L2 i rollupy: jak działają, dlaczego ich potrzebujemy i co dalej (Helen Chmyhankova)

Autor: Roman Aliev (Dyrektor ds. Marketingu Strategii)

L2 to zbiorcza nazwa rozwiązań, które rozwiązują problemy skalowalności i szybkości na blockchainie, przede wszystkim w sieci Ethereum. Opowiemy o najpopularniejszych protokołach L2, ich zaletach i wadach oraz co się z nimi teraz stanie
że Ethereum przeszło na Proof-of-Stake. 

Trilemma L2 i Vitalika Buterina

W 2016 roku twórca Ethereum, Vitalik Buterin, po raz pierwszy opisał tzw trylogia blockchain. Sprowadza się do idei, że idealny blockchain powinien mieć trzy cechy: decentralizację,
skalowalność i bezpieczeństwo. Jednak osiągnięcie wszystkich trzech jednocześnie jest bardzo trudne z kilku powodów. 

Decentralizacja: im więcej węzłów w sieci, tym trudniej przejąć ją złośliwemu podmiotowi. Ale gdy zwiększasz liczbę węzłów, potrzebujesz coraz więcej zasobów, aby osiągnęły konsensus, a to spowalnia sieć.

Bezpieczeństwo: po raz kolejny, gdy jest dużo węzłów, sieć będzie nadal działać, nawet jeśli niektóre z nich ulegną awarii lub zostaną zaatakowane. Ale skalowalność cierpi: patrz punkt dotyczący decentralizacji. 

Skalowalność: możesz stworzyć bardzo szybką sieć, jeśli delegujesz wszystkie prace związane z walidacją transakcji do niewielkiej liczby węzłów. Ale taki blockchain będzie scentralizowany i łatwiejszy do zaatakowania. 

Ethereum to wysoce zdecentralizowany i bezpieczny łańcuch. Ale jego skalowalność od dawna była bolącym punktem: pojedyncza sprzedaż popularnego tokena może całkowicie sparaliżować blockchain, jak to się stało w przypadku Druga strona
sprzedaż ziemi metaverse wiosną-2022. 

Demo Metaverse z drugiej strony. Źródło: Yuga Labs

Przejście na Ethereum 2.0 powinno pomóc rozwiązać ten problem, a Vitalik Buterin wierzy nawet, że sieć osiągnie 100,000 XNUMX TPS. Stanie się to jednak dopiero po wprowadzeniu shardingu: podziału stanu blockchain na liczbę
fragmentów, które będą przetwarzać transakcje równolegle i łączyć się ze sobą za pośrednictwem centralnego łańcucha Beacon. Według Buterina, osiągnięcie tych pożądanych 64 tys. TPS zajmie 100 odłamki.

Sharding jest jednym z typów rozwiązań L2 (poziom 2). Nazywają się Level 2, ponieważ znajdują się na szczycie bazowego łańcucha bloków i przejmują część jego transakcji. Wyniki są ostatecznie zapisywane w głównym łańcuchu bloków, ale te transakcje
są przetwarzane i potwierdzane poza nią. Pomaga to w skalowalności systemu, co oznacza, że ​​jego wydajność nie spada wraz ze wzrostem obciążenia. 

Rodzaje L2 i ich wady

Sharding

Wracając do shardingu, powinniśmy zauważyć, że nie ma ustalonego terminu jego wdrożenia w Ethereum; gdzieś w 2023 roku jest najnowsza prognoza. Jednak niektóre łańcuchy bloków już używają shardingu, w tym BLISKO (więc
daleko na poziomie stanu blockchain, a nie przetwarzania transakcji) i Polkadot (pod nazwą parachains).

Sharding ma swoje problemy, z komunikacją między shardami i bezpieczeństwem największym z nich. Łatwiej jest złamać odłamek niż główny blockchain. W Polkadot i Kusama ryzyko to jest częściowo kompensowane przez centralny łańcuch przekaźników zapewniający wspólne bezpieczeństwo
dla wszystkich parałańcuchów. 

Łańcuchy boczne

Sidechain to oddzielny blockchain, który jest połączony z głównym łańcuchem L1, ale ma własny system bezpieczeństwa. Najbardziej znanym przykładem jest Polygon, uruchomiony w 2017 roku jako łańcuch boczny Ethereum o nazwie Matic Network. Od tego czasu Polygon urósł do niezależnej
ekosystem z ponad 37,000 XNUMX dAppsi nikt już nie nazywa tego łańcuchem bocznym. 

Oto kilka przykładów łańcucha bocznego:

• Immutable X (Ethereum) – scentralizowany i bez opłat, przeznaczony głównie do projektów gier.
• Ronin (Ethereum) — łańcuch boczny stworzony dla Axie Infinity, jej rynku NFT i Katana DEX.
• WAX (EOS) — kolejny łańcuch poboczny gier, w którym znajdują się między innymi Alien Worlds i Farmers World. 

Źródło: DappRadar

Kanały państwowe

Ten typ rozwiązania L2 oznacza, że ​​dwóch uczestników otwiera kanał i wymienia aktywa. Jest to wygodne, gdy dwa adresy wykonują między sobą wiele transferów. Gdy kanał nie jest już potrzebny, można go zamknąć, w którym to momencie wszystkie transakcje
są zaangażowane w główny łańcuch. 

Najpopularniejszym rozwiązaniem w tej kategorii jest Lightning Network firmy Bitcoin. W szczególności porady BTC na Twitterze korzystają z tego protokołu.

Rollupy

Kanały, łańcuchy boczne i odłamki istnieją już od dłuższego czasu. Najnowszym trendem, który rozprzestrzenił się lotem błyskawicy w 2021 roku, są rollupy, takie jak Arbitrum i Optimism. Są to oddzielne łańcuchy bloków, które przetwarzają transakcje poza głównym łańcuchem, zbierają
je w partiach i wyślij te dane do głównego łańcucha bloków. 

Kluczową różnicą między sidechainami a rollupami jest to, że te ostatnie dostarczają głównemu łańcuchowi dowodów kryptograficznych, które umożliwiają weryfikację „uczciwości” rollupu (poprawność danych) bez weryfikowania samych transakcji. 

Z kolei rollupy występują w dwóch typach: optymistyczny i ZK, czyli z wiedzą zerową.

Optymistyczne: te pakiety zbiorcze zakładają, że wszystkie transakcje są prawidłowe i przekazują je do głównego łańcucha bloków prawie bez dodatkowego przetwarzania. Podsumowanie przeprowadzi weryfikację tylko wtedy, gdy ktoś zakwestionuje wyniki. Takie podejście zwiększa skalowalność i
radykalnie obniża koszty gazu, ale przeniesienie środków z rollupu do Ethereum może zająć tydzień lub dłużej. Najbardziej znane optymistyczne rollupy to Optimism i Arbitrum, a także MetisDAO i Głupi. 

Arbitrum i optymizm znajdują się w pierwszej dziesiątce największych blockchainów. Źródło: ssa

Rollupy ZK: weryfikują transakcje za pomocą złożonych dowodów kryptograficznych i przesyłają te dowody do sieci głównej Ethereum wraz z partiami transakcji. ZK to skrót od „wiedzy zerowej”, co oznacza, że ​​główny łańcuch może to zweryfikować
dowody i dane są poprawne, nie wiedząc nic o ich zawartości. 

Taki system jest bezpieczniejszy, a przeniesienie zasobów do głównego łańcucha zajmuje mniej czasu niż w przypadku optymistycznych rollupów. Drugą stroną jest to, że rollupy ZK mogą mieć problemy z pracą z inteligentnymi kontraktami DeFi. 

Rollupy ZK są używane w Niezmienny X; ponadto Polygon, Matter Labs i StarkWare pracują na kompatybilności z EVM
Rozwiązania ZK. 

Jakie znaczenie ma L2 dla zwykłych użytkowników?

Do tego momentu dyskutowaliśmy o teorii, ale co z praktyką? Jak zwykły użytkownik może wypróbować rozwiązania L2 — a może powinien?

Polygon, Arbitrum i Optimism to tańsze alternatywy dla Ethereum, które obsługują te same duże aplikacje dApp, takie jak Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi itp. Jeśli lubisz wymieniać tokeny na DEX, kupować NFT, zarabiać na rolnictwie itp. , ale nie lubię
płacąc do 5 USD za transakcję, powinieneś wypróbować te sieci L2. Będziesz zadowolony z niskich opłat (0.1 USD lub mniej) i szybkiego przetwarzania. 

Z drugiej strony, jeśli zdecydujesz się zagrać w Axie Infinity, Alien Worlds itp., na pewno spotkasz Ronina, Immutable X, WAX i inne gamingowe L2. 

Wszystkie warstwy L2 oparte na Ethereum, które omówiliśmy w tym artykule, można dodać do MetaMask za pomocą funkcji Dodaj sieć. Po prostu wygoogluj właściwe parametry dla każdej sieci. 

Vitalik Buterin uważa, że w najbliższych latach dominować będą optymistyczne rollupy, ale kluczową rolę w ekosystemie odegrają rollupy ZK
w dłuższej perspektywie. Na razie Polygon, Arbitrum i Optymizm pozycja 6, 7 i 8 na liście największych blockchainów, z łączną wartością 3.7 miliarda dolarów w TVL — więc zdecydowanie są warte Twojej uwagi.