Blokų grandinės technologijos atsiradimas sukėlė skaitmeninių inovacijų išsiskyrimą. Viena pusė – Bitcoin, decentralizuotos valiutos pionierius, sukurtas pirmiausia kaip vertybės laikytojas ir mainų priemonė. Kita pusė – Ethereum, protokolas, paėmęs blokų grandinės pagrindinę technologiją ir išplėtęs ją į programuojamą ekosistemą. Tuo tarpu Bitcoin veikia kaip decentralizuota apskaitos knyga mokėjimams sekti, Ethereum veikia kaip decentralizuotas pasaulio kompiuteris. Šis skirtumas nėra tik semantinis; jis atspindi fundamentalų skirtumą architektūroje, tiksluose ir galimybėse.
Kad suprastume, kodėl Ethereum dažnai vadinamas pasaulio kompiuteriu, reikia pažvelgti už skaitmeninių pinigų koncepcijos. Platforma buvo sukurta palengvinti tarpusavio sutartis ir programas, kurios veikia be kontrolės, leidimo ar kišimosi iš trečiųjų šalių. Skirtingai nei tradicinis bendras superkompiuteris, kuris gali būti naudojamas apdoroti sudėtingus mokslo duomenis, pvz., naktinio dangaus vaizdą, Ethereum nėra skirtas žaliąja greičiu ar didelio našumo skaičiavimams. Vietoj to, tai bendra patvirtinimo platforma.
Ši platforma remiasi globaliu mazgų tinklu, kad pasiektų sutarimą dėl sistemos būsenos. „Būsena“ reiškia dabartinę kompiuteryje saugomą informaciją bet kuriuo metu. Paprastai valiutai būsena yra tik balansų sąrašas. Pasaulio kompiuteriui būsena apima kodą, programos duomenis, nuosavybės įrašus ir sudėtingus sutarčių tarpusavyje veikimus. Šiam sudėtingumui valdyti Ethereum reikalauja dviejų kritinių komponentų, kurių Bitcoin nenaudoja tuo pačiu būdu: tvirtos būsenos koncepcijos ir Ethereum Virtualios Mašinos.
Funkcinis skirtumas: Sąskaitų knyga vs. Platforma
Bitcoin buvo paleistas 2009 m. Satoshi Nakamoto, siekiant išspręsti konkrečią problemą: poreikį decentralizuotai, cenzūrai atspariai skaitmeninei valiutai. Jo architektūra tyčia yra standi, siekiant maksimaliai užtikrinti saugumą finansinėms transakcijoms. Ji naudoja skriptų kalbą, kuri nėra Turingo pilna, reiškianti, kad turi ribotas programavimo galimybes. Šis dizaino pasirinkimas apsaugo nuo begaliniams ciklams ir sudėtingoms loginėms klaidoms, darantis tinklą neįtikėtinai saugų vertės perkėlimui, bet ribotą aplikacijų kūrimui.
Ethereum, kurį 2013 m. pasiūlė Vitalik Buterin ir paleistas 2015 m., siekė pašalinti šias ribas. Tikslas buvo sukurti Turingo pilną blokų grandinę. Tai sistema, galinti vykdyti bet kokio tipo aplikaciją ar algoritmą, jei yra pakankamai resursų tai apskaičiuoti. Tuo tarpu Bitcoin dažnai lyginamas su skaitmeniniu auksu dėl savo retumo ir vertės saugojimo savybių, Ethereum geriau prilyginti globaliai operacinei sistemai ar skaitmeninei naftai, maitinančiai didžiulį aplikacijų variklį.
Paskirties skirtumas lemia mechanizmų skirtumą. Bitcoin patvirtina, kad vartotojas A nusiuntė pinigus vartotojui B. Ethereum patvirtina, kad kodo gabalas buvo vykdomas teisingai pagal iš anksto nustatytas taisykles ir atitinkamai atnaujino tinklo atmintį. Ši galimybė leidžia kūrėjams naudoti blokų grandinės infrastruktūrą kurti savo projektus, vadinamus decentralizuotomis aplikacijomis (dApps), taip sukuriant įvairiapusišką ekosistemą už paprastų valiutos pervedimų ribų.
Pagrindinių rodiklių palyginimas
Šių dviejų gigantų techninės specifikacijos atspindi jų skirtingus tikslus. Bitcoin naudoja Įrodymo pagal darbą konsensuso mechanizmą, prioritizuojantį itin aukštą saugumą prieš pralaidumą, istoriškai apdorojantį apie 7 sandorius per sekundę. Jo pasiūla griežtai ribota 21 milijonu monetų, sustiprinant jo defliacinį pobūdį.
Ethereum, iš pradžių sukurtas remiantis Įrodymu pagal darbą, perėjo prie Įrodymo pagal statymą, siekdamas pagerinti energijos efektyvumą ir mastelį. Jis siekia didesnio sandorių pralaidumo, istoriškai apie 30 per sekundę, nors tai gerinama per atnaujinimus, tokius kaip šardinimas ir 2 sluoksnio sprendimai. Jo pasiūla nėra griežtai ribota, leidžianti pinigų politikai prisitaikyti prie tinklo saugumo poreikių, dažnai rezultuojant žema ar neigiama infliacija pagal tinklo naudojimą.
| Savybė | Bitcoin | Ethereum |
|---|---|---|
| Pagrindinė paskirtis | Skaitmeninė valiuta / Vertės saugykla | Decentralizuotų aplikacijų platforma |
| Vidinė logika | Ribotas skriptas (ne-Turingo) | Turingo pilnas (EVM) |
| Konsensuso modelis | Įrodymas pagal darbą | Įrodymas pagal statymą |
Būsenos būtinumas kompiuterijoje
Kompiuterijos terminais „būsena“ yra sistemos atmintis. Tai išlaikyta informacija, leidžianti programai prisiminti, kas įvyko praeityje, ir naudoti tą informaciją nustatant, kas vyksta toliau. Paprastas skaičiuotuvas yra be būsenos; įvedate skaičiavimą, gaunate rezultatą, ir kai išvalote, atmintis dingsta. Kompiuterio kietasis diskas ar duomenų bazė yra su būsena; ji prisimena jūsų failus, prisijungimo nustatymus ir programos istoriją.
Bitcoin valdo būseną labai specifiniu, supaprastintu būdu, vadinamu Nepanaudotais Sandorių Išvestimis (UTXO). Ji seka, kurios monetos dar nebuvo išleistos. Kai moneta išleidžiama, ji suvartojama, ir sukuriamos naujos nepanauodotos išvestys. Ji iš esmės nesirūpina „sąskaitomis“ ar „vartotojo duomenimis“ tradicine prasme. Ji rūpinasi tik vertės judėjimu. Tai labai efektyvu valiutai, bet nepakankama sudėtingoms programoms.
Kad pasaulio kompiuteris veiktų, jam reikia „turtingos būsenos“. Jam reikia sekti ne tik balansas, bet ir duomenų kintamuosius, sutarčių nuosavybę, reputacijos balus ir vykstančių susitarimų logiką. Ethereum naudoja sąskaitomis pagrįstą modelį, panašų į banko sąskaitą ar el. pašto adresą. Kiekvienas Ethereum adresas turi su juo susijusią būseną. Tai leidžia išmaniosioms sutartims palaikyti nuolatinę saugyklą.
Be šios nuolatinės būsenos decentralizuotos finansai (DeFi) būtų neįmanomi. Skolinimo protokolas turi „prisiminti“, kad jūs įdėjote užstatą prieš tris mėnesius. Jam reikia sekti kaupiamas palūkanas blokas po bloko. Jam reikia žinoti tikslų likvidacijos slenkstį. Visa tai reikalauja blokų grandinės, galinčios palaikyti ir atnaujinti sudėtingą, kintančią būseną laikui bėgant, o ne tik patvirtinti paprastus monetų perkėlimus.
Ethereum Virtuali Mašina (EVM)
Ethereum gebėjimo apdoroti šią būseną širdis yra Ethereum Virtuali Mašina (EVM). EVM yra variklis, varantis visą tinklą. Tai skaičiavimo variklis, veikiantis kaip virtualus kompiuteris, paleistas kiekviename Ethereum tinklo mazge. Kai sandoris apima išmaniąją sutartį, EVM atsakinga už kodo vykdymą ir tinklo naujos būsenos nustatymą.
Supratimas apie smėlio dėžės aplinką
EVM veikia kaip „smėlio dėžės“ aplinka. Tai esminė saugumo savybė. Tai reiškia, kad kode, vykdomame EVM viduje, yra visiškai izoliuotas nuo likusio tinklo ir prieglobos mašinos failų sistemos. Kenksminga išmanioji sutartis negali pasiekti mazgo operatoriaus asmeninių failų, paleidžiančio programinę įrangą, nei lengvai sugadinti pagrindinio protokolo.
Ši izoliacija užtikrina, kad nors tinklas yra atviras ir be leidimų – reiškiantis, kad bet kas gali įkelti bet kokį norimą kodą – tinklas išlieka atsparus. Net jei kūrėjas diegia sutartį su mirtinomis klaidomis ar kenkėjišku ketinimu, žala paprastai apribojama toje konkrečioje sutartyje kontekste. EVM apdoroja instrukcijas, supranta klaidą ar galiojantį išvestį ir atitinkamai atnaujina blokų grandinės būseną, nepažeisdama sutarimo taisyklių vientisumo.
Nuo Solidity iki baitkodo
Kūrėjai nerašo kodo tiesiogiai EVM. Jie naudoja aukšto lygio programavimo kalbas, ypač Solidity, kuri panaši į JavaScript ar C++. Tačiau EVM negali suprasti Solidity tiesiogiai. Kodas turi būti „sukompiliuotas“ į žemo lygio instrukcijas, vadinamas baitkodu.
Baitkodas yra operacijų kodų (opcode) serija, kurią mašina gali efektyviai interpretuoti. Kai išmanioji sutartis diegiama Ethereum tinkle, šis baitkodas yra tai, kas iš tikrųjų saugoma blokų grandinėje. Kai vartotojas sąveikauja su dApp, jie iš esmės siunčia pranešimą EVM, nurodydami surasti konkretų baitkodą konkrečiame adrese ir vykdyti konkretų funkciją jame.
Šis procesas yra deterministinis. Tai reiškia, kad jei visi vykdo tą patį kodą su tais pačiais įvestimis, jie gaus tiksliai tą patį rezultatą. Tai gyvybiškai svarbu decentralizuotam tinklui. Kiekvienas mazgas visame pasaulyje turi sutarti dėl skaičiavimo rezultato. Jei EVM elgtųsi skirtingai ant skirtingų kompiuterių, sutarimas suyrtų, ir vieninga „pasaulio būsena“ skilų į skirtingas realybės versijas.
Dujų vaidmuo skaičiavime
Kadangi EVM yra Turingo kompleksiška, ji leidžia ciklus ir sudėtingą rekursinę logiką. Kompiuterijos moksle tai kelia riziką, vadinamą „sustojimo problema“, kur programa gali veikti amžinai, vartodama begalinius išteklius. Norint užkirsti kelią atsitiktiniam ar kenkėjiškam pasaulio kompiuterio užkimšimui begaliniu ciklu, Ethereum įvedė „dujų“ koncepciją.
Dujos yra matavimo vienetas skaičiavimo darbui, reikalingam vykdyti operacijas EVM. Kiekviena baitkodo instrukcija – skaičių sudėjimas, duomenų saugojimas, žetonų siuntimas – kainuoja tam tikrą dujų kiekį. Vartotojai turi mokėti už šias dujas naudojant Ether (ETH).
Jei skaičiavimas užtrunka per ilgai ar yra per sudėtingas, sandoris baigia dujas, kurias suteikė vartotojas, ir EVM sustabdo operaciją. Pakeitimai atšaukiami, bet mokestis vis tiek sumokamas validatoriui už jų darbą. Šis ekonominis mechanizmas užtikrina, kad tinklas negali būti užspamintas begaliniais ciklais ir ištekliai paskirstomi efektyviai tiems, kurie nori už juos mokėti.
Išmaniosios sutartys: ateities programinė įranga
Kodu, kurį vykdo EVM, supakuotas į „išmaniąsias sutartis“. Išmanioji sutartis yra kompiuterinė programa, gyvenanti blokų grandinėje. Ji apima tiek kodą (funkcijas), tiek duomenis (būseną), specifinius tai programai. Kai diegiama, išmanioji sutartis yra nekeičiama; jos logika negali būti pakeista (nebent konkreti atnaujinimo galimybė užkoduota nuo pradžių), ir ji veikia autonomiškai.
Šios sutartys leidžia „be pasitikėjimo“ sąveikas. Tradiciniame versle, jei norite sukurti pasitikėjimo fondą, kuris išleis pinigus jūsų vaikui, kai jam sukaks 18, jums reikia advokato ir banko. Turite jais pasitikėti, kad jie laikysis taisyklių ir nemismanagement fondų. Su išmaniąja sutartimi jūs pasikliaujate kodu. Galite patikrinti logiką patys. Jei sąlyga (sukanka 18) įvykdyta, veiksmas (išleisti fondus) įvyksta automatiškai.
Išmaniosios sutartys yra decentralizuotų programų statybos blokai. Jos gali tvarkyti paprastą logiką, kaip siųsti 1 ETH draugui, ar sudėtingą logiką, kaip valdyti decentralizuotą biržą, kur tūkstančiai vartotojų prekiauja akcijomis vienu metu. EVM užtikrina, kad šios sutartys vykdomos tiksliai kaip parašyta, teikdama skaidrumą ir saugumą, kurio negali prilygti tradiciniai centralizuoti serveriai.
Decentralizuotos programos (dApps)
Kai sujungiate išmaniąsias sutartis su vartotojo sąsaja (priekinis galas), gaunate decentralizuotą programą, arba dApp. Pabaigos vartotojui dApp gali atrodyti kaip standartinė svetainė ar mobilioji programa. Tačiau galinis galas yra fundamentaliai kitoks. Užuot jungęsis prie centralizuotos duomenų bazės, valdomos įmonės kaip Google ar Amazon, programa jungiasi prie Ethereum blokų grandinės.
dApps yra be leidimų. Bet kas gali jas naudoti be prieigos prašymo. Jos taip pat atsparios cenzūrai. Kadangi logika gyvena decentralizuotame tūkstančių mazgų tinkle, jokia vienintelė subjektas, vyriausybė ar korporacija negali išjungti programos ar ištrinti duomenų.
dApp architektūra paprastai apima tris pagrindinius komponentus. Pirma, išmaniosios sutartys, apibrėžiančios verslo logiką. Antra, blokų grandinė, sauganti būseną ir istoriją. Trečia, žetonai, veikiantys kaip kuras (dujos) ar valiuta programoje. Ši struktūra perduoda kontrolę vartotojui. Web 2.0 programoje platforma valdo jūsų duomenis. Web 3.0 dApp, jūs valdote savo duomenis ir turtus, sąveikaudami su programa per savo privačią piniginę.
EVM įgalintos naudojimo sritys
Turingo kompleksiškos virtualios mašinos ir turtingos būsenos derinys sukėlė kripto ekonomikos sektorius, kurie paprasčiausiai negalėtų egzistuoti ant Bitcoin paprastesnės architektūros.
Decentralizuotos finansai (DeFi)
DeFi yra ryškiausias Ethereum naudingumo pavyzdys. Jis siekia atkurti tradicinę finansų sistemą – bankus, biržas, skolinimo stalus, draudimą – be tarpininkų. Protokolai kaip Aave ar Uniswap iš esmės yra išmaniųjų sutarčių rinkiniai.
DeFi skolinimo protokole „bankas“ yra lėšų baseinas, užrakintas išmaniojoje sutartyje. „Banko vadovas“ yra EVM kodas, skaičiuojantis palūkanų normas pagal pasiūlą ir paklausą. Ethereum būsenos galimybė seka, kiek užstato pateikė vartotojas, ir automatiškai likviduoja jų poziciją, jei vertė nukrenta per žemai. Tai vyksta skaidriai ir matematiškai, pašalindama žmogišką šališkumą ir kontrpartijos riziką.
Nepermainomi žetonai (NFT)
NFT visiškai remiasi galimybe saugoti unikalius būsenos duomenis. ERC-721 žetonas (NFT standartas) yra išmanioji sutartis, sekanti unikalių identifikatorių nuosavybę. Kai perkate skaitmeninio meno kūrinį ar virtualaus nekilnojamojo turto sklypą, EVM atnaujina tos sutarties būseną, siejant tą konkretų daiktą su jūsų piniginės adresu.
Ši technologija plečiasi už meno ribų į žaidimus ir tapatybę. Bloku grandine pagrįstuose žaidimuose kardas ar personažas, kurį uždirbate, yra NFT. Kadangi jis gyvena viešoje Ethereum būsenoje, jūs tikrai jį valdote. Galite parduoti trečiosios šalies turguje ar potencialiai perkelti į kitą žaidimą. Ši tarpusavyje suderinamumas įmanomas tik dėl bendros, standartizuotos EVM aplinkos.
Decentralizuotos autonominės organizacijos (DAO)
DAO reprezentuoja naują žmogaus koordinacijos organizavimo būdą. Jos yra organizacijos, valdomos kodo, o ne korporatyvinės hierarchijos. Organizacijos taisyklės įrašytos į išmaniąsias sutartis. Nariai paprastai turi valdymo žetonus, suteikiančius balsavimo teises.
Kai reikia priimti sprendimą – pvz., kaip išleisti iždo lėšas – nariai balsuoja grandinėje. EVM susumuoja balsus pagal žetonų likučius, užfiksuotus būsenoje. Jei pasiūlymas praeina, išmanioji sutartis gali automatiškai vykdyti sandorį, pervesdama lėšas į nurodytą projektą. Tai sukuria skaidrią, demokratišką struktūrą, vykdančią sprendimus be poreikio generaliniam direktoriui ar direktorių tarybai rankiniu būdu autorizuoti mokėjimus.
Mastelis ir tinklo evoliucija
Šių programų didžiulis populiarumas išryškino EVM apdorojimo galios ribas. Kadangi kiekvienas mazgas turi apdoroti kiekvieną sandorį, kad palaikytų sinchronizuotą būseną, tinklas gali užsikimšti. Tai lemia aukštas dujų mokesčius, nes vartotojai kyla kainą, kad jų sandoriai būtų apdoroti pirmiausia.
Norėdami to išspręsti, Ethereum bendruomenė siekė agresyvių atnaujinimų. Perejimas prie Proof-of-Stake (Ethereum 2.0) buvo pamatinis žingsnis, sumažinęs energijos suvartojimą daugiau nei 99% ir paruošęs pagrindą būsimiems mastelio gerinimams kaip sharding. Sharding siekia padalyti duomenų bazę horizontaliai, paskirstant krūvį taip, kad ne kiekvienas mazgas turėtų apdoroti kiekvieną duomenų gabalėlį.
Be to, atsirado Layer-2 mastelio sprendimai. Technologijos kaip Optimistic Rollups (naudojami Arbitrum ir Optimism) ir Zero-Knowledge Rollups leidžia sandorius apdoroti ne pagrindinėje grandinėje. Šie sluoksniai tvarko sunkius skaičiavimus ir paskui paskelbia suspaustą duomenų santrauką atgal į pagrindinį Ethereum tinklą. Tai išnaudoja Ethereum pagrindinio tinklo saugumą, siūlydamas daug greitesnius ir pigesnius sandorius vartotojams.
EVM suderinamumas ir standartizacija
Ethereum dizaino įtaka siekia toli už jo tinklo ribų. Ethereum Virtuali Mašina tapo pramonės standartu išmaniųjų sutarčių vykdymui. Dėl tvirtų kūrėjų įrankių, dokumentacijos ir vartotojų bazės, susijusios su Ethereum, daugelis kitų blokų grandinių pasirinko būti „EVM suderinamos“.
Blokų grandinės kaip BNB Smart Chain (BSC), Avalanche ir Polygon naudoja EVM architektūrą. Tai reiškia, kad kūrėjai, rašantys kodą Ethereum, gali diegti tas pačias programas į šiuos kitus tinklus su minimaliais pakeitimais. Tai taip pat reiškia, kad vartotojai gali naudoti tas pačias pinigines, kaip Bitcoin.com Wallet ar MetaMask, sąveikauja su šiais skirtingais tinklais.
Ši standartizacija sukūrė masinį tinklo efektą. Pagerinimai, padaryti EVM, naudingi ne tik Ethereum, bet visai tarpusavyje susijusių blokų grandinių ekosistemai. Tai leidžia daugiagrandinei ateičiai, kur skirtingi tinklai konkuruoja greičiu, kaina ar saugumu, bet vis dar kalba ta pačia fundamentalia kodo kalba.
Kilmė ir žetonų platinimas
Kelias į šią decentralizuotą ekosistemą prasidėjo 2014 m. minios pardavimu. Skirtingai nei Bitcoin, kuris buvo iškastas į egzistenciją ankstyvųjų adoptuotojų nuo nulio, Ethereum paleistas su išankstiniu pardavimu plėtrai finansuoti. Dalyviai siuntė Bitcoin mainais už Ether. Šis pradinis platinimas lėmė 60 milijonų ETH paskirstymą dalyviams, dar 12 milijonų atidėti Ethereum Foundation ir ankstyviems dalyviams.
Šis platinimo modelis buvo diskusijų taškas dėl decentralizacijos. Ankstyvomis dienomis pasiūla buvo labai koncentruota. Tačiau laikui bėgant platinimas išsiplėtė, kai ankstyvi pirkėjai pardavė naujiems įeinantiems ir nauja pasiūla buvo išleista per kasimą (dabar stakingą).
„Patikimo neutralumo“ koncepcija išlieka centrinė Ethereum etosoje. Nepaisant pradinės koncentracijos, tinklas evoliucionavo į įvairiapusišką ekosistemą, kur joks vienintelis subjektas nekontroliuoja protokolo. Perejimas prie decentralizuotos valdymo kultūros užtikrina, kad „operacinė sistema“ evoliucionuoja atitikdama vartotojų poreikius, o ne centralizuotos korporacijos pelną.
Išvada
Skirtumas tarp Bitcoin ir Ethereum reprezentuoja blokų grandinės technologijos evoliuciją nuo specifinio finansinio įrankio iki universalios paskirties. Bitcoin tobulino skaitmeninę apskaitos knygą, sukurdama saugų, nekeičiamą vertės perkėlimo įrašą. Ethereum paėmė tą pagrindą ir pridėjo kritinius būsenos ir skaičiavimo sluoksnius. Įdiegdamas Ethereum Virtualią Mašiną, jis suteikė standartizuotą variklį, galintį vykdyti sudėtingą logiką.
Palikdamas turtingą, nuolatinę būseną, Ethereum leido tai logikai prisiminti praeitį ir valdyti ateitį. Šis derinys pavertė blokų grandinę iš pasyvaus įrašų tvarkytojo į aktyvų, programuojamą skaitmeninės ekonomikos dalyvį. Tai įgalino visiškai naujų turto klasių, finansinių sistemų ir organizacinių struktūrų kūrimą, veikiančių autonomiškai.
Kai tinklas toliau mastelina ir evoliucionuoja, EVM vaidmuo kaip standartas decentralizuotam skaičiavimui atrodo vis labiau saugus. Ar per pagrindinį tinklą, ar per gausybę suderinamų sluoksnių ir grandinių, „pasaulio kompiuteris“ teikia infrastruktūrą naujai interneto iteracijai, kur vartotojai valdo savo duomenis, o kodas vykdomas ištikimai be poreikio patikimiems tarpininkams.
Pasaulio kompiuteris leidžia pakeisti pasitikėjimą institucijomis kodo patvirtinimu.