Классический POW майнинг на процессорах, асиках и видеокартах существует с момента появления Bitcoin в 2009 году. POS майнинг (стейкинг) так же существует с 2012 года (криптовалюта PPCoin), но так горячо ожидаемый всеми переход Ethereum на POS майнинг будет иметь мало общего с тем что мы привыкли понимать под POS майнингом. POS майнинг в сети Ethereum 2 это не просто хранение на кошельке или ноде определенного количества криптовалюты, но и еще выполнение необходимых расчетов для поддержания сети в рабочем состоянии и защите от хакерских атак. Другими словами POS майнинг в сети Ethereum будет неким симбиозом POS и POW майнинга, где не будет понятия хешрейт сети, т.е. отпадет необходимость постоянного наращивания мощности своего оборудования для конкуренции с другими майнерами. Защита от взлома будет основана теперь не на сложности получить 51% хеш мощностей, а на запуске 51% количества нод с балансом в 32ETH для каждой ноды. Поэтому мощность вашего оборудования отходит на второй план, необходимо только обеспечить минимальный уровень производительности и дальнейшее наращивание мощности уже не даст никакого эффекта. На сегодняшний день в сети ETH2 250.480 валидаторов (так называются ноды) или 8.239.286 ETH, т.е. что бы осуществить атаку на сеть ETH2 по идее нужно иметь контроль над 51% валидаторов, т.е. для атаки на сеть нужно иметь 125.000 валидаторов в сети или 4 миллиона 200 тысяч ETH (17 миллиардов долларов по текущему курсу). Согласитесь внушительная цифра. Но даже если кто-то и захочет осуществить подобный план, то 51% валидаторов будет не достаточно, т.к. в сети ETH2 существуют так называемые комитеты.
Комитет это произвольно выбранный набор валидаторов, который подтверждает запись блока в блокчейн, перетасовка комитетов происходит каждые 32 слота - это называется эпоха.
При этом в каждом комитете может быть не менее 128 валидаторов. С увеличением количества валидаторов в сети, количество валидаторов в каждом комитете так же увеличивается.
Слот - это временной промежуток за который рассматриваются блоки на валидность для записи их в блокчейн, при этом слоты могут быть пустыми. Другими словами слот это блок в привычном понимании POW майнинга.
Что бы осуществить взлом сети Ethereum 2 все валидаторы в комитете должны принадлежать одному владельцу, что мало осуществимо, даже имея 51% всех валидаторов для взлома, из-за полностью случайного выбора валидаторов в комитет. Кроме этого существует проверка каждого валидатора на выполнение им определенных условий, что дополнительно затрудняет атаку на сеть. При не выполнении определенных требований сети валидатор исключается из работы с наложением штрафа, а валидатор который нашел и исключил из сети нарушителя наоборот получает за это премию.
Т.е. получается атака 51% на сеть ETH2 не реализуема.
Награда за POS майнинг в сети ETH2 складывается из нескольких составляющих: валидация (нахождение) блоков, проверка слотов в составе комитетов.
Распределение наград в сети ETH2 после хардфорка Altair
Награда за нахождение (валидацию) блока в сети ETH или предложение слота (proposal) составляет 8/64 доли всех выплат. Но т.к. количество слотов фиксировано во времени и выплата идет только одному валидатору, поэтому стоимость закрытия слота не меняется от количества валидаторов в сети. Меняется время между нахождением слотов для каждого валидатора - увеличивается, или наоборот уменьшается при уменьшении количества валидаторов. Оплата за каждый закрытый слот составляет примерно 0,02ETH.
Все оставшиеся выплаты идут за участие в комитетах, причем чем больше участников тем меньше выплата каждому валидатору. Но в отличии от оплаты за слоты, оплата за участие в комитетах происходит каждую эпоху для всех валидаторов. На сегодняшний день каждый валидатор получает минимум 0,00002ETH за каждую эпоху в сети ETH2.
Стоит отметить, что Выплату валидатору будут начисляться только в том случае если у него будет установлено актуальная версия ПО на сервере и сам сервер будет доступен в режиме 24/7. В противном случае (сервер с нодой ETH2 не установлен или оффлайн) валидатор будет не зарабатывать, а терять деньги в том же количестве.
Сеть криптовалюты Ethereum 2 под названием Beacon chain, которая в будущем заменит текущую POW сеть Ethereum, недавно пережила свой первый хардфорк Altair. Основным нововведением которого стала поддержка легких клиентов, т.е. теперь запуск Ethereum 2 возможен даже на самых обыкновенных смартфонах или маломощных компьютерах на подобие Raspberry Pi. Что бы сеть криптовалюты Ethereum при переходе на POS имела наибольшее распространение, т.е. стала доступна широкому кругу пользователей без посредников.
Для полноценной работы валидатора Ethereum 2, напомним, необходимо как минимум иметь 4х ядерный компьютер с 8Gb оперативной памяти и 500GB SSD. Такие достаточно серьезные требования для полноценной ноды ETH2 объясняются тем, что необходимо одновременно запускать ноду для ETH1 сети и для ETH2 сети. Причем требования к размеру SSD будут постоянно увеличиваться для хранения блокчейна сети POW и POS сети. За 6 лет блокчейн POW сети разросся до 312Gb, блокчейн ETH2 за срок менее года уже занимает около 50Gb.
Требования к размеру SSD выше указаны не для полнофункциональных нод, т.к. существуют еще архивные ноды, которые хранят полное состояние блокчейна в каждый момент времени и занимают более 9Tb для ETH1 и более 1TB для ETH2. Такие ноды обычно запускают полноценные сервисы по анализу за работой блокчейна криптовалюты, например Etherscan.com.
Но даже если Вы захотите иметь минимально возможную ноду для POS майнинга, то уже сейчас за содержание VPS сервера Вам необходимо будет платить около 50 USD в месяц хостингу или поддерживать дома работу сервера с 100% аптаймом, т.к. за каждую минуту простоя Вы будете платить штраф, т.е. терять деньги за отсутствие вашего валидатора на "рабочем месте".
Кроме низких требований к аппаратной начинке, легкие клиенты ETH2 так же предъявляют низкие требования и к интернет соединению, т.к. объем трафика составляет всего 25KB за 2 дня работы. Полноценной ноде ETH2 требуется постоянное интернет соединение 1,5-2Mbit/s
Что бы была возможность работы легких клиентов в сети Beacon chain с хардфорком Altair в сети ETH2 появился комитет синхронизации (sync committee), который часть функции легких клиентов стал брать на себя. До хардфорка Altair все комитеты были равнозначны.
Как и в обычный комитет, в комитет синхронизации, валидаторы набираются произвольным образом раз в 256 эпох или раз в 27 часов. В комитете синхронизации фиксированное количество валидаторов - 512, поэтому награда за каждый слот не уменьшается с ростом количества валидаторов, как это происходит в обычных комитетах. И на сегодняшний день оплата за работу в комитете синхронизации в 18 раз выше, чем за работу в обычном комитете (0,00036ETH за слот против 0,00002ETH) и с увеличением количества валидаторов этот разрыв будет увеличиваться.
Выплаты валидатору за участие в комитете синхронизации
Надо отметить, что при отсутствии валидатора в сети во время его назначения в комитет синхронизации, он будет получать штрафы так же в 18 раз больше, чем обычно.
Более подробно про работу легких клиентов в сети Beacon chain можно прочитать на Github.
Вывод: Мы рассмотрели только малую часть, того как в сети Ethereum 2 работает POS майнинг, буквально только основные моменты, что бы Вы могли понимать, чем майнинг Ethereum на видеокартах отличается от POS майнинга. Так же мы не стали рассказывать про шарды и про то как все таки будут объединены обе цепочки ETH1 и ETH2 в один блокчейн. На этом пути еще много рисков как технических, так и политических, юридических, а так же социальных, но одно ясно уже сейчас, что новый POS консенсус криптовалюты Ethereum отвечает сразу нескольким запросам текущего криптовалютного сообщества - это масштабируемость сети, экологичность и доступность. Чего не скажешь про текущее cостояние Ethereum, которое явно не справляется с текущей нагрузкой на сеть, о чем свидетельствует высокая цена за газ. Что не позволяет пользоваться смарт контрактами крипто энтузиастам с небольшими бюджетами (менее 1000 USD), т.к. комиссия с использованием смарт контракта может составлять 100 и более USD. С переходом Ethereum на POS и уменьшением цены на газ, уменьшением нагрузки на экологию из-за POW майнинга, Ethereum лишит преимущества другие аналогичные криптовалюты со смарт контрактами (TRON, Binance smart Chain, Solana), которые сейчас используют в первую очередь из-за значительно низкой комиcсии, что может дать новый импульс к достижению криптовалютой Ethereum звания криптовалюты номер один в мире.
