Рост DeFi, NFT и игр перегружает сеть Ethereum (ETH), которая теперь разрабатывает решения для масштабирования, чтобы удовлетворить спрос без ущерба для безопасности. В этой статье мы изучаем преимущества layer 2 решений таких как Sidechains, Plasma, State Channels, Validium и др.
Но прежде чем перейти к этому, давайте разберемся, что такое решения первого и второго уровня.
Что такое решения второго уровня масштабирования?
В то время как слой 1 является базовой сетевой инфраструктурой каждого блокчейна, слой 2 строится на базовой сети, чтобы помочь масштабировать транзакции и данные.
В то время как основная сеть проверяет и завершает все транзакции на цепочке без зависимости от других сетей, слой 2 является расширением или вторичной структурой основных сетей.
Каждая базовая сеть имеет свой механизм узла, либо доказательство работы (PoW), либо доказательство доли (PoS). Кроме того, протоколы первого уровня имеют свои собственные токены, которые часто используются для оплаты газа или транзакций.
Теперь, когда Ethereum перешел в PoS, это уменьшает нагрузку на слой 1, так как новые цепi переносят часть нагрузки и уменьшают перегрузку. Однако для полной развертки этого потребуется годы, и тем временем решения второго уровня масштабируют блокчейн.
Решения второго уровня, такие как сайдчейны, оптимистичные роллапы и т.д., предоставляют определенные преимущества для масштабирования Ethereum, которые мы обсудим здесь. Но прежде чем это сделать, давайте узнаем, как работает слой 2, который обрабатывает транзакции в больших пакетах до отправки доказательства транзакций на базовый слой в процессе, называемом «вызовом за пределами сети», разгружая основную сеть.
Таким образом, в то время как L1 заботится о доступности данных, безопасности и децентрализации, L2 сосредоточивается на масштабируемости.
Сайдчейны
Когда дело касается второго слоя сайдчейнов, это независимые блокчейны Ethereum Virtual Machine (EVM), которые работают параллельно с основной цепью. У них есть узлы валидаторов, которые подтверждают и обрабатывают транзакции, добавляют блоки и поддерживают свои собственные правила консенсуса, такие как доказательство доли или доказательство авторитетности для более эффективных транзакций.
Хотя сайдчейны поддерживают более сложные транзакции благодаря своей совместимости с EVM, они не настолько децентрализованы и имеют свой собственный механизм консенсуса, делая их независимыми от решений первого или второго слоя.
Криптопроекты, такие как xDai chain и POA Network, предлагают сайдчейны.
Каналы состояния и платежные каналы
Это, пожалуй, наиболее важное решение второго уровня для масштабирования Ethereum, так как они являются многоподписными контрактами, которые позволяют участникам быстро и часто осуществлять внецепочечные транзакции с расчетом на первом слое при необходимости.
Это делает каналы состояния способными обрабатывать более сложные взаимодействия, такие как игры, в то время как платежные каналы управляют платежами, совершаемыми двумя участниками. Первое позволяет осуществлять транзакции с высоким пропуском при низких затратах, что идеально подходит для микроплатежей.
Проекты, такие как Raiden, Perun и Celer, используют каналы состояния на Ethereum.
Плазма
Плазменные цепи или дочерние цепи — это меньшие цепи, которые прикреплены к блокчейну Ethereum и работают как уменьшенные копии основной сети ETH. Они используют криптографическую верификацию в сочетании с умными контрактами для выгрузки транзакций в основную сеть.
Хотя у них есть свои собственные механизмы валидации блоков, они периодически отчитываются перед основной цепью Ethereum, чтобы разрешить споры с использованием ее безопасности. Они позволяют совершать транзакции с высокой пропускной способностью и низкими затратами, такие как привязка токенов и трансферы.
Несколько проектов, таких как LeapDAO, OMG Network и т.д., предлагают реализации Plazma для интеграции dApp.
Оптимистичные ролапы
Эти решения второго уровня находятся параллельно с основной цепью Ethereum, поскольку позволяют транзакциям выполняться в более дешевых масштабируемых пакетах за пределами слоя 1, при этом используя безопасность базового слоя для представления транзакций.
Оптимистические ролапы предлагают 100-кратное увеличение масштабируемости, поскольку не выполняют никаких вычислений, что является очень дорогим элементом блокчейна Ethereum. Когда будет введено шардирование Ethereum, это число масштабируемости увеличится дальше.
Оптимистические ролапы выполняют вычисления, если транзакции подвергаются оспариванию посредством доказательства мошенничества; в противном случае предполагается, что они действительны. Оно использует систему бондирования, и когда доказаны мошеннические транзакции, аккаунт за это теряет обязательство. В то время как некоторые бонды сокращаются, другие поощряются за правильную сторону.
Поскольку он поддерживает как умные контракты, так и простые платежи, он подходит для приложений DeFi. Следовательно, проекты, такие как Cartesi, Arbitrum и Optimism, используют это решение Layer 2.
ZK-Rollups
Роллапы с нулевым знанием известны тем, что обрабатывают транзакции вне цепи, чтобы создать криптографическое доказательство, называемое SNARK. Этот роллап выполняет вычисления вне цепи, а доказательства корректности представляются в цепи Layer 1.
Умные контракты роллапов с нулевым знанием поддерживают все транзакции на Layer 2, которые обновляются с доказательствами корректности. Однако проверка блока обходится дешевле и быстрее, так как требуется только доказательство актуальности, а не данные транзакции. Следовательно, он использует меньше газа и данных.
Поскольку умные контракты роллдап с нулевым знанием проверяют транзакции, переход от Layer 2 к Layer 1 не задерживается. Это позволяет предлагать более быстрое время окончательности с безопасностью и децентрализацией. Но у некоторых из них нет поддержки EVM и они могут быть неподходящими для dApps из-за интенсивных вычислений.
Это реализовано несколькими проектами, такими как ZKSwap и zkSync. В то время как первый является DEX второго слоя с высокой пропускной способностью транзакций и нулевыми комиссиями за газ, zkSync является протоколом без доверия для масштабируемых, недорогих платежей на Ethereum, который позволяет DeFi-кошелькам расти, как PayPal.
Оба эти роллапы кажутся идеальными для масштабирования слоя 2 на Ethereum, но Harmony лучше, поскольку он предоставляет более широкий доступ к DeFi с помощью функции мостика Horizen, который соединяет Ethereum с Binance Smart Chain.
Validium
Эта цепь доказательства корректности не хранит данные на Ethereum Layer 1, создавая возможность для 10,000 транзакций в секунду на каждый Validium chain, работающий параллельно с основной цепью из множества.
В отличие от dApps с высокой стоимостью, она не сталкивается с экономическими атаками, так как только улучшает капитальную эффективность и не имеет задержек вывода. Но у этих цепей ограниченные возможности умных контрактов.
Проекты, такие как StarkWare и Loopring, используют цепочку Validium для масштабирования Layer 2 Ethereum. Одним из примеров является первое решение расширения второго слоя для NFT, Immutable X, которое имеет как Validium, так и ZK-rollup для скорости транзакций в 9,000 в секунду без газовых комиссий.