L2 och rollups: hur de fungerar, varför vi behöver dem och vad som händer härnäst (Helen Chmyhankova)

Författare: Roman Aliev (Strategi Marketing Director)

L2 är ett samlingsnamn för lösningar som löser problemen med skalbarhet och hastighet på blockchain, främst i Ethereum-nätverket. Vi kommer att berätta om de mest populära L2-protokollen, deras fördelar och nackdelar, och vad som kommer att hända med dem nu
att Ethereum har bytt till Proof-of-Stake. 

L2 och Vitalik Buterins trilemma

Redan 2016 beskrev Ethereum-skaparen Vitalik Buterin först den så kallade blockchain-trilemma. Det kokar ner till idén att en idealisk blockkedja bör ha tre egenskaper: decentralisering,
skalbarhet och säkerhet. Det är dock väldigt svårt att uppnå alla tre samtidigt, av flera skäl. 

Decentralisering: ju fler noder i ett nätverk, desto svårare är det för en illvillig aktör att ta över det. Men när du ökar antalet noder behöver du fler och fler resurser för att de ska nå konsensus, och det saktar ner nätverket.

Säkerhet: återigen, när det finns många noder, kommer nätverket att fortsätta att fungera även om några av dem går sönder eller blir attackerade. Men skalbarheten lider: se poängen med decentralisering. 

Skalbarhet: du kan skapa ett mycket snabbt nätverk om du delegerar allt transaktionsvalideringsarbete till ett litet antal noder. Men en sådan blockkedja kommer att vara centraliserad och lättare att attackera. 

Ethereum är en mycket decentraliserad och säker kedja. Men dess skalbarhet har länge varit en öm punkt: en enda populär tokenförsäljning kunde helt förlamas blockchain, eftersom det hände med Andra sidan
metaverse markförsäljning våren 2022. 

Otherside metaverse demo. Kredit: Yuga Labs

Övergången till Ethereum 2.0 borde hjälpa till att lösa detta problem, och Vitalik Buterin tror till och med att nätverket kommer att nå 100,000 XNUMX TPS. Detta kommer dock att hända först efter införandet av sharding: uppdelningen av blockchain-tillståndet i ett nummer
av skärvor som kommer att behandla transaktioner parallellt och ansluta till varandra genom den centrala Beacon Chain. Enligt Buterin kommer det att ta 64 skärvor för att nå de eftertraktade 100k TPS.

Sharding är en av typerna av L2 (nivå 2) lösningar. De kallas Level 2 eftersom de sitter ovanpå den underliggande blockkedjan och tar över en del av dess transaktioner. Resultaten registreras så småningom på huvudblockkedjan, men dessa transaktioner
bearbetas och bekräftas utanför den. Detta hjälper till att göra systemet skalbart, vilket innebär att dess prestanda inte blir lidande när belastningen växer. 

Typer av L2 och deras nackdelar

Sharding

Om vi ​​går tillbaka till sharding, bör vi notera att det inte finns någon fastställd deadline för dess implementering på Ethereum; Någon gång 2023 är den senaste prognosen. Vissa blockkedjor använder redan sharding, inklusive NEAR (så
långt på nivån av blockchain-tillståndet, inte transaktionsbearbetning) och Polkadot (under namnet parachains).

Sharding har sina problem, kommunikationen mellan skärvor och säkerheten är den största bland dem. Det är lättare att bryta en skärva än den huvudsakliga blockkedjan. I Polkadot och Kusama kompenseras denna risk delvis av att den centrala reläkedjan tillhandahåller delad säkerhet
för alla parachains. 

sidokedjor

En sidokedja är en separat blockkedja som är kopplad till den huvudsakliga L1-kedjan men har ett eget säkerhetssystem. Det mest kända exemplet är Polygon, som lanserades 2017 som en Ethereum-sidokedja som heter Matic Network. Sedan dess har Polygon vuxit till en oberoende
ekosystem med Över 37,000 XNUMX dapps, och ingen kallar det en sidekomin längre. 

Här är några fler sidechain -exempel:

• Immutable X (Ethereum) – centraliserat och med noll avgifter, det är mest inriktat på spelprojekt.
• Ronin (Ethereum) — en sidokedja skapad för Axie Infinity, dess NFT-marknad och dess Katana DEX.
• WAX (EOS) — ännu en spelsidokedja, den är värd bland annat för Alien Worlds och Farmers World. 

Kredit: DappRadar

Statliga kanaler

Denna typ av L2-lösning innebär att två deltagare öppnar en kanal och utbyter tillgångar. Detta är praktiskt när två adresser genomför många överföringar mellan sig. När en kanal inte längre behövs kan den stängas, då alla transaktioner
är engagerade i huvudkedjan. 

Den mest populära lösningen i denna kategori är Bitcoins Lightning Network. I synnerhet använder BTC-tips på Twitter detta protokoll.

rollups

Kanaler, sidokedjor och skärvor har funnits ett bra tag. Den senaste trenden, som spred sig som en löpeld 2021, är rollups, som Arbitrum och Optimism. Dessa är separata blockkedjor som behandlar transaktioner utanför huvudkedjan, samlar in
dem i omgångar och skicka dessa data till den huvudsakliga blockkedjan. 

Den viktigaste skillnaden mellan sidechains och rollups är att de senare förser huvudkedjan med kryptografiska bevis som gör det möjligt att verifiera rollupens "ärlighet" (riktighet av data) utan att verifiera själva transaktionerna. 

I sin tur finns rollups i två typer: optimistisk och ZK, eller noll-kunskap.

Optimistisk: dessa sammanställningar förutsätter att alla transaktioner är giltiga och överför dem till huvudblockkedjan nästan utan ytterligare bearbetning. Samlingen utför endast en verifiering om någon bestrider resultaten. Detta tillvägagångssätt ökar skalbarheten och
sänker gaskostnaderna dramatiskt, men det kan ta en vecka eller mer att överföra pengar från rollupen till Ethereum. De mest kända optimistiska sammanställningarna är Optimism och Arbitrum, samt Metisdao och Boba. 

Arbitrum och optimism är på topp 10 av de största blockchains. Kredit: Defillama

ZK samlingar: de validerar transaktioner med hjälp av komplexa kryptografiska bevis och överför dessa bevis till Ethereums mainnet tillsammans med satserna av transaktioner. ZK står för "noll kunskap", vilket betyder att huvudkedjan kan verifiera det
bevisen och uppgifterna är korrekta utan att veta något om deras innehåll. 

Ett sådant system är säkrare och att överföra tillgångar till huvudkedjan tar mindre tid än vad som är fallet med optimistiska samlingar. Baksidan är att ZK -samlingar kan ha problem med att arbeta med DEFI -smarta kontrakt. 

ZK rollups används i Oföranderlig X; Dessutom polygon, materialabor och starkware arbetar på EVM-kompatibla
ZK lösningar. 

Vilken betydelse har L2 för vanliga användare?

Fram till denna punkt har vi diskuterat teori, men hur är det med praktiken? Hur kan en vanlig användare prova L2-lösningar – eller borde de?

Polygon, Arbitrum och Optimism är billigare alternativ till Ethereum som stöder samma stora dApps, som Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi, etc. Om du gillar att byta tokens på DEX, köpa NFTs, tjäna med avkastningsodling osv. , men gillar inte
Om du betalar upp till 5 USD per transaktion bör du prova dessa L2-nätverk. Du kommer att vara nöjd med de låga avgifterna ($0.1 eller mindre) och snabb bearbetning. 

Å andra sidan, om du bestämmer dig för att spela Axie Infinity, Alien Worlds, etc., kommer du definitivt att träffa Ronin, Immutable X, Wax och andra Gaming L2s. 

Alla Ethereum-baserade L2:er som vi diskuterade i den här artikeln kan läggas till MetaMask med hjälp av funktionen Lägg till nätverk. Googla bara på rätt parametrar för varje nätverk. 

Vitalik Buterin tror att optimistiska rollups kommer att dominera under de kommande åren, men ZK rollups kommer att spela en nyckelroll i ekosystemet
i längden. För nu, Polygon, Arbitrum och Optimism rankas 6: e, 7: e och 8: e på listan över de största blockkedjorna, med sammanlagt 3.7 miljarder USD i TVL — så de är definitivt värda din uppmärksamhet.