Layer 2 on kattotermi, jolla kuvataan ratkaisuja, jotka rakentuvat Ethereum-pääverkon (Layer 1) päälle Ethereum-verkon skaalautuvuuden parantamiseksi.
Ethereumissa on useita Layer 2 -ratkaisuja. Tässä artikkelissa tarkastelemme lyhyesti, miten kukin näistä ratkaisuista pyrkii parantamaan Ethereumin skaalautuvuutta.
Miksi Ethereumissa tarvitaan Layer 2 -ratkaisuja?
Ethereum on toiseksi tunnetuin kryptovaluutta Bitcoinin jälkeen. Se on auttanut luomaan hajautetun rahoitusjärjestelmän, ja suuri osa kryptovaluutta-alan innovaatioista keskittyy edelleen sen ympärille. Valitettavasti Ethereum on oman menestyksensä uhri. Ethereumin pääverkko, jota kutsutaan myös ”kerrokseksi 1”, käsittelee säännöllisesti reilusti yli miljoona tapahtumaa päivässä, mutta kysyntä on paljon suurempi kuin kapasiteetti. Tämä aiheuttaa ruuhkia verkossa, mikä puolestaan nostaa kaasun hintoja kohtuuttomat tasot. Kun Layer 1:n transaktiokustannukset nousevat, yhä useammat ihmiset eivät enää pysty käyttämään hajautetut sovellukset kuten hajautetut pörssit tai NFT-markkinapaikat.
Lue lisää: Mitä on ETH-kaasu ja miten maksut toimivat Ethereumissa?
Millaisia Layer 2 -ratkaisuja Ethereumissa on?
Ethereumissa on useita Layer 2 -ratkaisuja. Tarkastelemme lyhyesti, miten kukin näistä ratkaisuista pyrkii parantamaan Ethereumin skaalautuvuutta.
Kanavat
Kanavat toimivat samalla tavalla kuin Lightning Network toimii Bitcoinin yhteydessä. Kanavien avulla käyttäjä voi periaatteessa suorittaa rajattomasti tapahtumia toisen käyttäjän kanssa, mutta vain ensimmäinen ja viimeinen tapahtuma kirjataan lohkoketjuun. Koska kaikki muut tapahtumat käsitellään lohkoketjun ulkopuolella, ne ovat uskomattoman nopeita ja niihin liittyy erittäin alhaiset käsittelymaksut.
Haitat ovat samankaltaisia kuin Bitcoinin Lightning Networkissä: sinulla on oltava yhteys henkilöön, jonka kanssa haluat tehdä kaupan, varat on varattava kanavalle eikä niitä voi nostaa kanavan voimassaoloaikana, ja ketjun ulkopuolella tapahtuviin kauppoihin liittyy monia mahdollisia tietoturva-aukkoja.
Raiden sitä kutsutaan usein Ethereumin Lightning-verkostoksi.
Plasma
Plasma on kehys, jonka avulla voidaan luoda sivuketjuja, jotka käyttävät Ethereumin pääketjua luottamuksen ja sovittelun perustana. Sivuketjut mahdollistavat nopeat ja edulliset transaktiot, mutta ne tukevat vain rajoitettua määrää transaktiotyyppejä, kuten yksinkertaisia tokenien siirtoja ja vaihtoja. Yleistä laskentatehoa ei tueta. Toinen haittapuoli on, että nostot aliketjusta takaisin Ethereumin pääverkkoon vaativat pitkiä odotusaikoja, ja jonkun on valvottava verkkoa varmistaakseen, että varat ovat turvassa. Plasma on suhteellisen kypsä teknologia, joten siitä on useita merkittäviä käyttöönotettuja projekteja.
Plasma-kehysrakennetta hyödyntävä yleisimmin käytetty projekti on Polygon (MATIC).
Itsenäiset sivuketjut
Mistä koostuu sivuketju voi olla kiistanalainen aihe kryptovaluutta-yhteisössä. Voidaan väittää, että kaikki layer-2-ratkaisut ovat sivuketjuja, mutta tässä osiossa puhumme nimenomaan kahdesta itsenäisestä lohkoketjusta. Ne ovat yhteydessä toisiinsa kaksisuuntaisen sidoksen kautta, ja molemmat ketjut ovat yhteensopivia Ethereum Virtual Machine (EVM) -alustan kanssa.
Itsenäisten sivuketjujen taustalla oleva tekniikka on hyvin tunnettua. Tästä syystä monet projektit ovat siirtyneet käyttämään itsenäisiä sivuketjuja nopeana ja käytännöllisenä tapana parantaa transaktiovauhtia ja alentaa transaktiokustannuksia. Itsenäiset sivuketjut vastaavat omasta turvallisuudestaan, mikä tarkoittaa, että sivuketjut ovat väistämättä vähemmän turvallisia kuin Ethereum, koska ne ovat pienempiä. Lisäksi pienempi määrä louhijoita/validaattoreita sivuketjussa tarkoittaa, että heidän on helpompi koordinoida toimintaansa ja varastaa varoja.
xDAI on erinomainen esimerkki Ethereumista riippumattomasta sivuketjusta. Lisäksi suosittu peli Axie Infinity on hyvä esimerkki layer-1-projektista, joka on siirtynyt itsenäinen sivuketju nopeita ja kustannustehokkaita liiketoimia varten.
Yhteenvedot
Rollupit toimivat siten, että ne käsittelevät tapahtumat kerroksessa 2, mutta lähettävät tiedot kerrokseen 1. Tämän ansiosta tapahtumat ovat huomattavasti nopeampia ja edullisempia, mutta hyötyvät silti Ethereumin pääverkon turvallisuudesta.
Rollup-ratkaisuja on kahta tyyppiä: optimistiset rollupit ja nollatietorollupit (ZK-rollupit).
- Optimistiset rollupit: Kerros 1 olettaa oletuksena, että tapahtumat ovat kelvollisia, ja tapahtuman kelpoisuus lasketaan vasta, kun se kyseenalaistetaan.
- ZK-rollupit: Tapahtumien pätevyys todistetaan kerroksessa 2 ja toimitetaan kerrokseen 1.
Suurin ero optimististen ja ZK-rollupien välillä on se, että optimistiset rollupit hyödyntävät tavanomaista salaustekniikkaa. Käytössä on jo toimiva julkinen verkko, jossa on otettu käyttöön optimistiset rollupit. Optimistic-rollupit ovat EVM-yhteensopivia, joten kaikki, mikä on mahdollista kerroksessa 1, on mahdollista myös kerroksessa 2. Suurin haittapuoli on, että pitkän haastejakson vuoksi varojen siirtäminen kerrosten 1 ja 2 välillä kestää kauan (seitsemän päivää tai enemmän). Aiemmin mainittu Polygon (MATIC) käyttää tällä hetkellä Optimistic-rollup-tekniikkaa.
ZK-rollupit hyödyntävät uudenlaista salaustekniikkaa. ZK-rollupeja käyttäviä julkisia Layer 2 -ratkaisuja ei ole vielä käytössä (tilanne vuoden 2021 kolmannella neljänneksellä), eikä niitä todennäköisesti tulekaan vielä vähään aikaan. Lisäksi nollatietotodistusten tekemiseen tarvittava laskentateho on erittäin suuri, vaikka se onkin laskemassa teknologian kehittyessä. Lopuksi on mainittava, että jotkin ZK-rollupien toteutukset eivät ole EVM-yhteensopivia. ZK-rollupeilla on kuitenkin kaikki optimististen rollupien edut, eikä varojen siirtämisessä kerroksen 1 ja 2 välillä ole viivettä.
Ajan myötä näyttää siltä, että ZK-rollupit tulevat syrjäyttämään optimistiset rollupit suosituimpana rollup-tekniikkana. Esimerkiksi Polygon (MATIC) on ottanut ZK-tekniikan osaksi kehityssuunnitelmaansa.
Layer-2-ekosysteemi
Nämä ratkaisut eivät sulje toisiaan pois. Niiden vahvuudet ja heikkoudet sopivat tiettyihin käyttötarkoituksiin tai käyttäjien tarpeisiin. Kuten olet ehkä huomannut, Polygon hyödyntää Plasma-tekniikkaa ja optimistisia rollup-ratkaisuja. Polygon käyttää myös Proof of Stake -todentamismenetelmää, joka mahdollistaa nopeammat ja edullisemmat transaktiot kuin Proof of Work -menetelmä.
Layer-2-ratkaisut eivät ole ainoita keinoja, joilla pyritään parantamaan Ethereumin skaalautuvuutta. On myös ETH 2.0 sekä sharding, joka voi tuoda mukanaan huomattavia nopeusetuja ja kustannussäästöjä, ja jotka molemmat voidaan toteuttaa kerroksessa 1, kerroksessa 2 tai molemmissa.
