Wzrost DeFi, NFT i gier przeciążył sieć Ethereum (ETH), która rozwija teraz rozwiązania skalowania, aby sprostać temu zapotrzebowaniu bez kompromisów w zakresie bezpieczeństwa. W tym artykule badamy korzyści rozwiązań warstwy 2 takich jak Sidechains, Plasma, State Channels, Validium itp., które mierzą się skalując blockchain.

Zanim jednak to zrobimy, zrozummy, czym są rozwiązania warstwy 1 i warstwy 2.

Czym są rozwiązania skalowania warstwy 2?

Podczas gdy warstwa 1 to podstawowa infrastruktura sieciowa każdego blockchaina, warstwa 2 jest zbudowana na podstawowej sieci, aby pomóc skalować transakcje i dane.

Główna sieć weryfikuje i finalizuje wszystkie transakcje na łańcuchu bez zależności od innych sieci, podczas gdy warstwa 2 jest rozszerzeniem lub drugorzędnym układem głównych sieci.

Każda podstawowa sieć ma własny mechanizm węzła, oparty na dowodzie pracy (PoW) lub dowodzie stawki (PoS). Ponadto protokoły warstwy 1 posiadają swoje natywne tokeny, które są często używane do opłat za gaz czy transakcje.

Teraz, gdy Ethereum przeszło na PoS, zmniejsza to presję na warstwę 1, ponieważ nowe łańcuchy dzielą obciążenie i zmniejszają zatłoczenie. Jednak pełne wdrożenie tego zajmie lata, a tymczasem rozwiązania warstwy 2 skalują blockchain.

Rozwiązania warstwy 2 takie jak sidechains, optimistic rollups itp. oferują pewne korzyści dla skalowania Ethereum, które omówimy tutaj. Ale zanim to zrobimy, dowiedzmy się, jak działa warstwa 2, przetwarzając transakcje w dużych pakietach przed złożeniem dowodu transakcji w warstwie bazowej w procesie zwanym „off-chain calling", zdejmując obciążenie z podstawowej sieci.

Podczas gdy L1 dba o dostępność danych, bezpieczeństwo i decentralizację, L2 skupia się na skalowalności.

Sidechains

Jeśli chodzi o Sidechains Later 2, są to niezależne łańcuchy bloków Ethereum Virtual Machine (EVM), które działają równolegle do głównego łańcucha. Mają węzły walidacyjne, które potwierdzają i przetwarzają transakcje, dodają bloki i utrzymują własne zasady konsensusu, takie jak dowód stawki czy dowód autorytetu, dla bardziej efektywnych transakcji.

Chociaż sidechains obsługują bardziej złożone transakcje dzięki swojej zgodności z EVM, nie są one tak zdescentralizowane i mają własny mechanizm konsensusu, co sprawia, że nie polegają na rozwiązaniach warstwy 1 lub 2.

Projekty kryptograficzne jak xDai chain i POA Network oferują sidechains.

Kanały stanowe i kanały płatności

Jest to prawdopodobnie najważniejsze rozwiązanie warstwy 2 dla skalowania Ethereum, ponieważ są to kontrakty wielopodpisowe, które pozwalają uczestnikom na szybkie i częste przeprowadzanie transakcji poza łańcuchem, wracając do warstwy 1 w celu finalizacji, gdy jest to wymagane.

Dzięki temu kanały stanowe są zdolne do obsługi bardziej złożonych interakcji, takich jak gry, podczas gdy kanały płatności zarządzają płatnościami dokonywanymi przez dwóch uczestników. Pierwsze pozwala na transakcje o wysokiej przepustowości przy niskim koszcie, co jest idealne dla mikropłatności.

Projekty jak Raiden, Perun i Celer używają kanałów stanowych na Ethereum.

Plasma

Łańcuchy Plasma, lub łańcuchy potomne, to mniejsze łańcuchy, które są zakotwiczone w blockchainie Ethereum, aby działać jako mniejsze kopie głównego łańcucha ETH. Używają weryfikacji kryptograficznej w połączeniu z inteligentnymi kontraktami, aby przenosić transakcje do głównej sieci.

Chociaż mają własny mechanizm weryfikacji bloków, regularnie raportują do głównego łańcucha Ethereum, aby rozstrzygać spory, korzystając z jego bezpieczeństwa. Umożliwiają transakcje o wysokiej przepustowości o niskim koszcie, takie jak przytyki tokenów i transfery.

Kilka projektów takich jak LeapDAO, OMG Network itp. dostarczają implementacji Plasma do integracji dApp.

Optimistic Rollups

Te rozwiązania warstwy 2 znajdują się równolegle do głównego łańcucha Ethereum, gdyż pozwalają na realizację transakcji w tanich skalowanych partiach poza warstwą 1, nadal korzystając z bezpieczeństwa warstwy bazowej dla przesyłania transakcji.

Optimistic rollups oferują 100-krotną skalowalność, ponieważ nie przeprowadzają żadnych obliczeń, co jest bardzo kosztownym elementem blockchaina Ethereum. Kiedy sharding Ethereum zostanie wprowadzony, liczba ta skalowalności wzrośnie jeszcze bardziej.

Optimistic rollups uruchamiają obliczenia, jeśli transakcje są kwestionowane za pomocą dowodu oszustwa; w przeciwnym razie zakładają, że są prawidłowe. Używają systemu kaucji, a gdy dowody na oszukańcze transakcje są udowodnione, konto za nimi traci kaucję. Podczas gdy niektóre kaucje są odcinane, inne są nagradzane dla odpowiedniej strony.

Ponieważ obsługuje zarówno inteligentne kontrakty, jak i proste płatności, nadaje się do aplikacji DeFi. Dlatego projekty takie jak Cartesi, Arbitrum i Optimism używają tego rozwiązania warstwy 2.

ZK-Rollups

Zero Knowledge rollups są znane z pakowania transakcji poza łańcuchem, aby generować dowód kryptograficzny zwany SNARK. Rollup ten prowadzi obliczenia poza łańcuchem, a dowody zgodności są przesyłane do łańcucha warstwy 1.

Inteligentne kontrakty Zero Knowledge rollups utrzymują wszystkie transakcje na warstwie 2, które są aktualizowane z dowodami zgodności. Jednakże, walidacja bloku jest tańsza i szybsza, ponieważ wymaga jedynie dowodu poprawności, a nie danych transakcji. Zatem zużywa mniej gazu i danych.

Ponieważ inteligentne kontrakty Zero Knowledge rollups weryfikują transakcje, transfer z warstwy 2 do warstwy 1 nie jest opóźniony. To skutkuje szybszym czasem finalizacji z bezpieczeństwem i decentralizacją. Jednak niektóre z nich nie mają wsparcia dla EVM i mogą być nieodpowiednie dla dApps z powodu intensywności obliczeniowej.

To jest implementowane przez wiele projektów takich jak ZKSwap i zkSync. O ile pierwszy to warstwa 2 DEX z dużą przepustowością transakcji i zerowymi opłatami za gaz, zkSync to bezpieczny protokół dla skalowalnych, tanich płatności na Ethereum, co sprawia, że portfele DeFi się skalują jak PayPal.

Oba te rollupy wydają się idealne dla skalowania warstwy 2 na Ethereum, jednak Harmony jest lepszy, dając szeroki dostęp do DeFi z funkcją mostu Horizen, który łączy Ethereum z inteligentnym łańcuchem Binance.

Validium

Ten łańcuch użytkownika z dowodem zgodności nie przechowuje danych na Ethereum Layer 1, umożliwiając realizację 10 000 transakcji na sekundę na łańcuch Validium, działający równolegle z głównym łańcuchem w wielu kopiach.

W odróżnieniu od dApps o wysokiej wartości, nie napotyka żadnych ataków ekonomicznych, ponieważ poprawia jedynie efektywność kapitałową i nie ma opóźnień w wypłatach. Jednak te łańcuchy mają ograniczoną zdolność obsługi inteligentnych kontraktów.

Projekty takie jak StarkWare i Loopring korzystają z łańcucha Validium do skalowania Ethereum warstwy 2. Jednym przykładem jest pierwsze rozwiązanie skalowania warstwy 2 dla NFT, Immutable X, które ma zarówno Validium, jak i ZK-rollup dla szybkości transakcji 9 000 na sekundę bez opłat za gaz.