Wat is laag 2 op Ethereum?

Laag 2 is een overkoepelende term om oplossingen te beschrijven die bovenop het Ethereum-hoofdnetwerk (laag 1) worden gebouwd om de schaalbaarheid van het Ethereum-netwerk te verbeteren.

Er zijn een aantal layer 2-oplossingen op Ethereum. In dit artikel gaan we kort kijken naar hoe elk van deze oplossingen de schaalbaarheid van Ethereum benadert.

Waarom zijn layer-2 oplossingen nodig op Ethereum?

Ethereum is de op één na meest erkende cryptocurrency na Bitcoin. Het heeft geholpen bij het creëren van een gedecentraliseerd financieel systeem, en veel van de innovatie in de crypto-ruimte draait nog steeds om Ethereum. Helaas is Ethereum een slachtoffer van zijn eigen succes. Het Ethereum-mainnet, ook wel 'layer 1' genoemd, verwerkt regelmatig meer dan 1 miljoen transacties per dag, maar de vraag is veel groter dan de capaciteit. Dit zorgt ervoor dat het netwerk verstopt raakt, wat op zijn beurt de gasprijzen naar buitensporige niveaus drijft. Naarmate de gemiddelde kosten van transacties op layer 1 toenemen, worden steeds meer mensen geprijsd uit het gebruik van gedecentraliseerde apps zoals gedecentraliseerde beurzen of NFT-marktplaatsen.

Lees meer: Wat is ETH gas en hoe werken de kosten in Ethereum?

Wat zijn de soorten layer-2 oplossingen op Ethereum?

Er zijn een aantal layer 2 oplossingen op Ethereum. We gaan kort kijken hoe elk van deze oplossingen de schaalbaarheid van Ethereum benadert.

Kanalen

Kanalen zijn vergelijkbaar met hoe het Lightning Network werkt voor Bitcoin. In essentie stellen kanalen een persoon in staat om een onbeperkt aantal transacties met een andere persoon te doen, maar alleen de eerste en laatste transactie worden naar de blockchain gestuurd. Aangezien alle andere transacties off-chain worden afgehandeld, zijn ze ongelooflijk snel met zeer lage transactiekosten.

De nadelen zijn vergelijkbaar met Bitcoin’s Lightning Network: je moet een verbinding hebben met de persoon met wie je wilt handelen, fondsen moeten worden toegewezen voor een kanaal en kunnen niet worden opgenomen gedurende de looptijd van het kanaal, en er zijn veel potentiële beveiligingsproblemen verbonden aan off-chain transacties.

Raiden wordt vaak Ethereum's Lightning Network genoemd.

Plasma

Plasma is een raamwerk dat de creatie van kindketens mogelijk maakt die de Ethereum-hoofdketen gebruiken als een laag van vertrouwen en arbitrage. Kindketens bieden snelle en goedkope transacties, maar ze ondersteunen slechts een beperkt aantal transactietypen, zoals basis token transfers en swaps. Algemene berekening wordt niet ondersteund. Een ander nadeel is dat opnames van de kindketen terug naar het Ethereum-mainnet onderhevig zijn aan lange wachttijden, en iemand moet het netwerk in de gaten houden om ervoor te zorgen dat fondsen veilig zijn. Plasma is een relatief volwassen technologie, dus er zijn verschillende prominente geïmplementeerde projecten.

Het meest gebruikte project dat het Plasma-raamwerk implementeert is Polygon (MATIC).

Onafhankelijke sidechains

Wat een sidechain vormt kan een fel bediscussieerd onderwerp zijn in de crypto-gemeenschap. Er zou kunnen worden betoogd dat alle layer-2 oplossingen sidechains zijn, maar voor dit deel hebben we het specifiek over twee onafhankelijke blockchains. Ze verbinden via een 2-weg peg en beide ketens zijn compatibel met de Ethereum Virtual Machine (EVM).

De technologie achter onafhankelijke sidechains is goed begrepen. Hierdoor zijn veel projecten overgestapt naar onafhankelijke sidechains als een snelle en pragmatische manier om de transactiesnelheid te verbeteren en de transactiekosten te verlagen. Onafhankelijke sidechains zijn verantwoordelijk voor hun eigen beveiliging, wat betekent dat sidechains onvermijdelijk minder veilig zijn dan Ethereum, omdat ze kleiner zijn. Ook betekent een kleiner aantal mijnwerkers/validators op een sidechain dat het voor hen haalbaarder is om samen te werken en activa te stelen.

xDAI is een prominent voorbeeld van een onafhankelijke Ethereum-sidechain. Ook is het populaire spel Axie Infinity een goed voorbeeld van een layer-1 project dat is overgestapt naar een onafhankelijke sidechain voor snelle en kosteneffectieve transacties.

Rollups

Rollups werken door transacties op layer 2 te verwerken, maar gegevens naar layer 1 te sturen. Dit maakt transacties veel sneller en goedkoper, terwijl ze nog steeds profiteren van de beveiliging van het Ethereum-mainnet.

Er zijn twee soorten rollups: optimistische rollups en zero knowledge (ZK) rollups.

• Optimistische rollups: Layer 1 gaat er standaard vanuit dat transacties geldig zijn, en de geldigheid van de transactie wordt alleen berekend wanneer er een uitdaging is.
• ZK rollups: Bewijs van de geldigheid van transacties wordt berekend op layer 2 en ingediend bij layer 1.

Het grootste verschil tussen Optimistische en ZK rollups is dat Optimistische rollups gebruik maken van standaard cryptografische technologie. Er is al een openbaar netwerk dat Optimistische rollups implementeert. Optimistische rollups zijn EVM-compatibel, dus alles wat mogelijk is op layer 1 is mogelijk op layer 2. Het grootste nadeel is dat vanwege een lange uitdagingstermijn, er lange wachttijden zijn om activa tussen layer 1 en 2 te verplaatsen (zeven dagen of meer). Het eerder genoemde Polygon (MATIC) maakt momenteel gebruik van Optimistische rollups.

ZK rollups gebruiken een nieuw soort cryptografische technologie. Er zijn geen openbare layer-2 oplossingen in gebruik met ZK rollups (vanaf Q3 2021), en dat zal waarschijnlijk nog een tijdje zo blijven. Ook zijn de berekeningen die nodig zijn voor zero knowledge bewijzen zeer hoog, hoewel dit afneemt naarmate de technologie volwassen wordt. Ten slotte zijn sommige implementaties van ZK rollups niet EVM compatibel. Toch hebben ZK rollups alle voordelen van Optimistische rollups plus er is geen vertraging bij het verplaatsen van activa tussen layer 1 en 2.

Het lijkt erop dat ZK rollups uiteindelijk Optimistische rollups zullen vervangen als de voorkeurstechnologie voor rollups. Inderdaad, Polygon (MATIC), als voorbeeld, heeft ZK-technologie op hun routekaart.

Layer-2 ecosysteem

Al deze oplossingen sluiten elkaar niet uit. Hun sterke en zwakke punten lenen zich voor specifieke applicaties of gebruikersbehoeften. Zoals je misschien hebt opgemerkt bij Polygon, maakt het gebruik van Plasma en Optimistische rollups. Polygon gebruikt ook Proof of Stake, wat snellere en goedkopere transacties mogelijk maakt dan Proof of Work.

Layer-2 oplossingen zijn niet de enige manieren die worden nagestreefd om de schaalbaarheid van Ethereum te vergroten. Er is ook ETH 2.0 en sharding, wat potentieel enorme winst in snelheid en lagere kosten met zich mee zal brengen, die beide kunnen worden toegevoegd aan layer 1, layer 2, of beide.