherven (2021-2022)

De uitvoering van shard chains staat in de vorige stap. Echter zullen de chains in de beginfase slechts genoeg capaciteit hebben om transactiegegevens vast te houden. De blockchain is niet compleet zonder smart contracts mee te nemen.

Deze fase zal de shard chains in volwaardige eenheden veranderen die zorgen voor de toelating van smart contracts. De introductie van Ether accounts en hun transactiemogelijkheden, zoals het “verzenden” van crypto naar andere wallets, is ook deel van deze ontwikkeling.

De ontwikkeling van een systeemomgeving die geschikt is voor het hosten van de schaalbare dApps die verwacht worden op het nieuwe Eth2-platform, zullen ook deel uitmaken van deze fase.

Samengevat

De groei in de blockchain landschap staat voor drie uitdagingen. Het verbeteren van de beveiliging en het vergroten van de schaalbaarheid zijn de belangrijkste aandachtspunten. Het verminderen van centralisatie is de andere zorg. Ethereum 2.0 lijkt, voorlopig in theorie, in staat te zijn om alle drie aan te kunnen.

Met een ambitieus plan om meer shards bovenop de oorspronkelijke 64 toe te voegen, belooft Ethereum 2.0 een indrukwekkend schaalbaarheidsplan. Het verwachte PoS staking systeem is veilig, omdat validators hun Ether vastzetten met de verwachting een block te minen. Als ze frauduleus zijn, lopen ze het risico hun Ether te verliezen en geen transacties meer uit te kunnen voeren. PoS validatietechniek op basis van de hoeveelheid stakes zal een einde maken aan de PoW monopolistische neigingen.

De Ethereum community blijft overwegend optimistisch over het nieuwe “Serenity” ontwikkelingen.