L2 și rollup-uri: cum funcționează, de ce avem nevoie de ele și ce urmează (Helen Chmyhankova)

Autor: Roman Aliev (Director Strategie de Marketing)

L2 is a collective name for solutions that solve the problems of scalability and speed on blockchain, primarily in the Ethereum network. We’ll tell you about the most popular L2 protocols, their advantages and drawbacks, and what will happen to them now
that Ethereum has switched to Proof-of-Stake. 

L2 și trilema lui Vitalik Buterin

În 2016, creatorul Ethereum Vitalik Buterin a descris pentru prima dată așa-numitul trilemă blockchain. It boils down to the idea that an ideal blockchain should have three qualities: decentralization,
scalability, and security. However, it’s very difficult to achieve all three at the same time, for several reasons. 

Descentralizare: cu cât sunt mai multe noduri într-o rețea, cu atât este mai greu pentru un actor rău intenționat să o preia. Dar pe măsură ce creșteți numărul de noduri, aveți nevoie de tot mai multe resurse pentru ca acestea să ajungă la un consens, iar asta încetinește rețeaua.

Securitate: încă o dată, când există o mulțime de noduri, rețeaua va continua să funcționeze chiar dacă unele dintre ele se defectează sau sunt atacate. Dar scalabilitatea are de suferit: vezi ideea despre descentralizare. 

Scalabilitate: poți crea o rețea foarte rapidă dacă delegi toate lucrările de validare a tranzacțiilor unui număr mic de noduri. Dar un astfel de blockchain va fi centralizat și mai ușor de atacat. 

Ethereum este un lanț extrem de descentralizat și sigur. Dar scalabilitatea sa a fost mult timp un punct dureros: o singură vânzare populară de token ar putea paraliza complet blockchain-ul, așa cum sa întâmplat cu Altă parte
metaverse land sale în primăvara-2022. 

Demonstrația de altă parte metaverse. Credit: Yuga Labs

The transition to Ethereum 2.0 should help solve this issue, and Vitalik Buterin even believes that the network will reach 100,000 TPS. However, this will happen only after the introduction of sharding: the division of the blockchain state into a number
of shards that will process transactions in parallel and connect to each other through the central Beacon Chain. According to Buterin, it will take 64 shards to reach those coveted 100k TPS.

Sharding is one of the types of L2 (level 2) solutions. They are called Level 2 because they sit on top of the underlying blockchain and take over part of its transactions. The results are eventually recorded on the main blockchain, but those transactions
are processed and confirmed outside of it. This helps make the system scalable, meaning that its performance doesn’t suffer when the load grows. 

Tipuri de L2 și dezavantajele acestora

Sharding

Revenind la sharding, ar trebui să remarcăm că nu există un termen limită stabilit pentru implementarea sa pe Ethereum; undeva în 2023 este cea mai recentă prognoză. Unele blockchain-uri folosesc deja sharding-ul, inclusiv NEAR (asa de
far on the level of the blockchain state, not transaction processing) and Buline (sub denumirea de parachains).

Sharding does have its problems, communication among shards and security the biggest among them. It’s easier to break a shard than the main blockchain. In Polkadot and Kusama, this risk is partly offset by the central Relay Chain providing shared security
for all the parachains. 

sidechains

A sidechain is a separate blockchain that is linked to the main L1 chain but has its own security system. The best-known example is Polygon, launched in 2017 as an Ethereum sidechain called Matic Network. Since then Polygon has grown into an independent
ecosistem cu peste 37,000 dApps, și nimeni nu-l mai numește sidechain. 

Iată câteva exemple de lanțuri laterale:

• Immutable X (Ethereum) – centralizat și cu zero taxe, este destinat în mare parte proiectelor de jocuri.
• Ronin (Ethereum) — un sidechain creat pentru Axie Infinity, piața sa NFT și Katana DEX.
• WAX (EOS) — încă un alt sidechain de jocuri, găzduiește Alien Worlds și Farmers World, printre altele. 

Credit: DappRadar

Canalele de stat

This type of L2 solution implies that two participants open a channel and exchange assets. This is convenient when two addresses conduct many transfers between themselves. When a channel isn’t needed anymore, it can be closed, at which point all the transactions
are committed to the main chain. 

Cea mai populară soluție din această categorie este Bitcoin's Lightning Network. În special, sfaturile BTC de pe Twitter folosesc acest protocol.

Pachetele

Channels, sidechains, and shards have been around for quite a while. The latest trend, which spread like wildfire in 2021, is rollups, such as Arbitrum and Optimism. These are separate blockchains that process transactions outside of the main chain, gather
them into batches, and send that data to the main blockchain. 

Diferența cheie dintre sidechains și rollup-uri este că acestea din urmă oferă lanțului principal dovezi criptografice care fac posibilă verificarea „onestității” rollup-ului (corectitudinea datelor) fără a verifica tranzacțiile în sine. 

La rândul lor, rollup-urile vin în două tipuri: optimist și ZK, sau zero-knowledge.

Optimistic: these rollups assume all transactions are valid and transmit them to the main blockchain almost without additional processing. The rollup will only perform a verification if someone disputes the results. This approach increases scalability and
dramatically reduces gas costs, but it can take a week or more to transfer funds from the rollup to Ethereum. The best-known optimistic rollups are Optimism and Arbitrum, as well as MetisDAO și Boba. 

Arbitrum și Optimism sunt în top 10 dintre cele mai mari blockchain-uri. Credit: DeFiLlama

Pachetele ZK: they validate transactions using complex cryptographic proofs and transmit these proofs to Ethereum mainnet together with the batches of transactions. ZK stands for „zero knowledge“, meaning that the main chain can verify that
the proofs and the data are correct without knowing anything about their contents. 

Un astfel de sistem este mai sigur, iar transferul activelor către lanțul principal durează mai puțin timp decât este cazul în cazul acumularilor optimiste. Partea inversă este că pachetele ZK pot avea probleme în a lucra cu contractele inteligente DeFi. 

Rollup-urile ZK sunt utilizate în X imuabil; în plus, Polygon, Matter Labs și StarkWare are working on EVM-compatible
ZK solutions. 

Care este importanța L2-urilor pentru utilizatorii obișnuiți?

Până acum am discutat despre teorie, dar ce zici de practică? Cum poate un utilizator obișnuit să încerce soluții L2 - sau ar trebui să încerce?

Polygon, Arbitrum, and Optimism are cheaper alternatives to Ethereum that support the same large dApps, such as Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi, etc. If you like swapping tokens on DEXes, buying NFTs, earning with yield farming, etc., but don’t like
paying up to $5 per transaction, you should try these L2 networks. You’ll be pleased with the low fees ($0.1 or less) and fast processing. 

Pe de altă parte, dacă decideți să jucați Axie Infinity, Alien Worlds etc., veți întâlni cu siguranță Ronin, Immutable X, WAX și alte L2 de jocuri. 

Toate L2-urile bazate pe Ethereum despre care am discutat în acest articol pot fi adăugate la MetaMask folosind funcția Adăugare rețea. Pur și simplu Google, parametrii corecti pentru fiecare rețea. 

Vitalik Buterin consideră că that optimistic rollups will dominate in the next couple of years, but ZK rollups will come to play a key role in the ecosystem
in the long term. For now, Polygon, Arbitrum, and Optimism locurile 6, 7 și 8 pe lista celor mai mari blockchain, cu un total de 3.7 miliarde USD în TVL - așa că merită cu siguranță atenția ta.