Layer 2 är ett samlingsbegrepp för lösningar som bygger på Ethereums huvudnätverk (Layer 1) i syfte att förbättra skalbarheten i Ethereum-nätverket.
Det finns ett antal Layer 2-lösningar på Ethereum. I den här artikeln ska vi kort gå igenom hur var och en av dessa lösningar arbetar för att öka skalbarheten på Ethereum.
Varför behövs Layer 2-lösningar på Ethereum?
Ethereum är den näst mest kända kryptovalutan efter Bitcoin. Den har bidragit till att skapa ett decentraliserat finansiellt system, och en stor del av innovationen inom kryptovärlden kretsar fortfarande kring den. Tyvärr har Ethereum blivit ett offer för sin egen framgång. Ethereums huvudnätverk, även kallat ”lager 1”, hanterar regelbundet långt över 1 miljon transaktioner om dagen, men efterfrågan är betydligt större än kapaciteten. Detta leder till att nätet blir överbelastat, vilket i sin tur driver upp gaspriserna till orimligt höga nivåer. I takt med att den genomsnittliga transaktionskostnaden på lager 1 stiger blir det allt dyrare för fler och fler att använda decentraliserade appar som decentraliserade börser eller NFT-marknadsplatser.
Läs mer: Vad är ETH-gas och hur fungerar avgifterna i Ethereum?
Vilka typer av Layer 2-lösningar finns på Ethereum?
Det finns ett antal Layer 2-lösningar på Ethereum. Vi ska kort gå igenom hur var och en av dessa lösningar arbetar för att öka skalbarheten på Ethereum.
Kanaler
Kanaler fungerar på samma sätt som Lightning Network fungerar för Bitcoin. I korthet innebär det att kanaler gör det möjligt för två parter att genomföra ett obegränsat antal transaktioner med varandra, men endast den första och den sista transaktionen registreras i blockkedjan. Eftersom alla övriga transaktioner hanteras utanför blockkedjan går de otroligt snabbt och med mycket låga transaktionsavgifter.
Nackdelarna liknar dem som finns med Bitcoins Lightning Network: Man måste ha en koppling till den person man vill göra en transaktion med, medel måste avsättas till en kanal och kan inte tas ut under den tid kanalen är aktiv, och det finns många potentiella säkerhetsrisker förknippade med transaktioner utanför blockkedjan.
Raiden kallas ofta för Ethereums Lightning Network.
Plasma
Plasma är ett ramverk som möjliggör skapandet av sidokedjor som använder Ethereums huvudkedja som ett lager för tillit och skiljedom. Sidokedjorna erbjuder snabba och kostnadseffektiva transaktioner, men de stöder endast ett begränsat antal transaktionstyper, såsom grundläggande tokenöverföringar och byten. Allmänna beräkningar stöds inte. En annan nackdel är att uttag från underkedjan tillbaka till Ethereums huvudnätverk medför långa väntetider, och att någon måste övervaka nätverket för att säkerställa att medlen är säkra. Plasma är en relativt mogen teknik, så det finns flera framstående projekt som har implementerats.
Det mest använda projektet som bygger på Plasma-ramverket är Polygon (MATIC).
Oberoende sidokedjor
Vad utgör en sidokedja kan vara en ett omdebatterat ämne inom kryptosamhället. Man kan hävda att alla Layer 2-lösningar är sidokedjor, men i det här avsnittet talar vi specifikt om två oberoende blockkedjor. De är sammankopplade via en tvåvägs-peg och båda kedjorna är kompatibla med Ethereum Virtual Machine (EVM).
Tekniken bakom oberoende sidokedjor är välkänd. Därför har många projekt övergått till oberoende sidokedjor som ett snabbt och praktiskt sätt att öka transaktionshastigheten och sänka transaktionskostnaderna. Oberoende sidokedjor ansvarar för sin egen säkerhet, vilket innebär att sidokedjor oundvikligen är mindre säkra än Ethereum, eftersom de är mindre. Dessutom innebär ett mindre antal miners/validerare på en sidokedja att det är lättare för dem att samordna sig och stjäla tillgångar.
xDAI är ett framstående exempel på en Ethereum-oberoende sidokedja. Dessutom är det populära spelet Axie Infinity ett bra exempel på ett lager-1-projekt som har bytt inriktning till en oberoende sidokedja för snabba och kostnadseffektiva transaktioner.
Sammanfattningar
Rollups fungerar genom att transaktionerna behandlas på lager 2, men att data skickas till lager 1. Detta gör att transaktionerna blir betydligt snabbare och billigare, samtidigt som de fortfarande drar nytta av säkerheten i Ethereums huvudnätverk.
Det finns två typer av rollups: optimistiska rollups och zero-knowledge-rollups (ZK-rollups).
- Optimistiska sammanfattningar: I lager 1 antas transaktioner vara giltiga som standard, och transaktionens giltighet beräknas endast när den ifrågasätts.
- ZK-rollups: Bevis på transaktionernas giltighet beräknas på lager 2 och skickas vidare till lager 1.
Den största skillnaden mellan optimistiska rollups och ZK-rollups är att optimistiska rollups använder standardiserad kryptografisk teknik. Det finns redan ett live-nätverk som implementerar optimistiska rollups. Optimistic rollups är EVM-kompatibla, så allt som är möjligt på lager 1 är möjligt på lager 2. Den största nackdelen är att det på grund av en lång utmaningsperiod är långa väntetider för att flytta tillgångar mellan lager 1 och 2 (sju dagar eller mer). Det tidigare nämnda Polygon (MATIC) använder för närvarande optimistiska rollups.
ZK-rollups använder en ny typ av kryptografisk teknik. Det finns inga aktiva, offentliga Layer 2-lösningar som använder ZK-rollups (per tredje kvartalet 2021), och det kommer sannolikt inte att finnas några på ett tag. Dessutom är den beräkningskapacitet som krävs för att utföra nollkunskapsbevis mycket hög, även om den minskar i takt med att tekniken mognar. Slutligen är vissa implementeringar av ZK-rollups inte EVM-kompatibla. Ändå har ZK-rollups alla fördelar som optimistiska rollups har, plus att det inte uppstår någon fördröjning vid förflyttning av tillgångar mellan lager 1 och 2.
Med tiden verkar det som om ZK-rollups kommer att ersätta optimistiska rollups som den föredragna rollup-tekniken. Polygon (MATIC) har till exempel ZK-tekniken med i sin utvecklingsplan.
Layer-2-ekosystem
Dessa lösningar utesluter inte varandra. Deras styrkor och svagheter gör dem lämpliga för vissa användningsområden eller användarbehov. Som du kanske har märkt använder Polygon både Plasma och optimistiska rollups. Polygon använder dessutom Proof of Stake, vilket möjliggör snabbare och billigare transaktioner än Proof of Work.
Lösningar på lager 2 är inte de enda vägarna som utforskas för att öka Ethereums skalbarhet. Det finns också ETH 2.0 samt sharding, vilket potentiellt kan ge enorma hastighetsvinster och lägre kostnader – båda dessa funktioner kan integreras i lager 1, lager 2 eller båda.
