«Рівень 2» — це загальний термін, що позначає рішення, які будуються на базі основної мережі Ethereum (рівень 1) з метою підвищення масштабованості мережі Ethereum.
На платформі Ethereum існує низка рішень рівня 2. У цій статті ми коротко розглянемо, як кожне з цих рішень підходить до вирішення проблеми масштабованості Ethereum.
Чому в мережі Ethereum потрібні рішення рівня 2?
Ефіріум є другою за популярністю криптовалютою після біткойна. Вона сприяла створенню децентралізованої фінансової системи, і значна частина інновацій у криптопросторі досі обертається навколо неї. На жаль, Ethereum став жертвою власного успіху. Основна мережа Ethereum, яку також називають «шаром 1», регулярно обробляє значно більше, ніж 1 мільйон транзакцій на день, але попит значно перевищує пропускну здатність. Це призводить до перевантаження мережі, що, у свою чергу, спричиняє зростання цін на газ до непомірно високі рівні. У міру зростання середньої вартості транзакцій на рівні 1 все більше людей не можуть собі дозволити користуватися децентралізовані додатки наприклад, децентралізовані біржі або майданчики для торгівлі NFT.
Читати далі: Що таке «газ» в ETH і як розраховуються комісії в мережі Ethereum?
Які існують типи рішень другого рівня на Ethereum?
На платформі Ethereum існує низка рішень рівня 2. Ми коротко розглянемо, як кожне з цих рішень підходить до питання забезпечення масштабованості Ethereum.
Канали
Канали аналогічні тому, як Мережа Lightning працює для біткойна. По суті, канали дають змогу людині здійснювати необмежену кількість транзакцій з іншою людиною, але до блокчейну надсилаються лише перша та остання транзакції. Оскільки всі інші транзакції обробляються поза ланцюгом, вони відбуваються надзвичайно швидко, а комісія за них дуже низька.
Недоліки схожі на ті, що є у мережі Lightning Network біткойна: необхідно мати зв’язок з особою, з якою ви бажаєте здійснити транзакцію; кошти мають бути зарезервовані для каналу і не можуть бути зняті протягом усього терміну дії каналу; крім того, існує чимало потенційних вразливостей безпеки, пов’язаних із здійсненням транзакцій поза ланцюгом.
Райден її часто називають «Lightning Network» для Ethereum.
Плазма
Plasma — це фреймворк, що дозволяє створювати дочірні ланцюги, які використовують основний ланцюг Ethereum як рівень довіри та арбітражу. Дочірні ланцюги забезпечують швидкі та недорогі транзакції, але підтримують лише обмежену кількість типів транзакцій, таких як базові перекази токенів та обміни. Загальні обчислення не підтримуються. Ще одним недоліком є те, що виведення коштів із дочірнього ланцюга назад до основної мережі Ethereum супроводжується тривалим очікуванням, а також необхідністю постійного моніторингу мережі для забезпечення безпеки коштів. Plasma — це відносно зріла технологія, тому існує кілька відомих реалізованих проектів.
Найпоширенішим проектом, що реалізує фреймворк Plasma, є Polygon (MATIC).
Незалежні сайдчейни
Що є сайдчейн може бути тема, що викликає бурхливі дискусії у криптоспільноті. Можна стверджувати, що всі рішення другого рівня є сайдчейнами, але в цьому розділі ми говоримо саме про два незалежні блокчейни. Вони з’єднані за допомогою двостороннього прив’язування, і обидва ланцюги сумісні з Віртуальною машиною Ethereum (EVM).
Технологія, на якій базуються незалежні сайдчейни, добре вивчена. Завдяки цьому багато проєктів перейшли на незалежні сайдчейни як швидкий і практичний спосіб підвищити швидкість транзакцій та знизити витрати на них. Незалежні сайдчейни самостійно відповідають за свою безпеку, а це означає, що вони неминуче менш захищені, ніж Ethereum, оскільки мають менший розмір. Крім того, менша кількість майнерів/валідаторів у сайдчейні означає, що їм легше координувати свої дії та викрадати активи.
xDAI є яскравим прикладом незалежної сайдчейну на базі Ethereum. Крім того, популярна гра Axie Infinity є хорошим прикладом проєкту рівня 1, який переорієнтувався на незалежний сайдчейн для швидкого та економічно вигідного здійснення операцій.
Рол-апи
Ролапи працюють таким чином: транзакції обробляються на рівні 2, але дані надсилаються на рівень 1. Це дозволяє значно пришвидшити транзакції та здешевити їх, при цьому зберігаючи переваги безпеки основної мережі Ethereum.
Існує два типи рол-апів: оптимістичні рол-апи та рол-апи з нульовим розкриттям інформації (ZK).
- Оптимістичні роллапи: У рівні 1 транзакції за замовчуванням вважаються дійсними, а їхня дійсність перевіряється лише у разі оскарження.
- ZK-рол-апи: Підтвердження дійсності транзакцій обчислюється на рівні 2 і надсилається на рівень 1.
Головна відмінність між оптимістичними та ZK-рол-апами полягає в тому, що оптимістичні рол-апи використовують стандартні криптографічні технології. Вже існує діюча публічна мережа, яка реалізує оптимістичні рол-апи. «Оптимістичні» рол-апи сумісні з EVM, тому все, що можливо на рівні 1, можливо і на рівні 2. Найбільшим недоліком є те, що через тривалий період перевірки (challenge period) перенесення активів між рівнями 1 і 2 займає багато часу (сім днів або більше). Згадане раніше Polygon (MATIC) наразі використовує оптимістичні рол-апи.
ZK-роллупи використовують новий вид криптографічної технології. Наразі (станом на 3-й квартал 2021 року) не існує діючих публічних рішень рівня 2, що використовують ZK-роллупи, і, ймовірно, їх не з’явиться ще деякий час. Крім того, обчислювальні витрати, необхідні для формування доказів з нульовим розкриттям інформації, є дуже високими, хоча вони зменшуються у міру дозрівання технології. Нарешті, деякі реалізації ZK-роллупів не сумісні з EVM. Проте ZK-роллупи мають усі переваги оптимістичних роллупів, а також не створюють затримок при переміщенні активів між рівнями 1 і 2.
Згодом, схоже, ZK-рол-апи замінять оптимістичні рол-апи як найпопулярнішу технологію рол-апів. Наприклад, Polygon (MATIC) вже включив технологію ZK до свого плану розвитку.
Екосистема рівня 2
Усі ці рішення не є взаємовиключними. Їхні сильні та слабкі сторони дозволяють використовувати їх у конкретних сферах застосування або для задоволення певних потреб користувачів. Як ви, мабуть, помітили, Polygon використовує Plasma та оптимістичні рол-апи. Polygon також використовує алгоритм «доказ частки» (Proof of Stake), що забезпечує швидші та дешевші транзакції, ніж алгоритм «доказ роботи» (Proof of Work).
Рішення рівня 2 — не єдині напрямки, які розглядаються для підвищення масштабованості Ethereum. Існують також ETH 2.0 а також шардінг, який потенційно забезпечить значне підвищення швидкості та зниження витрат; обидві ці технології можуть бути впроваджені на рівні 1, рівні 2 або на обох рівнях.
