Lancering Ethereum 2.0 staat voor de deur, dit is wat je erover weten moet

De kans is groot dat je weleens van Ethereum hebt gehoord. Niet? Duik dan even onze kennisbank in voordat je verder leest, zodat je bekend bent met wat Ethereum is en waar het zijn populariteit aan te danken heeft.

Verbeteringen

Eerst even terug naar de basis. Ethereum staat voor “open toegang tot digitaal geld en decentrale applicaties”. Vooral met dat laatste is Ethereum groot geworden, onder andere door bedrijven en ontwikkelaars te voorzien in de infrastructuur die nodig is voor de bouw en uitrol van die dapps.

Het project kent een relatief lange lijst van oprichters. Van hen zijn Vitalik Buterin en Joseph Lubin de bekendste namen die nog steeds actief betrokken zijn bij de ontwikkeling van hun geesteskind. Hun missie? Komen tot “the world's programmable blockchain”. Ze omschrijven het als een nieuw tijdperk van het internet, gebaseerd op een neutrale en open infrastructuur. Waar geld en betalingen zijn ingebouwd, gebruikers hun eigen gegevens bezitten, iedereen toegang toe heeft en apps je niet kunnen afluisteren. Intussen zijn er tientallen projecten en bedrijven met een soortgelijke missie opgestaan, maar een echte Ethereum-killer zat er nog niet tussen: de voorsprong van Ethereum bleek telkens te groot.

Op 30 juli 2015 zag Ethereums genesis block het licht; de start van het publieke netwerk. Sindsdien heeft het netwerk meerdere grote upgrades gehad, gericht op het vergroten van de mogelijkheden van Solidity, de programmeertaal die aan de basis staat van smart contracts, het verhogen van de verwerkingssnelheid van het netwerk en het verlagen van de kosten van het gebruik ervan.

Die laatste twee eigenschappen, snelheid en kosten, zijn een terugkerend thema. Ethereum kan nu tussen de 10 en 15 transacties per seconde verwerken. Dat plafond laat zich, gegeven de huidige infrastructuur, lastig verhogen. Voor miners is dat goed nieuws: des te meer mensen een transactie verwerkt willen hebben, des te hoger de kosten die zij daarvoor in rekening kunnen brengen. Daar tegenover staan dus de gebruikers van Ethereum, die regelmatig diep in de buidel moeten tasten om hun transactie op een bruikbare termijn verwerkt te hebben.

Het gaat daarbij niet alleen om het versturen van ether, maar ook om het uitvoeren van smart contracts, de bouwstenen waarmee dapps in elkaar zitten. Denk aan het wisselen van valuta op een decentrale exchange, een zet in een spel, het rollen van de dobbelstenen in een casino of het afsluiten van een lening. Een deel van al die activiteit is afhankelijk van microtransacties, kleine en snelle verrekeningen waarmee gegevens worden vastgelegd. Met transactiekosten die oplopen tot 5 dollar of meer is daar natuurlijk weinig micro meer aan.

Dit onderliggende spel van vraag en aanbod wordt gezien als een dodelijk manco: Ethereum zelf voorkomt dat het Ethereum kan zijn. De oplossing? Een rigoureuze upgrade.

Grote upgrade

Ethereum heeft al heel wat upgrades – in de vorm van soft- en hardforks – achter de rug.

Het ging om verfijning van het netwerk, bestaande onderdelen die steeds wat beter gingen werken, maar nog altijd in het tempo dat bepaald wordt door het onderliggende protocol. Waarom dan niet gewoon het protocol omgooien? Helaas, dat kan niet zonder de veiligheid of decentralisatie van het netwerk op het spel te zetten. Om de problemen rond schaalbaarheid op te lossen, is vernieuwing van het protocol nodig. Een grote upgrade, waaraan gerefereerd wordt met de namen Ethereum 2.0, Eth 2, en Serenity.

Als je niet tot de groep mensen behoort die op dagelijkse basis bezig is met de doorontwikkeling van Ethereum is het allemaal lastig te volgen, niet in de laatste plaats omdat de terminologie zelf verwarrend werkt. Men wil eindgebruikers natuurlijk niet belasten met een technisch probleem. Voor hen moet Ethereum gewoon Ethereum blijven, en een ether (ETH) een ether (ETH). Maar de upgrade is zo omvangrijk dat er wel gesproken móet worden over een onderscheid tussen Ethereum 1.0 (ETH) en Ethereum 2.0 (ETH2).

Waarom? Dat laat zich het best uitleggen aan de hand van een analogie. Zie de huidige versie van Ethereum als een rijdende bus. Aan die bus is meermaals gesleuteld en binnen de grenzen van het ontwerp van de bus is er aan veiligheid, capaciteit en snelheid weinig meer winnen. Jammer, want er is veel meer vraag naar transport dan waar die bus in kan voorzien. Daarom wordt er, terwijl de bus op maximale snelheid onderweg is, op een andere plek aan een plaatsvervangend vervoermiddel gewerkt, een gloednieuwe trein. Eerst de locomotief, daarna de wagons en daarna de binnenbekleding. Op den duur neemt de trein al het vervoer – en meer – van de bus over.

‘Okay, maar hoe stappen passagiers over van een rijdende bus naar een rijdende trein?” Goede vraag. Nu komen we op het punt dat we wat van je fantasie vragen, want tussen de bus en de trein hangt een magische brug. Daar mag je overheen door je bij de treinconducteur te melden. In eerste instantie is er in de trein nog niet zoveel te beleven, maar er komt een punt waarop de trein met een stevige kabel aan de bus gekoppeld wordt, waardoor zijn maximumsnelheid zeker 10 keer hoger komt te liggen. Uiteindelijk wordt de bus in zijn geheel door de trein opgeslokt; de bus komt dan in één van de 64 wagons van de trein te staan.

De term ‘Ethereum 2.0’ staat voor de bouw van de trein én de transitie van bus naar trein. Uiteindelijk blijft alleen de trein over, maar in de tussenliggende periode moeten we het doen met verwarrende terminologie, omdat er twee netwerken naast elkaar draaien. Dat is de reden dat er tijdelijk twee verschillende assets schuilgaan (ETH en ETH2) onder dezelfde naam: ether. Uiteindelijk zal dat verschil weer verdwijnen, blijft er maar één ether over, en met een beetje geluk hebben eindgebruikers van deze tussentijd geen last gehad.

Enfin, bij zo’n grootschalige onderneming hoort een gefaseerd bouwplan. De eerste drie fases zijn redelijk concreet.

De eerste fase heeft betrekking op de bouw van de locomotief: de Beacon Chain. Dat is de blockchain die belast is met het draaien van het nieuwe Proof of Stake-protocol. In deze context komt het woord ‘Casper’ wel eens langs, de bijnaam van het protocol.

De tweede fase heeft betrekking op de bouw van de wagons van de trein: de Shard Chains. Ethereums blockchain wordt feitelijk in 64 delen (de shards) geknipt, waardoor het mogelijk wordt om gelijktijdig veel meer transacties te verwerken en bewaren dan nu het geval is.

De derde fase heeft betrekking op de aankleding van de wagons: Execution Engines. Alle shards worden uitgerust met de machinerie om smart contracts en andere toepassingen uit te voeren. Pas op dit punt kan het werk dat de bus tot dusver heeft geleverd in zijn geheel worden overgenomen. Die rijdt één van de wagons in, haakt aan op het ritme van de trein en laat zijn eigen consensusprotocol achter op het rangeerterrein: Ethereums huidige Proof of Work kan dan eindelijk worden uitgeschakeld.

Hoe later de fase, hoe minder concreet de invulling ervan. Vooralsnog verwacht men de derde fase “in 2021 of 2022” te kunnen voltooien. Is daarna de volledige roadmap verwerkt? Zeker niet. Nu al wordt over de vierde, vijfde en zesde fase gesproken. Genoeg te doen, dus.

This is my approximate view of what the next ~5-10 years of eth2 and beyond might look like.

Roadmap below reflects my own views, others (including future versions of me) may have different perspectives! Details may of course change as we discover new info or new tech. pic.twitter.com/wynMVC04Ag

— vitalik.eth (@VitalikButerin) March 18, 2020

Net als met andere grote verbouwingen bestaat er kans op uitloop door onvoorziene omstandigheden of simpelweg omdat er fouten worden gemaakt. Zo stond de lancering van Serenity in de originele roadmap gepland voor 2017 of 2018. De invulling ervan veranderde onder de noemer van Ethereum 2.0 en werd herpland naar januari 2020. Dat werd juli en daarna werd het november: de treinconducteur mocht eindelijk aan het werk.

Lancering Beacon Chain

Waar men spreekt over de ‘lancering van Ethereum 2.0’ bedoelt men dat afronding van de eerste fase van het hierboven besproken bouwplan. Het heeft bloed, zweet en tranen gekost, maar de locomotief van de trein is gebouwd en die wacht nu op het startsein om te mogen vertrekken. Waar hij op wacht? Passagiers die er geld voor over hebben om vanaf het eerste moment mee op reis te gaan.

De lancering van de Beacon Chain is de eerste stap in de verandering van Proof of Work (PoW) naar Proof of Stake (PoS). In de context van PoW zijn het miners die transacties verwerken, ze bundelen tot block en daarvoor worden beloond. In de context van Ethereum’s PoS zijn het validators die deze taken uitvoeren. Ze worden beloond voor het werk dat ze uitvoeren om het netwerk aan consensus te helpen en gestraft voor gedrag dat dit in de weg zit. Kan iedereen een validator worden? Ja, maar niet zomaar: om mee te mogen doen, moet je een bedrag van 32 ether (op dit moment ongeveer 14.500 dollar) inleggen. Pas als er minimaal 16.384 validators zijn ingestapt, en er dus minstens 524.288 ether op het spel staat, start de locomotief zijn motor en begint zijn reis. Dat doet hij overigens niet eerder dan 1 december 2020.

Sinds 4 november kunnen mensen gebruik maken van de brug tussen het huidige Ethereum en de vernieuwde versie. Die wordt gevormd door het Eth2 Deposit Contract, een smart contract die fungeert als de treinconducteur die bijhoudt wie zich aanmeldt als validator. Om het aanmelden te vereenvoudigen, gebruikt men de Eth2 Launch Pad. Daarmee wordt een geïnteresseerde door de aanmeldprocedure heen geloodst, waar het onderkennen van diverse risico’s en verantwoordelijkheden onderdeel van is. Nadat je 32 ether bij de treinconducteur hebt afgegeven, ontvang je een toegangsbewijs om als validator in de locomotief plaats te nemen. De treinconducteur wisselt je ingeleverde ether (ETH) om voor nieuwe (ETH2) en wijst die toe aan het adres van je validator. Je bent de inleg dus niet kwijt, maar je kan het niet meer gebruiken, totdat de trein de functie van de bus volledig heeft overgenomen.

Het heeft geen zin om meer dan 32 ether per validator op het spel te zetten. Hoewel het technisch geen enkel probleem is om meer dan dat op de balans van een validator te zetten, wordt de beloning die je ontvangt altijd berekend ten opzichte van wat bekend staat als de effective balance, een rekenwaarde die is gemaximeerd op 32 ether. Dus, wil je meer? Dan zal je een tweede, derde, of vierde validator in het leven moeten roepen.

Maar let op, voordat je enthousiast aan de slag gaat, er zijn diverse risico’s.

Je kan een deel verliezen van wat je op het spel hebt gezet, je stake. Een validator wordt geacht zich goed te gedragen. Dat betekent dat je niet probeert te sjoemelen en dat je validator altijd bereikbaar is. Lukt dat niet? Dan wordt er wat van je inleg afgepakt, net zolang totdat je meer dan de helft van je inleg bent kwijtgeraakt: je wordt dan als validator verbannen van het netwerk.

Hou rekening met opportuniteitskosten. Je gaat een commitment aan voor de lange termijn, want je inleg van 32 ether is voor een nog onbekende periode onbruikbaar. Dat zijn duizenden dollars die je niet voor een ander doeleinde kan gebruiken.

Je stelt je bloot aan een nieuw en ongetest asset. Je neemt deel aan een netwerk met een bekende naam, maar feitelijk is de gehele architectuur nieuw, waaronder het asset dat je op het spel zet: ETH2. Deze munt is in eerste instantie niet verhandelbaar en het is niet uitgesloten dat de marktprijs ervan in eerste instantie verschilt met die van ETH.

De software die je gebruikt kan (dure) bugs bevatten. Als validator maak je gebruik van één van de beschikbare Ethereum 2-clients, zoals Lighthouse, Nimbus, Prysm of Teku. Vanzelfsprekend heeft deze software nog maar weinig vlieguren achter de kiezen. Defecten in de software kunnen leiden tot verlies van geld.

Deelname vereist een serieuze tijdsinvestering. Dat je 32 ether nodig hebt als onderpand is een detail in een veel groter verhaal. Hou rekening met een steile leercurve, waarin je te maken krijgt met nieuwe terminologie, soms sterk technische documentatie, een nieuwe vorm van key management en nieuwe tokenomics.

Hoe verder?

Het mag duidelijk zijn dat Ethereum 2.0 geen oplossing is voor de schaalbaarheidsproblemen waar Ethereum nú mee te maken heeft, simpelweg omdat de bouw ervan enkele jaren in beslag neemt. Voor de overbrugging van de tussenliggende periode moet er dus nog functionaliteit uit de hoge hoed getoverd worden om het huidige ecosysteem op convenabele wijze overeind te houden. Op dit moment richt men zich op technieken die Ethereums blockchain ontlasten, zoals rollups, state channels, plasma, en sidechains. Het voert te ver om daarop in te gaan in dit artikel, dus daarover later meer.

Voordat we afsluiten een korte Ethereum 2.0-resumé:

• Ethereum 2.0 is de naam van een grote upgrade aan Ethereum.
• De eerste fase draait om de Beacon Chain. Dat is een op Proof of Stake gebaseerde blockchain die naast het bestaande komt te draaien.
• De Beacon Chain gaat live op 1 december, mits er voldoende validators bereid zijn om aan het netwerk deel te nemen.
• De gehele upgrade gaat meerdere jaren duren.
• Tijdens de upgrade bestaan er twee assets (ETH en ETH2) met dezelfde naam (ether). ETH is de ether die nu verhandelbaar is. In de praktijk is ETH2 niet te gebruiken en enkel relevant voor validators.
• Uiteindelijk neemt de nieuwe blockchain al het werk over van de huidige. Daarmee komt ook een einde aan het bestaan van twee assets met dezelfde naam.

Het is belangrijk om je te realiseren dat je als eindgebruiker niets hoeft te doen. Wie dan wel? Ethereum 2 is op dit moment alleen relevant voor ontwikkelaars en early adopters die aan het ontwikkelproces willen deelnemen, om te helpen bij de totstandkoming van het nieuwe netwerk enerzijds en zich bloot te stellen aan de mogelijkheid er wat aan te verdienen als validator.

Hoewel de lancering van de Beacon Chain voor Ethereum-ontwikkelaars een belangrijke mijlpaal is, gaat het feitelijk slechts om de afronding van het eerste segment van een nog lange route. De focus wordt daarna naar de totstandkoming van Shard Chains verlegd, een thema waarover het laatste nog niet is gezegd, zowel door ons als door Ethereum-ontwikkelaars zelf.

Wordt vervolgd!