Что такое сети уровня 2 и сайдчейны? Объяснение масштабирования Ethereum

Инфраструктура блокчейна развилась и охватила экосистему сетей уровня 1 и уровня 2.

В этой статье мы рассмотрим разницу между ними и то, как сети уровня 2 и другие методы масштабирования, такие как сайдчейны, пытаются решить проблемы масштабируемости блокчейнов уровня 1.

Что такое сети уровня 2?

Проще говоря, сети уровня 2 — это сети блокчейнов, которые существуют поверх сети уровня 1, такой как Ethereum, при этом сеть уровня 1 обеспечивает базовый уровень инфраструктуры и безопасности для сетей, построенных на ней, проверяя транзакции и достигая консенсуса.

Сети уровня 2 используют различные технологии для устранения узких мест масштабируемости в блокчейне уровня 1, которые вызваны пропускной способностью и транзакционными издержками.

Например, Ethereum в настоящее время обрабатывает около 14 транзакций в секунду (TPS) на каждого обозревателя блокчейна Etherscan. Visa, для сравнения, обрабатывает около 65 000 транзакций в секунду.

Проблемы масштабируемости наиболее выражены в периоды высокой сетевой активности, когда сети блокчейнов сталкиваются с повышенными комиссиями за транзакции (также известными как плата за газ), а также с перегрузкой сети и сокращением времени транзакций.

В 2017 году создатель Ethereum Виталик Бутерин определил «трилемму масштабируемости» для блокчейнов, утверждая, что они сталкиваются с проблемой обработки тысяч транзакций в секунду, оставаясь при этом безопасными и придерживаясь идеала децентрализации, то есть работы без необходимости централизованного управления. контроль.

«Трилемма масштабируемости».

Теория, заимствованная из информатики, заключается в том, что сеть может сосредоточиться только на двух из этих принципов, идя на уступки за счет третьего.

Решение Ethereum проблемы масштабируемости состоит в том, чтобы сосредоточиться на том, чтобы сделать свою собственную сеть блокчейнов уровня 1 максимально безопасной и децентрализованной, одновременно передавая масштабирование на аутсорсинг сетям уровня 2, построенным на основе его инфраструктуры.

Как работают масштабирующиеся сети?

Масштабируемые сети используют множество различных решений, помогающих решить проблемы масштабируемости сети уровня 1.

Эти сети включают в себя объединение транзакций или обработку транзакций вне цепочки с использованием сайдчейнов или объединений уровня 2.

Сайдчейны

Сайдчейны — это блокчейны, которые работают независимо от цепочки уровня 1, со своим собственным механизмом консенсуса и токеном.

Они подключаются к блокчейну уровня 1 посредством моста, который использует смарт-контракт для «блокировки» активов из цепочки уровня 1 и создания зеркального изображения этих токенов в боковой цепочке, при этом стоимость этих токенов привязана к заблокированный актив.

Эти зеркальные токены затем используются для выполнения транзакций, после чего их можно уничтожить, освободив заблокированные токены в цепочке уровня 1.

Свернуть

В роллапах применяется другой подход: они объединяют (отсюда и название) несколько транзакций, представляя их в блокчейне уровня 1 как одну транзакцию, которая может обрабатываться гораздо быстрее, чем отдельные транзакции.

Существует два основных типа сверток: оптимистические свертки и свертки с нулевым разглашением (zk).

Оптимистичные сводные данные предполагают, что все объединенные данные действительны, что позволяет людям оспаривать транзакции постфактум, чтобы определить, законны они или нет. Оспариваемая транзакция передается непосредственно в сеть уровня 1 для разрешения спора, при этом обе стороны могут потерять поставленные токены, если окажется, что они неправы.

В сводных данных с нулевым разглашением используются доказательства с нулевым разглашением — криптографический метод, который можно использовать для доказательства того, что что-то известно, без непосредственного раскрытия известной информации. Транзакции объединяются в пакеты, которые выполняются вне цепочки, при этом завершенный пакет передается в цепочку уровня 1 с использованием zk-доказательства, которое демонстрирует правильность предлагаемых изменений состояния.

Скалеры Ethereum, которые вам нужно знать

Существует ряд различных сетей уровня 2 и сайдчейнов, построенных на базе Ethereum или рядом с ним, каждая из которых имеет свое собственное предпочтительное технологическое решение для масштабирования уровня 1. Согласно данным CoinGecko, ниже приведены крупнейшие сети Ethereum по общей заблокированной стоимости (TVL) по состоянию на ноябрь 2024 года.

База

База, созданная криптобиржей Coinbase, построена на основе решения для масштабирования Ethereum Optimism. После запуска в августе 2023 года он быстро зарекомендовал себя как ведущий игрок на уровне 2, увеличив количество адресов до более чем одного миллиона всего за 11 дней. По словам генерального директора Coinbase Брайана Армстронга, биржа не планирует выпускать токен для Base и пытается сделать Base «чем-то гораздо более широким», чем проект под руководством Coinbase.

Арбитрум

Созданный Offchain Labs, Arbitrum использует оптимистичные объединения для масштабирования Ethereum с заявленной скоростью 40 000 операций в секунду против более впечатляющих 14 операций в секунду у Ethereum. В марте 2023 года Arbitrum запустил собственный токен ARB для управления, передав контроль над проектом децентрализованной автономной организации (DAO), состоящей из членов сообщества.

Полигон

Компания Polygon, ранее известная как Matic Network, применяет многосторонний подход к масштабированию, развертывая несколько решений, включая основную POS-цепочку (сайдчейн), цепочки Plasma, zk-rollup и оптимистичные накопители. Он стремится стать чем-то большим, чем просто решением для масштабирования, позиционируя себя как платформу для запуска совместимых блокчейнов. В сентябре 2024 года он завершил переход со своего исходного токена MATIC на новый токен POL.

Оптимизм

Запущенный в основной сети в январе 2021 года, Optimism, как следует из названия, использует оптимистичные сводные данные, которые предполагают, что все транзакции в объединенном пакете действительны. Optimism дополнительно сжимает данные в своих сводках с помощью секвенсора перед отправкой данных о транзакциях в основную цепочку Ethereum. Валидаторам каждого накопительного пакета дается неделя на то, чтобы запросить накопительный пакет, если они считают, что он содержит мошеннические данные.

Прокрутка

Относительно новый участник пространства второго уровня, Scroll, запущенный в основной сети в октябре 2023 года. Платформа использует технологию zkEVM для пакетной проверки, используя «совместимость на уровне байт-кода» с поддержкой виртуальной машины Ethereum, чтобы гарантировать совместимость приложений и инструментов EVM. нестандартный». Scroll запустил свой токен SCR в ходе раздачи в октябре 2024 года.

Взрыв

Запущенная в феврале 2024 года командой под руководством Тишуна «Pacman» Рокерра — основателя торговой площадки NFT Blur, Blast отличается от других сетей второго уровня такими функциями, как собственная доходность для ETH и стейблкоинов. Уровень-2 провел раздачу собственного токена BLAST в июне 2024 года.

Будущее сетей уровня 2

Сети уровня 2 составляют ключевую часть «дорожной карты, ориентированной на объединение» Ethereum, по словам соучредителя Ethereum Виталика Бутерина, который надеется использовать решения уровня 2 для увеличения способности блокчейна обрабатывать более 100 000 транзакций в секунду.

Бутерин изложил планы по объединению двух стратегий масштабирования Эфириума — сегментирования и протоколов уровня 2 — в рамках того, что он назвал «Всплеском». В рамках этой дорожной карты в блокчейнах второго уровня будут реализованы криптографические решения, такие как SNARK (краткий неинтерактивный аргумент знаний), для обеспечения целостности транзакций. Бутерин также стремится обеспечить, чтобы сети второго уровня унаследовали основные принципы Ethereum: недоверие, открытость и устойчивость к цензуре.

Сети уровня 2 не ограничиваются только Ethereum. В июне 2024 года программисты BitcoinOS заявили, что впервые проверили zk-доказательство в основной сети Биткойн, открыв возможность использования накопительных пакетов для масштабирования Биткойна. Солана также наблюдает рост активности второго уровня, например, через ориентированную на игры сеть Sonic SVM.

Тем временем на Ethereum продолжают появляться новые сети второго уровня. В октябре 2024 года децентрализованная биржа Uniswap объявила о планах по развитию собственной сети второго уровня Unichain с использованием технологии Optimism, а централизованная биржа Kraken запустит собственный уровень 2 на базе Optimism под названием Ink.