Warstwa 2 to termin ogólny określający rozwiązania oparte na sieci głównej Ethereum (warstwa 1), mające na celu poprawę skalowalności sieci Ethereum.
W sieci Ethereum istnieje szereg rozwiązań warstwy drugiej. W niniejszym artykule pokrótce przyjrzymy się, w jaki sposób każde z tych rozwiązań ma na celu zapewnienie skalowalności sieci Ethereum.
Dlaczego w sieci Ethereum potrzebne są rozwiązania warstwy drugiej?
Ethereum jest drugą najbardziej rozpoznawalną kryptowalutą po Bitcoinie. Przyczyniła się do powstania zdecentralizowanego systemu finansowego, a znaczna część innowacji w branży kryptowalutowej nadal koncentruje się wokół niej. Niestety, Ethereum padło ofiarą własnego sukcesu. Sieć główna Ethereum, zwana również „warstwą 1”, regularnie przetwarza znacznie ponad 1 milion transakcji dziennie, ale popyt znacznie przewyższa możliwości. Powoduje to przeciążenie sieci, co z kolei powoduje wzrost cen gazu do wygórowane poziomy. Wraz ze wzrostem średniego kosztu przeprowadzania transakcji w warstwie 1 coraz więcej osób nie stać na korzystanie z aplikacje zdecentralizowane takie jak zdecentralizowane giełdy czy platformy handlowe NFT.
Czytaj więcej: Czym jest opłata za gaz w sieci ETH i jak działają opłaty w sieci Ethereum?
Jakie są rodzaje rozwiązań warstwy drugiej w sieci Ethereum?
W sieci Ethereum istnieje szereg rozwiązań warstwy drugiej. Przyjrzymy się pokrótce, w jaki sposób każde z tych rozwiązań ma zapewnić skalowalność sieci Ethereum.
Kanały
Kanały działają na zasadzie podobnej do tej, w której Sieć Lightning działa w przypadku Bitcoina. Zasadniczo kanały umożliwiają użytkownikowi przeprowadzanie nieograniczonej liczby transakcji z inną osobą, ale do łańcucha bloków trafiają tylko pierwsza i ostatnia transakcja. Ponieważ wszystkie pozostałe transakcje są realizowane poza łańcuchem, przebiegają one niezwykle szybko, a opłaty transakcyjne są bardzo niskie.
Wady są podobne do tych charakterystycznych dla sieci Lightning Network w systemie Bitcoin: konieczne jest nawiązanie połączenia z osobą, z którą chcesz przeprowadzić transakcję; środki muszą zostać przypisane do kanału i nie można ich wypłacić w trakcie trwania kanału; ponadto istnieje wiele potencjalnych luk w zabezpieczeniach związanych z transakcjami poza łańcuchem bloków.
Raiden jest często nazywana „Lightning Network” sieci Ethereum.
Plazma
Plasma to framework umożliwiający tworzenie łańcuchów potomnych, które wykorzystują główny łańcuch Ethereum jako warstwę zaufania i arbitrażu. Łańcuchy potomne zapewniają szybkie i niedrogie transakcje, ale obsługują jedynie ograniczoną liczbę typów transakcji, takich jak podstawowe transfery tokenów i wymiany. Ogólne obliczenia nie są obsługiwane. Kolejną wadą jest to, że wypłaty z łańcucha potomnego z powrotem do sieci głównej Ethereum wiążą się z długim czasem oczekiwania, a ktoś musi monitorować sieć, aby zapewnić bezpieczeństwo środków. Plasma jest technologią stosunkowo dojrzałą, dlatego istnieje kilka znaczących wdrożonych projektów.
Najpopularniejszym projektem wykorzystującym framework Plasma jest Polygon (MATIC).
Niezależne łańcuchy boczne
Co stanowi łańcuch boczny może być temat budzący gorące dyskusje w społeczności kryptowalutowej. Można by argumentować, że wszystkie rozwiązania warstwy drugiej są łańcuchami bocznymi, ale w tej sekcji mówimy konkretnie o dwóch niezależnych łańcuchach bloków. Łączą się one za pomocą dwukierunkowego powiązania, a oba łańcuchy są kompatybilne z wirtualną maszyną Ethereum (EVM).
Technologia leżąca u podstaw niezależnych łańcuchów bocznych jest dobrze znana. Z tego powodu wiele projektów przeszło na niezależne łańcuchy boczne, traktując je jako szybki i praktyczny sposób na zwiększenie szybkości transakcji oraz obniżenie kosztów transakcyjnych. Niezależne łańcuchy boczne same odpowiadają za swoje bezpieczeństwo, co oznacza, że są one nieuchronnie mniej bezpieczne niż Ethereum, ponieważ mają mniejszą skalę. Ponadto mniejsza liczba górników/walidatorów w łańcuchu bocznym sprawia, że łatwiej jest im się skoordynować i dokonać kradzieży aktywów.
xDAI jest znanym przykładem niezależnego łańcucha bocznego sieci Ethereum. Ponadto popularna gra Axie Infinity stanowi dobry przykład projektu warstwy 1, który przeszedł na niezależny łańcuch boczny w celu zapewnienia szybkich i opłacalnych transakcji.
Podsumowania
Rozwiązania typu rollup działają w ten sposób, że przetwarzają transakcje w warstwie 2, ale wysyłają dane do warstwy 1. Dzięki temu transakcje są znacznie szybsze i tańsze, a jednocześnie nadal korzystają z zabezpieczeń sieci głównej Ethereum.
Wyróżnia się dwa rodzaje rollupów: rollupy optymistyczne oraz rollupy typu zero knowledge (ZK).
- Optymistyczne rollupy: Warstwa 1 domyślnie zakłada, że transakcje są prawidłowe, a ich poprawność jest sprawdzana dopiero w razie zakwestionowania.
- Rollupy ZK: Potwierdzenie ważności transakcji jest generowane w warstwie 2 i przekazywane do warstwy 1.
Największą różnicą między rollupami typu Optimistic a ZK jest to, że rollupy typu Optimistic wykorzystują standardowe technologie kryptograficzne. Istnieje już działająca sieć publiczna, w której wdrożono rollupy typu Optimistic. Rollupy typu Optimistic są kompatybilne z EVM, więc wszystko, co jest możliwe w warstwie 1, jest możliwe również w warstwie 2. Największą wadą jest to, że ze względu na długi okres weryfikacji przenoszenie aktywów między warstwą 1 a 2 wiąże się z długim czasem oczekiwania (siedem dni lub więcej). Wspomniane wcześniej Polygon (MATIC) obecnie korzysta z rollupów optymistycznych.
Rollupy ZK wykorzystują nowy rodzaj technologii kryptograficznej. Nie ma obecnie żadnych działających publicznie rozwiązań warstwy drugiej opartych na rollupach ZK (stan na III kwartał 2021 r.) i prawdopodobnie nie pojawią się one jeszcze przez jakiś czas. Ponadto obciążenie obliczeniowe wymagane do generowania dowodów zerowej wiedzy jest bardzo wysokie, choć maleje wraz z dojrzewaniem technologii. Wreszcie, niektóre implementacje ZK rollupów nie są kompatybilne z EVM. Mimo to ZK rollupy oferują wszystkie zalety rollupów optymistycznych, a ponadto nie powodują opóźnień w przenoszeniu aktywów między warstwą 1 a 2.
Wydaje się, że z czasem rollupy ZK zastąpią rollupy optymistyczne jako preferowaną technologię rollupową. Na przykład Polygon (MATIC) uwzględnił technologię ZK w swoim planie rozwoju.
Ekosystem warstwy drugiej
Wszystkie te rozwiązania nie wykluczają się wzajemnie. Ich mocne i słabe strony sprawiają, że nadają się one do konkretnych zastosowań lub potrzeb użytkowników. Jak być może zauważyliście, Polygon wykorzystuje technologie Plasma i Optimistic rollups. Polygon stosuje również mechanizm Proof of Stake, który umożliwia szybsze i tańsze transakcje niż mechanizm Proof of Work.
Rozwiązania warstwy drugiej nie są jedynymi kierunkami działań mających na celu zwiększenie skalowalności sieci Ethereum. Istnieją również ETH 2.0 oraz sharding, który potencjalnie przyniesie ogromny wzrost szybkości i obniżenie kosztów – oba te rozwiązania można wdrożyć w warstwie 1, warstwie 2 lub w obu.
