การเติบโตของ DeFi, NFTs, และการเล่นเกมได้ทำให้เครือข่าย Ethereum (ETH) แออัดขึ้น และขณะนี้กำลังพัฒนาโซลูชันการขยายเพื่อสนองความต้องการโดยไม่ต้องลดทอนความปลอดภัย ในบทความนี้ เราจะสำรวจประโยชน์ของ layer 2 solutions เช่น Sidechains, Plasma, State Channels, Validium เป็นต้น

แต่ก่อนที่จะไปถึงนั้น มาทำความเข้าใจกันก่อนว่าโซลูชันเลเยอร์ 1 และเลเยอร์ 2 คืออะไร

โซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 คืออะไร?

ในขณะที่เลเยอร์ 1 เป็นสถาปัตยกรรมเครือข่ายพื้นฐานของบล็อกเชนทุกชนิด เลเยอร์ 2 ถูกสร้างขึ้นบนเครือข่ายพื้นฐาน เพื่อช่วยขยายการทำธุรกรรมและข้อมูล

ในขณะที่เครือข่ายหลักทำการตรวจสอบและยืนยันธุรกรรมบนเครือข่ายโดยไม่พึ่งพาเครือข่ายอื่น ๆ เลเยอร์ 2 เป็นการต่อขยายหรือกรอบงานทุติยภูมิของเครือข่ายหลัก

ทุกเครือข่ายพื้นฐานมีระบบนอตของตนเองไม่ว่าจะเป็น proof-of-work (PoW) หรือ proof-of-stake (PoS) และโปรโตคอลเลเยอร์ 1 มีโทเค็นพื้นเมืองของตนเองที่มักใช้สำหรับค่าธรรมเนียมหรือค่าทำธุรกรรม

ตอนนี้ Ethereum ได้เปลี่ยนแปลงเข้าสู่ PoS แล้ว มันช่วยลดความกดดันบนเลเยอร์ 1 เนื่องจากโซ่ใหม่แบ่งปันภาระ และลดความแออัด แต่จะต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะปรับใช้ได้เต็มที่ และระหว่างนั้นโซลูชันเลเยอร์ 2 ก็กำลังขยายบล็อกเชน

โซลูชันเลเยอร์ 2 เช่น sidechains, optimistic rollups เป็นต้น ให้ประโยชน์บางประการสำหรับการขยาย Ethereum ซึ่งเราจะพูดถึงที่นี่ แต่ก่อนอื่น มารู้วิธีทำงานของเลเยอร์ 2 ก่อน โดยประมวลผลธุรกรรมในลำต้นขนาดใหญ่ ก่อนจะส่งหลักฐานของธุรกรรมไปยังเลเยอร์พื้นฐานในกระบวนการที่เรียกว่า "การเรียกออกนอกเครือข่าย" ซึ่งช่วยรับภาระออกจากเครือข่ายพื้นฐาน

ดังนั้นขณะที่ L1 ดูแลความพร้อมใช้งานของข้อมูล ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ L2 มุ่งเน้นที่การปรับขนาด

Sidechains

เมื่อพูดถึง Sidechains ครั้งล่าสุด พวกเขาคือบล็อกเชน Ethereum Virtual Machine (EVM) ที่เป็นอิสระที่ทำงานขนานกับโซ่หลัก พวกเขามี validator nod ที่ยืนยันและประมวลผลธุรกรรม เพิ่มบล็อก และรักษากฎเกณฑ์การตกลงของตนเองเช่น Proof-of-Stake หรือ Proof-of-authority เพื่อการทำธุรกรรมที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น

แม้ว่า sidechains สนับสนุนธุรกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยความสามารถ EVM ของพวกเขา แต่พวกเขาไม่ได้น่าเชื่อถือขนาดนั้นและมีกลไกการตกลงของตนเอง ทำให้ไม่ยึดตามโซลูชันเลเยอร์ 1 หรือเลเยอร์ 2

โครงการคริปโตเช่น xDai chain และ POA Network เสนอ sidechains

State Channels and Payment Channels

นี่อาจเป็นโซลูชันเลเยอร์ 2 ที่สำคัญที่สุดสำหรับการขยาย Ethereum เนื่องจากพวกเขาเป็นสัญญาแบบหลายลายเซ็นที่อนุญาตให้ผู้เข้าร่วมทำธุรกรรมได้อย่างรวดเร็วและบ่อยครั้งออกนอกเครือข่าย กลับสู่เลเยอร์ 1 เพื่อการยุติเสร็จสิ้นตามความจำเป็น

นี้ทำให้ State Channels สามารถจัดการความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นเกม ขณะที่ช่องทางการชำระเงินจัดการการชำระเงินที่ทำอยู่สองฝ่าย อดีตช่วยให้ธุรกรรมล้ำหน้าสูงด้วยต้นทุนต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการชำระเงินเล็ก

โครงการเช่น Raiden, Perun, และ Celer ใช้ช่องทางรัฐบน Ethereum

Plasma

โซ่พลาสม่า หรือโซ่ลูก เป็นโซ่ขนาดเล็กที่ถูกยึดกับบล็อกเชน Ethereum เพื่อทำงานเป็นสำเนาขนาดเล็กของ ETH Mainnet พวกเขาใช้การตรวจสอบทางคณิตศาสตร์ร่วมกับสัญญาอัจฉริยะเพื่อนำธุรกรรมออกไปยังเครือข่ายหลัก

แม้ว่าพวกเขาจะมีระบบตรวจสอบบล็อกของตนเอง พวกเขารายงานเป็นระยะๆ ไปยังโซ่หลัก Ethereum เพื่อแก้ปัญหาความขัดแย้งโดยใช้ความปลอดภัยของหลุมเหลือ พวกเขาทำให้ธุรกรรมที่มีความล้ำหน้าสูงแต่ต่ำต้นทุนเช่นการดึงกลับโทเค็นและการโอนเงินเป็นไปได้

โครงการหลายแห่งเช่น LeapDAO, OMG Network เป็นต้น มีการปรับใช้ของพลาสม่าสำหรับการรวมกับแอปพลิเคชัน dApp

Optimistic Rollups

โซลูชันเลเยอร์ 2 เหล่านี้พบอยู่ขนานกับเครือข่ายหลัก Ethereum เนื่องจากพวกเขาให้ธุรกรรมเกิดขึ้นในแปลงล้ำหน้าต้นทุนต่ำภายนอกเลเยอร์ 1 ขณะที่ยังใช้ความปลอดภัยของเลเยอร์พื้นฐานในการส่งธุรกรรม

Optimistic rollups ให้การขยายได้ถึง 100x เนื่องจากมันไม่ทำการคำนวณใด ๆ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีราคาสูงของบล็อกเชน Ethereum เมื่อการแบ่งส่วนของ Ethereum ถูกนำมาใช้ตัวเลขการขยายนี้จะเพิ่มขึ้นอีก

Optimistic rollups เริ่มคำนวณหากธุรกรรมถูกท้าทายโดยการพิสูจน์การทุจริต มิฉะนั้นจะถือว่าพวกเขาถูกต้อง ใช้ระบบการจำนำและเมื่อธุรกรรมที่เป็นการทุจริตถูกพิสูจน์ บัญชีหลังก็จะทิ้งจำนำ ในขณะที่บางจำนำถูกลดค่า ส่วนอื่น ๆ ถูกให้กำลังใจสำหรับฝ่ายที่ถูกต้อง

เนื่องจากมันสนับสนุนทั้งสัญญาอัจฉริยะและการชำระเงินง่าย จึงเหมาะสำหรับแอปพลิเคชัน DeFi ฉะนั้นโครงการเช่น Cartesi, Arbitrum, และ Optimism ใช้โซลูชันเลเยอร์ 2 นี้

ZK-Rollups

ZK-Rollups หรือ Zero Knowledge rollups เป็นที่รู้จักกันในการรวมธุรกรรมออกนอกเครือข่าย เพื่อสร้างหลักฐานทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า SNARK ZK-Rollup ทำการคำนวณออกจากเครือข่าย และหลักฐานความถูกต้องถูกส่งไปยังเครือข่ายเลเยอร์ 1

สัญญาอัจฉริยะของ ZK-Rollups รักษาทุกธุรกรรมบนเลเยอร์ 2 ซึ่งอัปเดตด้วยหลักฐานความถูกต้อง อย่างไรก็ตามการตรวจสอบบล็อกถูกและเร็วเพราะต้องการเพียงหลักฐานความถูกต้องไม่ใช่ข้อมูลธุรกรรม ดังนั้นจึงใช้แก๊สและข้อมูลน้อยลง

เนื่องจากสัญญาอัจฉริยะของ ZK-Rollups ยืนยันธุรกรรม การโอนจากเลเยอร์ 2 ไปยังเลเยอร์ 1 จึงไม่ล่าช้า นี้ช่วยให้อัตราการสิ้นสุดเร็วขึ้นด้วยความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ แต่บางตัวไม่สนับสนุน EVM และอาจไม่เหมาะสำหรับ dApps เนื่องจากการคำนวณที่หนักหน่วง

นี้นำร่องโดยโครงการหลายแห่งเช่น ZKSwap และ zkSync ในขณะที่ตัวแรกคือ DEX เลเยอร์ 2 ที่มีอัตราธุรกรรมสูงและค่าแก๊สเป็นศูนย์ zkSync คือโปรโตคอลที่ไม่ต้องพึ่งพาใครสำหรับการชำระเงินที่ขยายออกและต้นทุนต่ำบน Ethereum ซึ่งทำให้กระเป๋าสตางค์ DeFi ขยายเหมือน PayPal

ทั้งสองตัวนี้ดูเหมือนจะเหมาะสำหรับการขยายเลเยอร์ 2 บน Ethereum แต่ Harmony ดีกว่าเพราะให้การเข้าถึง DeFi ที่กว้างขึ้น ด้วยคุณสมบัติ Horizen bridge ที่เชื่อม Ethereum กับ Binance smart chain

Validium

โซลูชัน Validium ไม่เก็บข้อมูลบนเลเยอร์ 1 ของ Ethereum ทำให้ได้ถึง 10,000 ธุรกรรมต่อวินาทีต่อโซ่ Validium ทำงานขนานกับโซ่หลักในหลาย ๆ

ไม่เหมือน high-value dApps มันไม่เผชิญกับการโจมตีทางเศรษฐกิจใด ๆ เนื่องจากมันเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทุนโดยไม่ต้องเสียเวลาในการถอน แต่โซ่นี้มีขีดความสามารถในการทำงานร่วมกับสัญญาอัจฉริยะจำกัด

โครงการเช่น StarkWare และ Loopring ใช้ Validium สำหรับการขยายเลเยอร์ 2 ของ Ethereum หนึ่งตัวอย่างคือโซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 สำหรับ NFTs อันแรก, Immutable X ซึ่งมี Validium และ ZK-rollup ที่มีความเร็วการทำธุรกรรม 9,000 ต่อวินาที โดยไม่มีค่าแก๊ส