Что такое уровень 2 на Ethereum?

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.

Зачем нужны решения второго уровня на Ethereum?

Ethereum — вторая по популярности криптовалюта после Bitcoin. Она способствовала созданию децентрализованной финансовой системы, и многие инновации в криптопространстве до сих пор вращаются вокруг нее. К сожалению, Ethereum стал жертвой собственного успеха. Основная сеть Ethereum, также называемая «уровень 1», регулярно обрабатывает более 1 миллиона транзакций в день, но спрос значительно превышает вместимость. Это приводит к перегрузке сети, что, в свою очередь, повышает цены на газ до непомерных уровней. По мере увеличения средней стоимости транзакций на уровне 1 все больше людей оказывается вне возможности использовать децентрализованные приложения, такие как децентрализованные биржи или рынки NFT.

Подробнее: Что такое ETH gas и как работают комиссии в Ethereum?

Какие существуют типы решений второго уровня на Ethereum?

Существует ряд решений второго уровня на Ethereum. Рассмотрим вкратце, как каждое из этих решений подходит к вопросу 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 записываются в блокчейн. Поскольку все остальные транзакции обрабатываются вне цепи, они невероятно быстры и требуют очень низких комиссий.

Недостатки схожи с Lightning Network Bitcoin: необходимо иметь соединение с человеком, с которым вы хотите совершать транзакции, средства должны быть выделены для канала и не могут быть изъяты в течение его действия, и существует множество потенциальных уязвимостей безопасности, связанных с транзакциями вне цепи.

Raiden часто называют Lightning Network для Ethereum.

Plasma

Plasma — это каркас, который позволяет создавать дочерние цепи, использующие основную цепь Ethereum как слой доверия и арбитража. Дочерние цепи обеспечивают быстрые и недорогие транзакции, но поддерживают лишь 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 цепи обратно в основную сеть Ethereum занимает много времени, и кто-то должен следить за сетью, чтобы гарантировать сохранность средств. Plasma — это относительно зрелая технология, поэтому существует несколько заметных реализованных проектов.

Самый широко используемый проект, реализующий каркас Plasma, — это Polygon (MATIC).

Независимые сайдчейны

Что такое сайдчейн, может быть предметом жарких дебатов 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 цепи совместимы с Ethereum Virtual Machine (EVM).

Технология независимых сайдчейнов хорошо изучена. Благодаря этому многие проекты перешли на независимые сайдчейны как быстрый и прагматичный способ улучшения скорости транзакций и снижения их стоимости. Независимые сайдчейны отвечают за свою безопасность, что означает, что сайдчейны неизбежно менее безопасны, чем Ethereum, поскольку они меньше. Кроме того, меньшее количество майнеров/валидаторов на сайдчейне означает, что им легче скоординироваться и украсть активы.

xDAI — яркий пример независимого сайдчейна Ethereum. Также популярная игра Axie Infinity является хорошим примером проекта уровня 1, который переключился 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 при этом они пользуются безопасностью основной сети Ethereum.

Существует два типа rollups: optimistic rollups и zero knowledge (ZK) rollups.

• Optimistic rollups: Уровень 1 предполагает, что транзакции по умолчанию действительны, и их действительность проверяется только при оспаривании.
• ZK rollups: Доказательство действительности транзакций вычисляется на уровне 2 и отправляется на уровень 1.

Основное различие между Optimistic и ZK rollups заключается в том, что Optimistic rollups используют стандартную криптографическую технологию. Уже существует публичная сеть, реализующая Optimistic rollups. Optimistic rollups совместимы с EVM, так что все, что возможно на уровне 1, возможно и на уровне 2. Основной недостаток заключается в том, что из-за длительного периода оспаривания существует длительное время ожидания для перемещения активов между уровнями 1 и 2 (семь дней или более). Упомянутый ранее Polygon (MATIC) в настоящее время использует Optimistic rollups.

ZK rollups используют новый вид криптографической технологии. На момент третьего квартала 2021 года не существует публичных решений второго уровня, использующих ZK rollups, и, вероятно, они появятся не скоро. Также вычисления, необходимые для создания доказательств с нулевым знанием, очень высоки, хотя они уменьшаются по мере развития технологии. Наконец, некоторые реализации ZK rollups не совместимы с EVM. Тем не менее, ZK rollups имеют все преимущества Optimistic rollups, плюс нет задержки при перемещении активов между уровнями 1 и 2.

Со временем, кажется, ZK rollups заменят Optimistic rollups в качестве предпочтительной технологии rollup. Действительно, Polygon (MATIC), в качестве примера, имеет ZK технологию в своем плане.

Экосистема второго уровня

Все эти решения не являются взаимоисключающими. Их сильные и слабые стороны приспособлены к конкретным приложениям или потребностям пользователей. Как вы могли заметить, Polygon использует Plasma и Optimistic rollups. Polygon также использует Proof of Stake, что позволяет проводить более быстрые и дешевые транзакции, чем Proof of Work.

Решения второго уровня не являются единственными способами увеличения масштабируемости Ethereum. Также существует ETH 2.0 и шардинг, которые потенциально принесут значительные приросты в скорости и снижении стоимости, которые могут быть добавлены как на уровень 1, так и на уровень 2, или на оба.