Какие возможности откроет перед Ethereum шардинг

Одно из преимуществ и в то же время главных проблем блокчейна заключается в том, что каждая нода вынуждена сохранять обновленное состояние каждого аккаунта сети и записывать историю каждой осуществленной транзакции. «Это просто несовместимо с механизмом, нацеленным на долгосрочную торговлю, потому что невозможно сохранять историю всех покупок, которые человек совершил за свою жизнь, при этом предоставляя другим доступ ко всем проведенным операциям», — сказал Эдвард Сноуден о блокчейне Bitcoin. С такими же проблемами сталкивается блокчейн Ethereum. Шардинг — одно из предлагаемых решений масштабируемости Ethereum, разработка которого стала одним из главных приоритетов в программе финансирования, запущенной Виталиком Бутериным в январе. «Он может предоставить уникальную возможность радикально изменить систему и обнулить ожидания», — сказал о шардинге Фил Дайан, исследователь Инициативной группы Корнеллского университета (IC3). Идея опирается на  традиционную технику масштабирования — «шардирование баз данных», при которой база данных разделяется на части, и каждая из этих частей хранится на отдельном сервере. Целью шардинга на блокчейне является отказ от полных нод, благодаря разделению нагрузки между узлами. Вместо того, чтобы сохранять каждую транзакцию и актуальное состояние всей сети, нода хранит подмножество — лишь часть — этих данных и подтверждает только те транзакции, за которые она ответственна. Если же нода хочет получить информацию о транзакциях или блоках, которые она не хранит, она может обратиться к другим нодам.

И хотя технология шардинга все еще находится в стадии разработки, члены Ethereum-сообщества уже предлагают изменения на уровне протокола, которые станут возможными благодаря шардингу. «Шардинг — это огромное изменение для сети. Многие думают, что он даст возможность перестроить экономические модели и другие аспекты системы», — отметил Дайан.

Уязвимость технологии шардинга состоит в том, что ее нельзя назвать бестрастовой, поскольку ноды должны доверять другим нодам — только в совокупности они хранят полную картину сети. Одним из решений является создание системы «крипто-экономических стимулов», которые заставляют участников вести себя определенным образом: это обеспечит уверенность в том, что ноды передают другим нодам действительную информацию.

Такая система стимулов предлагается проектом Chicago, который Дайан соосновал вместе с разработчиками Ари Джулсом, Лоренсом Брайденбахом и Флорианом Трамером, и целью которого является реконструирование сети Ethereum для обеспечения ее более продуктивного функционирования. Разработчики разделяют блокчейн Ethereum на множество элементов, которые становятся «товарами», и ими торгует сам блокчейн Ethereum. «Крипто-товары, проще говоря, — это сырье, которое используется для блокчейн-транзакций. Основные примеры таких товаров — это размер блока, набор неизрасходованных выходов транзакций (UTXO), газ в Ethereum. Крипто-товары аналогичны физическим товарам, которые торгуются на традиционных финансовых рынках», — поясняется на официальном сайте проекта. По словам Трамера, спекулируя на доступности или дефиците товаров, такие рынки помогут со временем снизить волатильность криптовалют — так же, как это работает на традиционных рынках. «Как и традиционные товары, блокчейн-товары являются критически значимыми для блокчейн-индустрии, и колебания их цен представляют бизнес-риски», — отмечается в описании проекта. В качестве примера команда приводит ущерб, нанесенный высокими комиссиями в сети Bitcoin. При этом «ключевой характеристикой физических товаров является то, что они могут храниться и поставляться в соответствии с контрактом» — такую же систему Chicago предлагает ввести для «товаров», которые производит блокчейн. «Это действительно прямые аналоги реального мира. Чикагская товарная биржа (CME) вдохновила нас на создание проекта Chicago. И я думаю, что многих проблем реального мира можно избежать благодаря более хорошей экономической модели», — сказал Дайан в интервью CoinDesk.

Еще одним источником вдохновения послужил разработанный проектом ранее инструмент под названием GasToken, который позволяет извлекать выгоду из газа — внутреннего токена платформы, использующегося для оплаты сборов в сети Ethereum. С помощью GasToken пользователь может хранить газ, когда он дешевый, и продавать его позже, когда цена вырастет. Побуждая участников сети хранить газ, GasToken одновременно призван «продемонстрировать, почему сегодняшняя модель имеет недостатки и почему необходимо вводить аренду», говорит Дайан, имея в виду недавнюю инициативу по введению так называемой «арендной платы» за то время, в течение которого данные пользователя хранятся на блокчейне. Концепцию и факторы, определяющие стоимость аренды, описал Виталик Бутерин в блоге Ethereum, а Дайан и Влад Замфир призвали ввести аренду уже сейчас, чтобы препятствовать чрезмерному росту блокчейна. Но если при сегодняшнем состоянии сети годовой сбор за использование 1 терабайта блокчейна составит 1 миллион эфира, то поддержка шардинга позволит уменьшить эту цифру в сто раз.

На прошлой неделе Дайан выложил в блог разработчиков Ethereum «полуготовую схему» стимулов для одноранговых сетей, в соответствии с которой майнеры будут получать вознаграждение не только за маршрутизацию транзакций, но и за многие другие «ресурсы, полученные благодаря ПО»: «Мы хотим рассмотреть все услуги и возможности, которые предлагает сеть... Эти ресурсы могут быть чем угодно — от пространства блоков до центрального процессора с полной нодой или постоянного хранилища на полной ноде и так далее. Потому мы, можно сказать, начинаем с нуля, рассматривая модели ценнобразования, которые сегодня можно применить к блокчейнам», — сказал Дайан. GasToken стал первым шагом в направлении такого «стимулирования»: возможность возврата газа должна побуждать пользователей удалять лишние данные. Следующий шаг развивает эту идею и выводит ее за пределы хранения информации: Дайан считает, что «фундаментальная ошибка в ценообразовании» Ethereum происходит из-за того, что хранение оценивается эквивалентно вычислениям, и «маркетплейс блокчейн-товаров» призван установить правильное соотношение этих цен: «Это заставило нас понять что есть огромное неисследованное пространство, связанное с тем, как использовать те сырьевые ресурсы, которые являются базовыми для сегодняшних блокчейнов», — рассказал Трамер.

Дайан отмечает, что такие рынки при их высокой оценке разработчиками могут оказаться невостребованными среди пользователей из-за очевидной затратности. «В отношении всех рассматриваемых крипто-товаров существует риск, что люди предпочтут более дешевую субсидируемую модель», — признает Дайан. Предлагаемая проектом Chicago система стимулов будет большим преимуществом для блокчейна в плане скорости, масштабирования и децентрализации, но нет гарантий, что все это будет оценено пользователями: «Я думаю, людям придется начать ценить децентрализацию, совместимость стимулов и надежность и материально их поддерживать. Но мне не до конца ясно, будут ли они это делать», — сказал Дайан.