L2 і згортання: як вони працюють, навіщо вони потрібні і що далі (Олена Чмиганкова)

Автор: Роман Алієв (директор зі стратегічного маркетингу)

L2 — це збірна назва для рішень, які вирішують проблеми масштабованості та швидкості на блокчейні, насамперед у мережі Ethereum. Ми розповімо про найпопулярніші протоколи L2, їх переваги та недоліки, а також про те, що з ними зараз буде
що Ethereum перейшов на Proof-of-Stake. 

L2 і трилема Віталіка Бутеріна

Ще в 2016 році творець Ethereum Віталік Бутерін вперше описав т.зв трилема блокчейну. Це зводиться до ідеї, що ідеальний блокчейн повинен мати три якості: децентралізацію,
масштабованість і безпека. Однак досягти всіх трьох одночасно дуже важко з кількох причин. 

Децентралізація: чим більше вузлів у мережі, тим важче зловмиснику захопити її. Але зі збільшенням кількості вузлів вам потрібно все більше і більше ресурсів для досягнення консенсусу, а це сповільнює роботу мережі.

Безпека: знову ж таки, коли є багато вузлів, мережа продовжуватиме працювати, навіть якщо деякі з них зламаються або зазнають атаки. Але масштабованість страждає: див. пункт про децентралізацію. 

Масштабованість: ви можете створити дуже швидку мережу, якщо передасте всю роботу з перевірки транзакцій невеликій кількості вузлів. Але такий блокчейн буде централізованим і легшим для атаки. 

Ethereum — це високодецентралізована та безпечна мережа. Але його масштабованість вже давно є проблемою: продаж одного популярного токена може повністю паралізувати блокчейн, як це сталося з Інша сторона
продаж землі в метавсесвіті навесні-2022. 

Демоверсія метавсесвіту Otherside. Авторство: Yuga Labs

Перехід на Ethereum 2.0 повинен допомогти вирішити цю проблему, і Віталік Бутерін навіть вважає, що мережа досягне 100,000 XNUMX TPS. Однак це станеться лише після впровадження шардингу: поділу стану блокчейну на число
шардів, які оброблятимуть транзакції паралельно та з’єднуватимуться один з одним через центральний ланцюг маяків. За словами Бутеріна, для досягнення бажаних 64 тис. TPS знадобиться 100 шарда.

Шардинг є одним із типів рішень L2 (рівень 2). Їх називають рівнем 2, тому що вони розташовані на базовому блокчейні та беруть на себе частину його транзакцій. Результати зрештою реєструються в основному блокчейні, але ці транзакції
обробляються та підтверджуються поза ним. Це допомагає зробити систему масштабованою, тобто її продуктивність не страждає при зростанні навантаження. 

Типи L2 та їх недоліки

Sharding

Повертаючись до шардингу, слід зазначити, що немає встановленого терміну для його впровадження на Ethereum; десь у 2023 році — останній прогноз. Деякі блокчейни вже використовують шардинг, в тому числі БЛИЗЬКО (тому
далеко на рівні стану блокчейну, а не обробки транзакцій) і Polkadot (під назвою parachains).

Шардинг дійсно має свої проблеми, найбільші з них – зв’язок між сегментами та безпека. Простіше зламати шард, ніж основний блокчейн. У Polkadot і Kusama цей ризик частково компенсується центральним ланцюгом ретрансляції, що забезпечує спільну безпеку
для всіх парачейнів. 

бічні ланцюги

Сайдчейн — це окремий блокчейн, який пов’язаний з основним ланцюгом L1, але має власну систему безпеки. Найвідомішим прикладом є Polygon, запущений у 2017 році як сайдчейн Ethereum під назвою Matic Network. Відтоді Полігон виріс у незалежний
екосистема с понад 37,000 XNUMX dApps, і ніхто більше не називає це сайдчейном. 

Ось ще кілька прикладів сайдчейну:

• Immutable X (Ethereum) – централізований і з нульовою комісією, в основному націлений на ігрові проекти.
• Ronin (Ethereum) — сайдчейн, створений для Axie Infinity, її NFT-маркетплейсу та Katana DEX.
• WAX (EOS) — ще один ігровий боковий ланцюжок, серед інших — Alien Worlds і Farmers World. 

Авторство: DappRadar

Державні канали

Цей тип рішення L2 передбачає, що два учасники відкривають канал і обмінюються активами. Це зручно, коли дві адреси здійснюють багато переказів між собою. Коли канал більше не потрібен, його можна закрити, після чого всі транзакції
віддані головному ланцюгу. 

Найпопулярнішим рішенням у цій категорії є Bitcoin’s Lightning Network. Зокрема, BTC-підказки в Twitter використовують цей протокол.

Згортання

Канали, сайдчейни та шарди існують вже досить давно. Останнім трендом, який блискавично поширився у 2021 році, є згортання, такі як Arbitrum і Optimism. Це окремі блокчейни, які обробляють транзакції за межами основного ланцюга, збору
об’єднуйте їх у пакети та надсилайте ці дані до основного блокчейну. 

Ключова відмінність між бічними ланцюгами та зведеннями полягає в тому, що останні надають основному ланцюгу криптографічні докази, які дають змогу перевірити «чесність» зведення (правильність даних) без перевірки самих транзакцій. 

У свою чергу зведення бувають двох типів: оптимістичні та ZK, або з нульовими знаннями.

Оптимістичний: ці зведення припускають, що всі транзакції дійсні, і передають їх до основного блокчейну майже без додаткової обробки. Зведення виконає перевірку, лише якщо хтось оскаржує результати. Такий підхід збільшує масштабованість і
суттєво зменшує витрати на газ, але для переказу коштів зі зведеного пакета на Ethereum може знадобитися тиждень або більше. Найвідомішими оптимістичними зведеннями є Optimism і Arbitrum, а також МетісДАО та  Боба. 

Arbitrum і Optimism входять в топ-10 найбільших блокчейнів. Авторство: DeFiLlama

Збітки ZK: вони перевіряють транзакції за допомогою складних криптографічних доказів і передають ці докази в основну мережу Ethereum разом із пакетами транзакцій. ZK означає «нульове знання», що означає, що основний ланцюг може це перевірити
докази та дані правильні, не знаючи нічого про їхній зміст. 

Така система є більш безпечною, і передача активів до основного ланцюга займає менше часу, ніж у випадку з оптимістичними зведеннями. Зворотний бік полягає в тому, що зведені ZK можуть мати проблеми з роботою зі смарт-контрактами DeFi. 

ZK rollups використовуються в Незмінний X; крім того, Polygon, Matter Labs і StarkWare працюють над EVM-сумісністю
Рішення ЗК. 

Яке значення L2 для звичайних користувачів?

До цього моменту ми обговорювали теорію, а як щодо практики? Як звичайний користувач може спробувати рішення L2 — чи варто їм це робити?

Polygon, Arbitrum і Optimism є дешевшими альтернативами Ethereum, які підтримують такі ж великі dApps, як-от Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi тощо. Якщо вам подобається міняти токени на DEX, купувати NFT, заробляти за допомогою yield farming тощо. , але не подобається
сплачуючи до 5 доларів США за транзакцію, ви повинні спробувати ці мережі L2. Ви будете задоволені низькими комісіями ($0.1 або менше) і швидкою обробкою. 

З іншого боку, якщо ви вирішите пограти в Axie Infinity, Alien Worlds тощо, ви точно зустрінете Ronin, Immutable X, WAX та інші ігрові L2. 

Усі L2 на основі Ethereum, які ми обговорювали в цій статті, можна додати до MetaMask за допомогою функції «Додати мережу». Просто знайдіть у Google правильні параметри для кожної мережі. 

Віталік Бутерін вважає, що оптимістичні зведення домінуватимуть у наступні кілька років, але зведені ZK відіграватимуть ключову роль в екосистемі
в довготривалій перспективі. Наразі Polygon, Arbitrum і Optimism 6, 7 і 8 ранг у списку найбільших блокчейнів із загальним розміром TVL у 3.7 мільярда доларів — тож вони точно варті вашої уваги.