PODSTAWY ETHEREUM WYJAŚNIONE: KONTA, KONTRAKTY, WALIDATORY I OPŁATY

Ethereum to zdecentralizowana platforma blockchain, która umożliwia transakcje peer-to-peer za pomocą inteligentnych kontraktów bez polegania na centralnym organie. Podstawowym aspektem korzystania z Ethereum jest zrozumienie jego podstawowych komponentów. Zacznijmy od kont Ethereum, które pełnią funkcję cyfrowych tożsamości w sieci.

Rodzaje kont Ethereum

Istnieją dwa rodzaje kont Ethereum:

• Konta należące do podmiotów zewnętrznych (EOA): Konta te, kontrolowane za pomocą kluczy prywatnych, należą do poszczególnych użytkowników. Mogą inicjować transakcje i przechowywać kryptowaluty.
• Konta kontraktowe: Są to inteligentne kontrakty wdrożone w blockchainie Ethereum. W przeciwieństwie do EOA, nie są one kontrolowane za pomocą kluczy prywatnych, lecz za pomocą kodu przechowywanego w blockchainie. Działają tylko po uruchomieniu przez inną transakcję.

Struktura konta

Każde konto Ethereum składa się z następujących zmiennych:

• Nonce: Licznik liczby transakcji wysłanych z konta.
• Saldo: Ilość etheru (ETH) przechowywana na koncie.
• Storage Root: Skrót główny klucza Merkle Patricia, który koduje zawartość konta (wykorzystywany głównie przez kontrakty).
• Code Hash: Skrót kodu EVM konta (również specyficzny dla kontraktów).

Generowanie adresów Ethereum

Adresy Ethereum są generowane z klucza publicznego konta będącego własnością zewnętrzną. Dokładniej, proces ten polega na pobraniu ostatnich 20 bajtów skrótu Keccak-256 klucza publicznego, co generuje 40-znakowy identyfikator szesnastkowy. Wszystkie interakcje w sieci Ethereum korzystają z tych adresów.

Kluczowe role kont

• Inicjowanie i odbieranie transakcji
• Wdrażanie i interakcja z inteligentnymi kontraktami
• Przechowywanie i przesyłanie tokenów ETH i ERC-20

Bezpieczeństwo klucza prywatnego konta jest kluczowe. Każdy, kto ma do niego dostęp, może kontrolować powiązane środki i uprawnienia.

Bezpieczeństwo klucza publicznego i prywatnego

Własność konta Ethereum jest ustalana za pomocą kryptografii kluczy. Klucz prywatny potwierdza tożsamość właściciela konta, a klucz publiczny umożliwia innym weryfikację podpisów. Utrata klucza prywatnego zazwyczaj oznacza trwałą utratę dostępu do środków.

W przeciwieństwie do tradycyjnej bankowości, w przypadku kont Ethereum nie ma opcji „zapomniałem hasła”. Dlatego niezwykle ważne jest bezpieczne przechowywanie kluczy i fraz odzyskiwania, często korzystając z portfeli sprzętowych dla dodatkowej ochrony.

Jedną z charakterystycznych cech Ethereum jest obsługa inteligentnych kontraktów. Są to samoczynnie wykonujące się fragmenty kodu, które automatycznie egzekwują warunki umowy. Inteligentne kontrakty rewolucjonizują zdecentralizowane aplikacje (dApps), eliminując potrzebę pośredników.

Czym jest inteligentny kontrakt?

Inteligentne kontrakty to programy przechowywane w blockchainie Ethereum. Po wdrożeniu wykonują one z góry określone działania po spełnieniu określonych warunków. Inteligentne kontrakty działają deterministycznie, co oznacza, że ​​dla danego wejścia i stanu zawsze generują ten sam wynik.

Programowanie inteligentnych kontraktów

Większość inteligentnych kontraktów Ethereum jest napisana w Solidity, języku programowania wysokiego poziomu inspirowanym JavaScript i C++. Po napisaniu i przetestowaniu, programiści kompilują inteligentny kontrakt do kodu bajtowego zgodnego z EVM, który jest wdrażany w blockchainie.

Cykl życia inteligentnego kontraktu

1. Programowanie: Kod jest pisany w Solidity i testowany w środowiskach programistycznych, takich jak Remix lub Truffle.
2. Wdrożenie: Kontrakt jest wdrażany poprzez transakcję. Po pomyślnym zakończeniu transakcji tworzony jest nowy adres kontraktu.
3. Interakcja: Użytkownicy lub inne kontrakty wchodzą w interakcję z wdrożonym kontraktem, wysyłając transakcje zawierające wywołania funkcji i parametry.

Kluczowe właściwości

• Niezmienność: Po wdrożeniu kodu inteligentnego kontraktu nie można zmienić. Aktualizacje wymagają wdrożenia nowej wersji.
• Niezaufane: Eliminują potrzebę zaufania do centrali lub pośrednika.
• Przejrzyste: Kod jest publicznie weryfikowalny w blockchainie, co oznacza, że ​​każdy może go odczytać i zweryfikować.

Przypadki użycia inteligentnych kontraktów

• Zdecentralizowane finanse (DeFi): Umożliwiają udzielanie pożyczek i handel bez pośredników.
• Zarządzanie łańcuchem dostaw: Śledzi pochodzenie i przepływ towarów w sposób przejrzysty.
• Zdecentralizowane głosowanie: Zapewnia odporne na manipulacje wybory z natychmiastowymi wynikami.
• Niezamienne tokeny (NFT): Regulują emisję i transfer unikalnych cyfrowych zasoby.

Ograniczenia inteligentnych kontraktów

Pomimo swojego potencjału, inteligentne kontrakty mają ograniczenia:

• Błędy i luki w zabezpieczeniach: Źle napisane kontrakty są podatne na ataki hakerskie, co sprawia, że ​​audyty bezpieczeństwa są niezbędne.
• Koszty gazu: Każdy etap realizacji wymaga gazu; interakcja ze złożonymi kontraktami może być kosztowna.
• Nieodwracalność: Po wdrożeniu poprawki błędów lub wycofania muszą być obsługiwane za pomocą nowych wdrożeń lub kontraktów pomocniczych.

Podsumowując, inteligentne kontrakty stanowią potężne narzędzie do automatyzacji i zdecentralizowanej logiki aplikacji, ale wymagają starannego projektowania i kontroli, aby były skuteczne.

Ethereum przeszło z proof-of-work (PoW) na proof-of-stake (PoS) we wrześniu 2022 roku. Wydarzenie to powszechnie znane jest jako The Merge. Ta aktualizacja fundamentalnie zmieniła sposób, w jaki Ethereum zabezpiecza swoją sieć i przetwarza transakcje, zastępując górników walidatorami.

Rola walidatorów

Walidatorzy to użytkownicy, którzy blokują ETH (proces zwany stakingiem), aby uzyskać prawo do proponowania i walidowania nowych bloków. Minimalna wymagana stawka wynosi 32 ETH, choć mniejsze kwoty można wykorzystać za pośrednictwem pul stakingowych.

Walidatorzy są wybierani losowo, aby proponować nowe bloki i potwierdzać te zaproponowane przez innych. Muszą pozostać online i działać uczciwie; W przeciwnym razie ryzykują karą w postaci „obcięcia” części swojego stakowanego ETH.

Opłaty transakcyjne i gaz

W Ethereum opłaty transakcyjne są naliczane za pomocą jednostki zwanej gazem. Każda operacja w sieci Ethereum — niezależnie od tego, czy wysyłanie ETH, transfer tokenów, czy interakcja z inteligentnym kontraktem — zużywa gaz.

Całkowita opłata uiszczana przez użytkownika wynosi:

Całkowita opłata = Zużyte jednostki gazu × Cena gazu

• Limit gazu: Maksymalna ilość gazu, jaką użytkownik jest skłonny wykorzystać do transakcji.
• Cena gazu: Ilość ETH (w gwei), jaką użytkownik jest skłonny zapłacić za jednostkę gazu.

Aktualizacja EIP-1559

Wprowadzona w sierpniu 2021 r., aktualizacja EIP-1559 zrewolucjonizowała mechanizm opłat Ethereum. Wprowadzono:

• Opłata podstawowa: Opłata niepodlegająca negocjacjom, spalana i usuwana z obiegu.
• Opłata priorytetowa (napiwek): Opcjonalna płatność mająca na celu zachęcenie walidatorów do priorytetowego traktowania transakcji użytkownika.

Dzięki temu opłaty za gaz są bardziej przewidywalne, a spalanie opłaty podstawowej przyczynia się do presji deflacyjnej ETH.

Jak opłaty wpływają na użytkowników

Użytkownicy muszą płacić opłaty za gaz, niezależnie od tego, czy przesyłają ETH, czy wykonują funkcję w inteligentnym kontrakcie. Bardziej złożone operacje kosztują więcej gazu. Gdy sieć jest przeciążona, ceny gazu gwałtownie rosną z powodu konkurencji o oferty szybkiego dodawania do bloków.

Zmniejszanie kosztów transakcyjnych

Istnieje kilka strategii obniżania lub ograniczania kosztów transakcyjnych:

• Czas: Unikaj handlu w godzinach szczytu, gdy zapotrzebowanie na przestrzeń blokową jest wysokie.
• Rozwiązania warstwy 2: Platformy takie jak Arbitrum, Optimism i zkSync oferują znacznie niższe opłaty, przetwarzając transakcje poza łańcuchem i przesyłając skompresowane dane do Ethereum.
• Przetwarzanie wsadowe: Łącz wiele transakcji w jedną, gdy jest to możliwe.

Nagrody dla walidatorów po połączeniu

Walidatorzy są nagradzani za dodawanie bloków do blockchaina i poświadczanie ich innym. Nagrody obejmują:

• Podstawowe nagrody, wypłacane bezpośrednio za wykonywanie zadań
• MEV (wartość ekstrakcyjna górników), teraz przekazywana walidatorom za pośrednictwem nowej infrastruktury
• Priorytetowe opłaty i napiwki od użytkowników

Przejście Ethereum na PoS okazało się bardziej zrównoważone dla środowiska, a jednocześnie poprawiło bezpieczeństwo i skalowalność. Przyszłość leży w ciągłych ulepszeniach, takich jak Shard Chains i Danksharding, które zapewnią wyższą przepustowość przy niższych opłatach.