Уровень 2 — это общий термин, описывающий решения, которые строятся поверх основной сети Ethereum (уровень 1), чтобы улучшить масштабируемость сети Ethereum.
Существует ряд решений второго уровня на Ethereum. В этой статье мы кратко рассмотрим, как каждое из этих решений подходит к увеличению масштабируемости Ethereum.
Почему на Ethereum нужны решения второго уровня?
Ethereum является второй по популярности криптовалютой после Bitcoin. Он способствовал созданию децентрализованной финансовой системы, и большая часть инноваций в криптопространстве все еще вращается вокруг него. К сожалению, Ethereum стал жертвой собственного успеха. Основная сеть Ethereum, также называемая "слоем 1", регулярно обрабатывает более 1 миллиона транзакций в день, но спрос значительно превышает возможности. Это приводит к перегрузке сети, что, в свою очередь, повышает цены на газ до запредельных уровней. По мере роста средней стоимости транзакций на слое 1, все больше людей не могут позволить себе использование децентрализованных приложений, таких как децентрализованные биржи или рынки NFT.
Читайте также: Что такое ETH газ и как работают комиссии в Ethereum?
Какие существуют типы решений второго уровня на Ethereum?
На Ethereum существует несколько решений второго уровня. Мы кратко рассмотрим, как каждое из этих решений подходит к задаче обеспечения масштабируемости Ethereum.
Каналы
Каналы аналогичны тому, как Lightning Network работает для Bitcoin. По сути, каналы позволяют человеку совершать неограниченное количество транзакций с другим человеком, но только первая и последняя транзакции отправляются в блокчейн. Поскольку все остальные транзакции обрабатываются вне цепочки, они невероятно быстрые и имеют очень низкие комиссии за транзакции.
Недостатки аналогичны Lightning Network Bitcoin: у вас должна быть связь с человеком, с которым вы хотите совершать транзакции, средства должны быть выделены для канала и не могут быть выведены в течение действия канала, и существует множество потенциальных уязвимостей безопасности, связанных с транзакциями вне цепочки.
Raiden часто называют Lightning Network Ethereum.
Plasma
Plasma — это фреймворк, который позволяет создавать дочерние цепочки, использующие основную цепочку Ethereum в качестве слоя доверия и арбитража. Дочерние цепочки обеспечивают быстрые и недорогие транзакции, но поддерживают только ограниченное количество типов транзакций, таких как базовые переводы токенов и свопы. Общие вычисления не поддерживаются. Еще один недостаток заключается в том, что вывод средств из дочерней цепочки обратно в основную сеть Ethereum требует длительного времени ожидания, и кто-то должен следить за сетью, чтобы гарантировать безопасность средств. Plasma является относительно зрелой технологией, поэтому существует несколько известных развернутых проектов.
Наиболее широко используемый проект, реализующий фреймворк Plasma, — это Polygon (MATIC).
Независимые сайдчейны
Что считается сайдчейном может быть горячо обсуждаемой темой в криптосообществе. Можно утверждать, что все решения второго уровня являются сайдчейнами, но в этом разделе мы говорим конкретно о двух независимых блокчейнах. Они соединяются через двусторонний пег и обе цепочки совместимы с Ethereum Virtual Machine (EVM).
Технология независимых сайдчейнов хорошо изучена. Из-за этого многие проекты переходят на независимые сайдчейны как быстрый и прагматичный способ улучшить скорость транзакций и снизить их стоимость. Независимые сайдчейны отвечают за свою собственную безопасность, что означает, что сайдчейны неизбежно менее безопасны, чем Ethereum, потому что они меньше. Также, меньшее количество майнеров/валидаторов на сайдчейне означает, что им легче координировать действия и похищать активы.
xDAI — это яркий пример независимого сайдчейна Ethereum. Также популярная игра Axie Infinity является хорошим примером проекта уровня 1, который перешел на независимый сайдчейн для быстрых и экономически эффективных транзакций.
Rollups
Rollups работают, обрабатывая транзакции на уровне 2, но отправляя данные на уровень 1. Это позволяет транзакциям быть намного быстрее и дешевле, но все равно пользоваться безопасностью основной сети Ethereum.
Существуют два типа rollups: оптимистичные rollups и rollups с нулевым знанием (ZK).
- Оптимистичные rollups: Уровень 1 предполагает, что транзакции по умолчанию действительны, и их достоверность проверяется только в случае оспаривания.
- ZK rollups: Доказательство достоверности транзакций вычисляется на уровне 2 и отправляется на уровень 1.
Наибольшее различие между оптимистичными и ZK rollups заключается в том, что оптимистичные rollups используют стандартную криптографическую технологию. Уже существует живая публичная сеть, реализующая оптимистичные rollups. Оптимистичные rollups совместимы с EVM, поэтому все возможное на уровне 1 возможно и на уровне 2. Наибольшим недостатком является то, что из-за длительного периода оспаривания существует долгое время ожидания для перемещения активов между уровнями 1 и 2 (семь дней или более). Ранее упомянутый Polygon (MATIC) в настоящее время использует оптимистичные rollups.
ZK rollups используют новый вид криптографической технологии. На момент третьего квартала 2021 года нет активных публичных решений второго уровня, использующих ZK rollups, и вряд ли они появятся в ближайшее время. Кроме того, вычисления, необходимые для создания доказательств с нулевым знанием, очень высоки, хотя они уменьшаются по мере совершенствования технологии. Наконец, некоторые реализации ZK rollups не совместимы с EVM. Тем не менее, ZK rollups имеют все преимущества оптимистичных rollups, плюс отсутствие задержки при перемещении активов между уровнями 1 и 2.
Со временем, кажется, что ZK rollups заменят оптимистичные rollups в качестве предпочтительной технологии rollup. Действительно, Polygon (MATIC), как пример, имеет ZK технологию в своей дорожной карте.
Экосистема второго уровня
Все эти решения не являются взаимоисключающими. Их сильные и слабые стороны делают их подходящими для конкретных приложений или нужд пользователей. Как вы могли заметить на примере Polygon, он использует Plasma и оптимистичные rollups. Polygon также использует Proof of Stake, что позволяет совершать более быстрые и дешевые транзакции, чем Proof of Work.
Решения второго уровня не являются единственными путями, которые рассматриваются для увеличения масштабируемости Ethereum. Существует также ETH 2.0 и шардинг, которые потенциально принесут огромные приросты в скорости и снижении стоимости, и оба могут быть добавлены как к уровню 1, так и к уровню 2, или к обоим.
