В чем разница между софт и хард-форками?

В сентябре 2022 года Ethereum претерпел самое преобразующее обновление в своей истории. Обновление Beacon Chain было не просто рутинным обновлением — оно полностью переопределило основу сети. Ethereum отказался от своего механизма консенсуса Proof of Work ( PoW ) - энергоемкого протокола, который до сих пор использует Bitcoin, в пользу более экологичного и масштабируемого Proof of Stake (PoS). За одну ночь дорогостоящие майнинговые установки, на которые полагались валидаторы Ethereum, устарели. Чтобы остаться в игре, валидаторы теперь должны были делать стейкинг в размере 32 ETH, что ознаменовало фундаментальный сдвиг в работе Ethereum.

Изменение не подлежало обсуждению. Валидаторы, которые отказались обновить свои узлы, были фактически заблокированы от консенсуса основной сети Ethereum. Ethereum принял хардфорк — обязательное обновление, которому должен был соответствовать каждый узел для сохранения подключения к сети

У Bitcoin был свой собственный исторический момент в ноябре 2021 года с обновлением Taproot. Это обновление представило новые возможности, повысив конфиденциальность и проложив путь для таких инноваций, как Ordinals. Однако, в отличие от обновления Beacon Chain Ethereum, Taproot не был обязательным. Валидаторы Bitcoin могли отказаться и продолжить участвовать в консенсусе PoW сети. В чем компромисс? Они упустили преимущества, предлагаемые Taproot, а именно проверка транзакций с поддержкой Taproot. Это был классический софт-форк — обновление, которое позволяет необновленным узлам сосуществовать с теми, которые работают по новым правилам.

Обновления Ethereum и Bitcoin демонстрируют два разных подхода к развитию блокчейна.

Главное различие между хард- и софт-форком — это обратная совместимость. Софт-форки обратно совместимы, что позволяет продолжать участие при принятии новых правил. Хард-форки — нет, требуя немедленных обновлений из-за противоречий правил.

Понимание этих концепций — больше, чем просто изучение технического жаргона. Обновления блокчейна могут существенно повлиять на функциональность сети и ее будущую стоимость. К концу этой части вы не только поймете механику хард- и софт-форков, но и получите представление о том, как эти изменения могут направлять ваши инвестиционные решения и изменять ландшафт блокчейна.

Определяющей чертой технологии блокчейн является ее открытый исходный код — любой может просматривать, копировать и изменять ее код. Эта прозрачность и доступность поддерживают принципы безразрешительности и прозрачности в Web3, позволяя разработчикам по всему миру вносить свой вклад или вносить инновации в существующие проекты блокчейн.

Итак, что же такое форки? Проще говоря, форки блокчейна означают копирование кодовой базы для создания нового программного обеспечения или сети, и это происходит постоянно. Открытый исходный код блокчейна позволяет разветвлять сети и даже децентрализованные приложения (DApps). Разработчики могут копировать код смарт-контракта, настраивать его в соответствии с конкретными потребностями и запускать совершенно новые DApps. Например, контракты пула ликвидности Uniswap V2 стали основой для бесчисленных DEX,  среди которых SushiSwap, начинавшаяся как прямой форк Uniswap.

Аналогично, сами  блокчейны разветвляются. Возьмем, к примеру, Litecoin — форк Bitcoin, который внес небольшие изменения для создания более быстрого и удобного для транзакций блокчейна. Эти форки являются естественным побочным продуктом открытого инновационного духа блокчейна, где любой, у кого есть навыки кодирования и видение, может дорабатывать или настраивать то, что уже существует.

Обновление блокчейнов: форк в действии

Блокчейны — это программное обеспечение, и, как и любое другое программное обеспечение, они должны периодически обновляться. Обновления могут улучшить производительность, добавить новые функции или устранить уязвимости. В блокчейне этот процесс также называется форком.

Чтобы лучше понять, представьте себе блокчейн как программное обеспечение, работающее в распределенной сети полных узлов (компьютеров). Эти узлы взаимодействуют друг с другом для поддержания работы сети. Обновление блокчейна означает обновление программного обеспечения, работающего на этих отдельных узлах.

Почему форки важны?

Форки лежат в основе адаптивности и роста блокчейна. Без них блокчейны бы застоялись и не смогли бы развиваться в ответ на новые вызовы или возможности. Будь то улучшение масштабируемости, включение новых функций или создание новых сетей, форки позволяют разработчикам и сообществам формировать будущее технологии блокчейна.

Обновление функциональности блокчейна посредством разветвления приводит к хард-форкам или софт-форкам. Является ли разветвление «жестким» или «мягким», зависит от мандата узла на принятие изменений и обновление своей локальной кодовой базы. Как упоминалось ранее, Web3 — это экономика без разрешений, то есть никто не может заставить узел обновиться, но принятие или отклонение обновления может иметь последствия.

Когда разработчики разветвляют блокчейн, чтобы добавить новые правила или обновить существующие, но делают это обратно совместимым способом, это известно как софтфорк. Софтфорк гарантирует, что любая транзакция, действительная по новым правилам, также действительна по старым правилам. Эта обратная совместимость позволяет узлам, которые не обновили свое программное обеспечение, продолжать участвовать в консенсусе сети, проверять транзакции и даже создавать блоки.

Форк обратно совместим, когда он не переопределяет существующие правила. Узел, не обновленный с помощью софт-форка, не «знает», каковы новые правила, но это не влияет на его способность участвовать в сети, поскольку транзакция, действительная на основе старых правил, также действительна после обновленных правил.

Два самых известных софтфорка Bitcoin —SegWit (Segregated Witness) и Taproot:

SegWit представил новый класс адресов Bitcoin под названием Bech32, который повысил эффективность транзакций, отделив данные подписи от данных транзакции. Важно, что он не сделал недействительными старые адреса P2SH, что позволило сети работать бесперебойно, несмотря на то, что некоторые узлы не обновлялись.

Taproot еще больше повысил эффективность транзакций Bitcoin, объединив несколько цифровых подписей в одну. Это сделало транзакции более дешевыми и конфиденциальными, но не сделало старый метод отдельных подписей недействительным.

Давайте разберем это на примере. Представьте себе обновление приложения для обмена сообщениями на вашем телефоне для поддержки новых эмодзи. Даже если ваш друг не обновил свое приложение, он все равно сможет получать ваши сообщения — он просто не увидит новые эмодзи. Аналогично, софтфорк блокчейна позволяет старым узлам функционировать вместе с обновленными, хотя они и теряют некоторые новые функции.

Что делать, если валидатор отказывается обновляться до софт-форка?

Что произойдет, если валидатор решит не обновлять свой узел после софтфорка? Технически он все еще может работать в сети, проверяя транзакции, создавая блоки и участвуя в консенсусе. Однако он упустит преимущества софтфорка, что может повлиять на его прибыльность и эффективность.

Например:

• Более высокие затраты: Taproot повысил эффективность транзакций, снизив стоимость обработки транзакций. Валидаторы, работающие на устаревших узлах, не распознали бы эти улучшения и понесли бы более высокие затраты на обработку транзакций.
• Сокращенная функциональность: используя расширенные скрипты, Taproot ввел большую программируемость и функциональность для транзакций Bitcoin. Старые узлы не распознали бы эти транзакции с поддержкой Taproot и должны были бы полагаться на обновленные узлы для проверки. Такая зависимость подрывает децентрализацию сети и отсутствие разрешений.

Хотя софт-форки не требуют немедленных действий от узлов, есть явный стимул к обновлению. Валидаторы, которые не обновляются, рискуют упустить эти преимущества и способствовать ослаблению модели безопасности сети, поскольку их зависимость от других узлов для проверки вносит потенциальные уязвимости.

В конечном счете, софт-форки обеспечивают изящный способ обновления блокчейна, давая валидаторам время для адаптации без остановки сети. Хотя это необязательно, большинство валидаторов принимают эти обновления, чтобы оставаться прибыльными и вносить вклад в долгосрочную безопасность и функциональность сети.

Хард-форк представляет собой несовместимое с обратной версией обновление протокола блокчейна. Это означает, что блоки, созданные по новым правилам, недействительны по старым правилам, и наоборот. Хард-форки вносят изменения, которые в корне противоречат предыдущим правилам, требуя от всех узлов обновления своего локального кода, чтобы оставаться частью сети. Невыполнение обновления немедленно лишает узел возможности участвовать в консенсусе или создавать действительные блоки.

Как работают хард-форки

Когда блокчейн подвергается хард-форку:

Узлы должны обновляться: Узлы, которые не обновляют свой локальный код, становятся несовместимыми с остальной частью сети. Они не могут проверять транзакции, создавать блоки или участвовать в консенсусе.

Данные устаревают: любые активы, хранящиеся в кошельках, смарт-контрактах или истории блокчейна, поддерживаемой необновленными узлами, становятся недействительными и бесполезными в соответствии с новым протоколом.

Ресинхронизация: обновленные узлы синхронизируются с новым протоколом через снимок последнего действительного блока по старым правилам. Это обеспечивает непрерывность, предоставляя обновленным узлам копию их активов и данных в новой сети на основе этого снимка.

Например, в сентябре 2022 года во время обновления Beacon Chain сети Ethereum сеть перешла с Proof of Work на Proof of Stake. Каждый валидатор, обновивший свой узел до нового протокола, получил копию ETH на основе конечного состояния блока в старой системе. Валидаторы, не обновившиеся, были фактически заблокированы в сети, что сделало их данные и активы непригодными для использования.

Когда хард-форки приводят к расколам сети

Хард-форки обычно внедряются после обширных исследований, тестирования и обсуждений в сообществе блокчейнов. Однако, когда консенсус не может быть достигнут, хард-форк может привести к расколу сети, что приведет к двум отдельным блокчейнам.

Вот как это происходит:

Разделение сообщества: предлагается хард-форк для решения критических вопросов или введения фундаментальных изменений. Однако консенсус может быть не достигнут, если сообщество разделилось по предложению.

Правило самого длинного блокчейна: Блокчейны работают по «правилу самой длинной цепочки», согласно которому цепочка с наибольшим количеством конечных блоков становится канонической.

Реализация форка: некоторые узлы подчиняются и обновляют свой код, когда хард-форк вступает в силу, в то время как другие отказываются.

Формирование канонической цепочки: большинство узлов, которые соответствуют, формируют самую длинную цепочку, делая ее признанным блокчейном. Обновленные узлы получают новые токены, эквивалентные их старым балансам.

Создание отдельной ветви: Необновленные узлы считают новую цепочку недействительной. Они продолжают производить блоки на основе старых правил, создавая отдельную ветвь. В этой цепочке активы обновленных узлов считаются бесполезными, и наоборот.

В результате этого процесса сеть разделяется на два блокчейна, работающих независимо.

Bitcoin Cash (BCH): пример

Яркий пример раскола сети произошел в 2017 году, когда сообщество Bitcoin предложило изменения для улучшения масштабируемости. Некоторые разработчики и майнеры выступали за более крупные размеры блоков для обработки большего количества транзакций, в то время как другие поддерживали сохранение первоначального дизайна Bitcoin с меньшими блоками. Разногласия привели к хардфорку, который создал Bitcoin Cash (BCH). Bitcoin продолжил свои первоначальные правила, в то время как BCH внедрил более крупные блоки для увеличения пропускной способности транзакций.

Хард-форк не всегда означает разделение

Разделение сети не является неизбежным. Когда сообщество в подавляющем большинстве соглашается на хард-форк, практически каждый узел обновляет свое программное обеспечение, предотвращая любое разделение. Например, обновление Beacon Chain в Ethereum было реализовано без разделения сети, поскольку сообщество достигло консенсуса о переходе на Proof of Stake.

Подводя итог, можно сказать, что хотя хард-форки являются мощными инструментами для внедрения существенных изменений в блокчейн, их результат зависит от согласованности сообщества. Когда консенсус силен, хард-форки укрепляют сеть без фрагментации.

Главное различие между хардфорком и софтфорком — обратная совместимость. Новые правила в рамках софтфорка не противоречат старым правилам, давая участникам время для реализации софтфорка, продолжая при этом участвовать в сети. Напротив, хардфорк не имеет обратной совместимости; новые правила противоречат старым и требуют немедленного обновления.

В следующей таблице приведены основные различия между двумя типами  форков:

Тип форка	Hard Fork	Soft Fork
Определение	Несовместимое с предыдущей версией обновление протокола блокчейна	Совместимое с предыдущей версией обновление протокола блокчейна
Влияние на узлы	Узлы должны обновить свой код, чтобы оставаться частью сети	Не обновленные узлы по-прежнему могут участвовать в сети
Совместимость	Блоки и транзакции по новым правилам недействительны по старым правилам	Блоки и транзакции по новым правилам действительны по старым правилам
Требование участия	Обязательно для всех узлов для обновления, чтобы продолжить участие в консенсусе	Необязательно для узлов для обновления, но рекомендуется для эффективности и безопасности
Влияние на блокчейн	Может привести к появлению двух отдельных блокчейнов, если консенсус не будет достигнут	Не приводит к появлению нового блокчейна; сеть остается единой
Синхронизация узлов	Требуется повторная синхронизация с новой цепочкой с использованием снимка старого состояния	Повторная синхронизация не требуется; не обновленные узлы могут сосуществовать с обновленными
Зависимость от консенсуса	Разногласия во мнениях сообщества могут привести к расколу сети	Консенсус сообщества менее важен, поскольку сохраняется обратная совместимость
Функциональность не обновленных узлов	Не обновленные узлы не могут проверять транзакции или создавать блоки	Не обновленные узлы по-прежнему могут проверять и обрабатывать транзакции, но теряют преимущества
Варианты использования	Значительные изменения протокола, такие как сдвиги в механизме консенсуса или улучшения масштабируемости	Незначительные обновления, улучшения эффективности или добавленные функции
Примеры	Обновления Ethereum Beacon Chain, форк Bitcoin Cash от Bitcoin	Обновления Taproot и SegWit Bitcoin

 

Форки находятся в центре инноваций блокчейна, играют решающую роль в адаптации сетей к постоянно меняющимся требованиям отрасли. С помощью небольших изменений или революционных изменений форки позволяют разработчикам решать существующие проблемы, внедрять новые функции и поддерживать актуальность и безопасность сетей блокчейна.

Внедрение инноваций и решение проблем

Блокчейн-сети сталкиваются с такими проблемами масштабируемости, высоких транзакционных сборов и развивающихся угроз безопасности. Форки позволяют разработчикам внедрять обновления, которые решают эти проблемы:

• Улучшенная масштабируемость: Bitcoin Cash (BCH), хард-форк Bitcoin, ввел более крупные размеры блоков для обработки большего количества транзакций на блок, что устраняет ограничения масштабируемости Bitcoin.
• Улучшенная конфиденциальность: обновление Taproot Bitcoin, мягкий форк, повысило конфиденциальность транзакций за счет агрегации цифровых подписей, сделав транзакции менее различимыми.
• Изменения в механизме консенсуса: хард-форк Ethereum для внедрения Beacon Chain перевел сеть с доказательства выполнения работы (PoW) на доказательство доли владения (PoS), что значительно повысило энергоэффективность и масштабируемость.

Форки также способствуют инновациям, предоставляя разработчикам свободу экспериментировать. Сети блокчейнов с открытым исходным кодом поощряют форки для создания новых блокчейнов, адаптированных под конкретные варианты использования. Например, Litecoin, форк Bitcoin, скорректировал такие параметры, как время блока и алгоритмы хеширования, чтобы создать более быструю и легкую альтернативу Bitcoin.

Форки и управление криптовалютой

Форки также являются проявлением управления криптовалютой, демонстрируя, как сообщества разрешают разногласия и принимают коллективные решения. В децентрализованных системах ни один центральный орган не диктует будущее сети — форки действуют как демократический механизм для изменений.

Софт форки в управлении: Софт форки предлагают постепенный подход к внедрению обновлений, минимизируя нарушения. Они позволяют проводить изменения на основе консенсуса, где валидаторы могут принимать новые правила, продолжая работать в сети.

Хард-форки в спорах: Когда возникают разногласия по поводу изменений протокола, хард-форки служат способом разрешения конфликтов. Например, печально известный раскол между Ethereum и Ethereum Classic последовал за взломом DAO в 2016 году. Сообщество Ethereum выбрало хард-форк, чтобы обратить вспять последствия взлома, в то время как Ethereum Classic сохранил исходную цепочку, продемонстрировав гибкость управления, которую обеспечивают форки.

Форки также расширяют возможности блокчейн-сообществ, обеспечивая децентрализованное управление. Решения о внедрении форков часто требуют обширных обсуждений, тестирования и голосования среди заинтересованных сторон, включая разработчиков, майнеров и пользователей. Это гарантирует, что обновления будут соответствовать более широкому видению сообщества относительно сети.

В заключение, форки являются незаменимыми инструментами для эволюции блокчейна. Они позволяют сетям адаптироваться, внедрять инновации и расти, выступая в качестве децентрализованных механизмов принятия решений. С помощью форков сообщества блокчейна могут преодолевать трудности, внедрять новаторские функции и намечать новые пути для будущего криптовалюты.

Понимание форков блокчейна имеет решающее значение для любого, кто инвестирует в криптовалюту. Хард-форки и софт-форки — это не просто технические обновления; они могут существенно повлиять на функциональность, безопасность и ценность сетей, привязанных к вашим токенам. Информирование о предстоящих форках для блокчейнов, в которые вы инвестируете, гарантирует, что вас не застанут врасплох изменения, которые могут повлиять на ваши активы, будь то улучшенная масштабируемость, новые функции или даже потенциальные разделения сети.

Независимо от того, оцениваете ли вы, как хард-форк может повлиять на стоимость токена, или оцениваете преимущества софт-форка для эффективности транзакций, эти знания позволяют вам уверенно ориентироваться в быстро меняющемся крипто-ландшафте. Форки — это больше, чем просто обновления, это возможности понять направление блокчейна и разумно позиционировать свои инвестиции.