Layer 2 — Решение для масштабирования сети Ethereum

Layer 2 Ethereum

Что такое Layer 2 для Ethereum? — Сеть Ethereum пользуется популярностью и спрос на использование этого блокчейна неуклонно растет. Это привело к тому, что комиссии за транзакции в сети Эфириум поднимались до исторически максимальных уровней. Очевидно, что базовый уровень Ethereum используется многими системами, а конкуренция среди майнеров за обработку транзакций увеличилась. С другой стороны, для того чтобы Эфириум продолжал развиваться и поддерживать свой статус ведущей цепочки блоков для смарт-контрактов, сети необходимо масштабироваться.

В первую очередь нужно удовлетворить спрос миллиардов пользователей на мгновенные и дешевые транзакции. Хорошая новость заключается в том, что экосистема решений для масштабирования второго уровня уже сформировалась в Layer 2 Ethereum. Множество разработчиков предложили несколько различных способов масштабирования Эфириума. «Второй уровень» подразумевает под собой работу существующих нововведений поверх Ethereum, а не через внесение изменений в базовый уровень блокчейна.

Таким образом, мы сейчас смотрим в будущее, где Ethereum будет служить массам с помощью целого ряда различных решений L2. В этой статье мы бы хотели рассмотреть различные L2 решения, которые вышли на первый план на сегодняшний день, и рассмотрим, как некоторые из наиболее перспективных проектов Layer2 Ethereum выглядят здесь и сейчас.

Что такое Layer 2 и как это работает?

Основной целью Layer 2 протоколов является решение проблем скорости транзакций и масштабирования, с которыми сталкиваются основные криптовалютные сети и другие децентрализованные приложения. Вторичный фреймворк L2 — это дополнительный блокчейн, который работает в тандеме с основной сетью, позволяя экономить место.

Что такое Layer 2

В более широком смысле, так называемые протоколы второго уровня создают вспомогательный механизм, в котором транзакции и процессы блокчейна могут происходить независимо от основной цепи. Эти решения еще называют «off-chain» масштабируемыми решениями. Другими словами, большая часть работы, которая будет выполняться основной цепью, может быть передана на второй уровень. Таким образом, в то время как основная цепь обеспечивает безопасность, второй уровень будет обеспечивать высокую пропускную способность, имея возможность выполнять сотни, а то и тысячи транзакций в секунду.

Во “вторичных слоях” можно агрегировать транзакции перед их распространением по сети Ethereum, экономя при этом на комиссионных сборах включительно. На сегодняшний день, L2 протоколы еще не получили широкого применения в сообществе, но уже активно появляются сдвиги в эту сторону и полный переход DeFi на Layer 2 не за горами.

Самые популярные Layer 2 решения, имеющие собственные токены
МонетаЦенаГрафик 24ч

Самые популярные Layer 2 решения, имеющие собственные токены:

matic-networkPolygon
0.484844
0.484844
7.58%
loopringLoopring
0.382164
0.382164
3.76%
omisegoOMG Network
1.8
1.8
3.84%
skaleSKALE
0.046023
0.046023
2.31%
immutable-xImmutable X
0.950098
0.950098
3.94%
cartesiCartesi
0.158429
0.158429
4.41%
celer-networkCeler Network
0.015004
0.015004
4.62%
tokamak-networkTokamak Network
1.7
1.7
4.37%
boba-networkBoba Network
0.366970
0.366970
1.86%
quickQuickswap [OLD]
51.9
51.9
5.47%
zkspaceZKSpace
0.041289
0.041289
2.72%
aventusAventus
1.5
1.5
4.64%
dfyn-networkDfyn Network
0.020331
0.020331
1.33%
netswapNetswap
0.275396
0.275396
4.22%
autobahn-networkAutobahn Network
0.013336
0.013336
4.84%

В перспективе сеть Ethereum должна перейти на другой алгоритм консенсуса — Proof-of-Stake (PoS) и масштабироваться с помощью шардинга, который разделит активность Ethereum на 64 основные цепочки, а не на одну. Тем не менее, пройдет некоторое время, прежде чем будет реализован шардинг. Преимущества масштабирования инноваций могут работать совместно с инструментами Layer 2, поэтому решения Layer 2 на данный момент являются очень перспективными.

На данный момент используются три основные модели Layer 2:

  1. Платежные каналы или каналы состояния (State Channels). Платежные каналы снимают нагрузку с базового уровня Ethereum, облегчая транзакции вне сети. Суть в том, что пользователь помещает транзакцию в канал состояния Ethereum (смарт-контракт с несколькими подписями) и осуществляет столько транзакций сколько ему необходимо прежде, чем они будут записаны в цепочку блоков. Это состояние будет содержать информацию о том, сколько ETH содержится на адресе в момент, когда он будет транзакция будет подтверждена и добавлена в блок. Такая система позволяет совершать бесплатные мгновенные транзакции вне сети с высоким уровнем анонимности.
  2. Сайдчейны (Sidechains). Сайдчейны — это независимые блокчейны со своими собственными правилами консенсуса. В эти цепочки на хранение помещаются транзакции Ethereum, тем самым нагрузка на основную сеть снижается. Сайдчейны соединены с основной сетью с помощью виртуальной машины Ethereum (EVM).
  3. Роллапы (Rollups). Роллапы похожи на продвинутые не кастодиальные сайдчейны. Они выполняют транзакцию вне основной цепочки Ethereum (уровень 1), но размещают данные транзакции на уровне 1. Поскольку данные транзакции находятся на уровне 1, они защищены основной сетью.

Роллапы бывают 4 основных разновидностей: Optimistic rollups (ORUs), zkRollups (ZRUs), Plasma и Validium. Вы можете противопоставить эти четыре стиля свертки в зависимости от того, обрабатывают ли они хранение данных в цепочке (ZRUs, ORUs) или вне цепи (Plasma, Validium), а также обрабатывают ли они вычисления с помощью доказательств достоверности нулевого знания (ZRUs, Validium) или с помощью доказательств мошенничества с сокращением депозита (ORUs, Plasma).

Каналы состояния, сайдечены и Plasma — это ранние эксперименты по разработке решений второго уровня для Ethereum. Сейчас более перспективными считаются решения на основе технологии Rollups — это смарт-контракты, которые проверяют большие пакеты транзакций вне основной цепочки, а затем отправляют минимальный объем данных обратно в основную сеть.

Основные виды Rollups

Rollups — это решение по масштабируемости для Ethereum, которое выполняет транзакции во внешней цепочке (уровень 2), за пределами основной сети Ethereum (уровень 1), но данные или результаты этих транзакций размещаются на уровне 1 в специальном смарт-контракте.Так мы получаем низкие сборы за газ и почти мгновенные транзакции. Даже если сеть уровня 2 перестанет полностью функционировать, мы всё равно сможем вернуть наши средства на уровень 1, так как смарт-контракт на Ethereum продолжит работу.

Layer 2 Rollups

Есть два типа Rollups:

  • Optimistic Rollups. Вместо того, чтобы проверять каждую транзакцию на уровне 2, основная сеть просто транслирует их и «оптимистически» предполагает, что они законные, если это никем не оспаривается. Вычисления происходят только при доказательстве мошенничества в случае возникновения проблем. Optimistic Rollups могут предложить улучшения в масштабируемости, потому что по умолчанию они не выполняют никаких вычислений. Поскольку вычисления являются медленной и дорогостоящей частью использования Ethereum, Optimistic Rollups могут предложить до 10-100-кратного улучшения масштабируемости. Это число станет ещё больше с переходом на Ethereum 2.0.
  • ZK-Rollups. ZK-Rollup объединяют сотни транзакций вне цепочки и генерируют криптографическое доказательство с нулевым разглашением, известное как SNARK, которое позволяет одной стороне доказать, что она обладает определенной информацией, не раскрывая эту информацию. Такая функция обеспечивает высокий уровень приватности в публичных блокчейнах и других сетях.

ZK-SNARK используется для проверки каждого добавленного в сеть блока, устраняя необходимость доверия валидаторам.В то время как решение Optimistic Rollups основано на том, что все валидаторы честны, ZK-Rollups проверяет их честность с помощью математического доказательства ZK-SNARK. Все транзакции проходят на уровне 2, а ZK-SNARK размещается на уровне 1. Выходит, что ZK-Rollup не нужно полагаться на честность валидаторов, а безопасность внешней сети имеет тот же уровень, что и безопасность сети Ethereum.

В ZK-Rollup нет задержек при выводе средств с уровня 2 на уровень 1, поскольку доказательство действительности, принятое контрактом ZK-rollup, уже подтвердило средства. В отличии от Optimistic Rollups, здесь не требуется проверка на мошенничество, которая может задерживать снятие средств на срок до двух недель.

ZK-rollups как технология сложнее Optimistic Rollups, но она также позволяет масштабировать сеть Ethereum, повышая скорость до 2000-4000 транзакций в секунду. Среди других преимуществ: снижение стоимости газа, большая по сравнению с Optimistic Rollups безопасность сети, короткое время вывода средств — периода вызова нет. Среди недостатков решения: пока еще низкая совместимость смарт-контрактов разных DeFi-проектов.

Optimism — Layer 2 решение для Ethereum

Optimism — Это самое популярное L2-решение, основанное на Optimistic Rollups. Его разрабатывает проект Optimism (бывший Plasma Group). Изначально компания работала над Plasma, но позже перешла к работе над Optimistic Rollups, у которых больший потенциал использования для DeFi.

Optimism криптовалюта

Optimism позволяет разработчикам запускать свои проекты в Optimistic Ethereum без переписывания смарт-контрактов. При этом стоимость газа в Optimism в 35 раз ниже, чем в Ethereum. Сеть Optimism уже интегрирована в такие платформами как: Uniswap, Synthetix, 1inch Exchange, Celer Network, Curve и другие. Таким образом, они эффективно повышают производительность своих систем и максимизируют свои финансовые результаты.

Проект Optimism обеспечивает пользователям следующие преимущества:

  • Почти мгновенное завершение транзакции. Информация о том, состоялся перевод или нет, приходит сразу.
  • Использование блокчейна Ethereum становится в десятки раз дешевле.
  • Возможность расширения и разработки Dapps. Полная поддержка EVM, Dapps, работающие на Ethereum или Dapps, совместимые с EVM, также могут работать на Оптимизме всего с несколькими строками кода. Виртуальная машина Optimism (OVM) — это среда для запуска смарт-контракта Ethereum, поэтому OVM также можно рассматривать как EVM, добавляющий возможность значительно расширяться, чтобы поддерживать обработку большого количества смарт-контрактов за 1 определенное время.
  • Сохраняется уровень надежности и эффект децентрализованности Эфириума.

Экосистема Optimism создает уникальную среду, которая позволяет создавать различные инновационные приложения в следующих сегментах: DeFi, NFT, Bridge и различные дополнительные инструменты. Различные крипто-бизнесы могут надежно использовать функциональность оптимизма, чтобы сделать свои блокчейн-сервисы более гибкими, продуктивными и экономически эффективными. Крипто-кошельки также могут значительно выиграть от того, чтобы полагаться на инновации Оптимизма при предоставлении дополнительных услуг пользователям.

Сеть демонстрирует устойчивый рост с привлечением большего числа разработчиков из разных смежных секторов. Общественная собственность и управление являются основными ценностями, продвигаемыми Оптимизмом во всех его проектах и инициативах.

Arbitrum — Layer 2 решение для Ethereum

Arbitrum — Это еще одно L2-решение на основе Optimistic Rollups. С 2018 года проект разрабатывает компания Offchain Labs. Заявляется, что решение способно снизить плату за газ в 270 раз. Не имеет собственного токена!

Arbitrum Layer 2 Ethereum

Платформа состоит из трех основных компонентов:

  • Компилятор — объединяет набор смарт-контрактов, написанных на языке программирования Solidity, в один исполняемый файл, который может работать на виртуальной машине Arbitrumv (AVM).
  • EthBridge — это децентрализованное приложение (dApp) на базе Ethereum, которое служит мостом между сетями Arbitrum и Ethereum.
  • Валидаторы и агрегаторы: первые несут ответственность за подтверждение блоков, вторые — собирают транзакции и помещают их в блоки основного уровня, получая комиссию от пользователей.

Между Arbitrum и Optimism есть несколько различий. Оба проекта используют период вызова, в который любой валидатор может оспорить блок в цепочке. Но дальше решения расходятся. Так, Optimism повторно проводит спорную транзакцию в основном уровне Ethereum и проверяет ее. Команда же Arbitrum поняла, что этот процесс может способствовать перегрузке сети. В Optimism необходимо перенести большой объем данных на основной уровень, чтобы вычислить спорную транзакцию и разобраться с ней. Вместо этого Arbitrum определяет проблемную транзакцию еще до генерации блока на втором уровне. Это облегчает основную сеть, но продлевает срок вывода средств.

У Arbitrum есть все шансы обогнать Optimism по популярности. Проект сотрудничает с The Graph, OKX и ChainLink среди других крупных игроков крипто-рынка. Например, Arbitrum использует ChainLink для обеспечения связи между смарт-контрактами внутри основной цепочки и внешними ресурсами — комиссия за это оплачивается в токенах LINK. Криптобиржа OKX поддерживает прямые депозиты и вывод средств в Arbitrum для своих пользователей, чтобы избежать дорогостоящих сборов за газ.

Сообщество Uniswap также предложило запустить DEX на Arbitrum — пока ведется работа над поддержкой интерфейса и развертыванием сети. Успешный запуск Uniswap на Arbitrum принесет DEX большую ликвидность, чем Optimistic Ethereum. При этом биржа продолжит и работу на Optimism.

Boba Network — Layer 2 решение для Ethereum

Boba Network — Это решение для масштабирования и расширения Ethereum Layer 2, созданное командой Enya в качестве основных участников OMG Foundation. А также для масштабирования Optimistic Rollup L2 Ethereum, которое снижает плату за газ, улучшает пропускную способность транзакций и расширяет возможности смарт-контрактов. Boba предлагает быстрые выходы, поддерживаемые пулами ликвидности, управляемыми сообществом (аналогично другим решениям, таким как Connext или Hop protocol), сокращая период выхода Optimistic Rollup с семи дней до нескольких минут, при этом предоставляя LP возможности для стимулирования доходного фарминга.

Boba Network Layer 2

Boba начинал как форк Optimism, и они являются одним из ключевых участников OVM (Optimistic виртуальной машины). Интересным фактом является то, что Boba развернул OVM 2.0 раньше, чем Optimism, запуск которого был назначен на 11 ноября на Optimistic Ethereum. Несмотря на то, что Boba начинал как форк, у них действительно есть модульная структура, которая позволяет им поменять местами механизм отправки доказательств в основную сеть, что допускает некоторую возможность обновления или zk-ification в будущем.

Команда планирует полностью переписать кодовую базу для предстоящей v3, которая должна быть развернута в основной сети в ближайшие месяцы. Дизайн Boba также обеспечивает расширяемость смарт-контрактов и позволяет разработчикам создавать децентрализованные приложения, которые вызывают код, выполняемый в инфраструктуре веб-масштаба, такой как AWS Lambda. Это, в свою очередь, позволяет использовать алгоритмы, которые либо слишком дороги, либо невозможно выполнить on-chain.

Преимущества Layer 2 протоколов

Благодаря Layer 2 пользователи наконец-то смогут пользоваться низкими комиссиями за использование своих любимых приложений Web3, появится улучшенный UX, поскольку подтверждения транзакций почти мгновенные (благодаря секвенсорам L2), а также возможность масштабировать блокчейны. Это сделает блочное пространство намного доступнее и поможет демократизировать сеть для новых пользователей с помощью простых и интуитивно понятных приложений.

Ethereum Layer 2

Основные преимущества L2:

  • Более низкие сборы. Объединяя несколько внебиржевых транзакций в одну транзакцию уровня 1, транзакционные сборы значительно снижаются, что делает Ethereum более доступным для всех.
  • Поддержание безопасности. Блокчейны уровня 2 рассчитывают свои транзакции в основной сети Ethereum, позволяя пользователям извлекать выгоду из безопасности сети Ethereum.
  • Разверните варианты использования. Благодаря более высоким транзакциям в секунду, более низким сборам и новым технологиям проекты будут расширяться в новые приложения с улучшенным пользовательским интерфейсом.

Многие из этих L2, протоколы и приложения, предоставляющие услуги, находятся на пути к прогрессивной децентрализации, и часть этого процесса обычно включает ретроактивное распределение токенов среди первых пользователей и участников. Если вы вносите свой вклад в эти проекты сейчас, вполне вероятно, что вы будете иметь право на вознаграждение, когда проекты запустят свои токены.

Разработчики приложений, протоколов и все остальные, кто участвует в процессе, смогут создавать масштабируемые децентрализованные приложения, которые являются взаимно компонуемыми и совместимыми (даже при объединении). Масштабирование не только позволяет увеличить количество пользователей, что в геометрической прогрессии увеличивает ценность сети (закон Меткалфа), но также позволяет выполнять более дорогостоящие вычислительные операции on-chain, что расширяет пространство для разработки приложений и делает новые варианты использования Web3 экономически выгодными.

Такие вещи, как социальные токены, децентрализованные социальные сети и протоколы (например, Showtime, протокол Aave, игры NFT (работающие на L2, таких как ImmutableX), и многое другое, наконец, стали возможными. У разработчиков появляется все больше возможностей, а zk-rollups позволяют создавать настраиваемые слои выполнения, которые не должны ограничиваться Solidity и EVM.

Layer 2 список

Rollups могут работать и в сети Ethereum 2.0, увеличивая ее пропускную способность и производительность. Поэтому разработчики L2-решений не боятся, что их проекты не будут востребованы. Проблема в том, что различные решения второго уровня пока еще плохо совместимы: dApps, работающие на одном из них, не могут легко взаимодействовать с dApps, работающими на другом. Например, пользователям неудобно передавать активы между Uniswap на Arbitrum, Curve на ZKSync и Aave на Polygon.

Еще одна проблема использования Layer 2 решений — недостаток ликвидности. Чем больше таких проектов конкурируют между собой, тем сильнее размывается ликвидность. Если проблема интероперабельности не будет решена, это снизит ликвидность рынка и увеличит его волатильность.

Заключение

Существует множество решений Layer 2, которые будут отвечать за формирование масштабируемого ландшафта Ethereum в будущем. Эти решения начинают формироваться прямо перед нами и скорее всего, мы увидим больше достижений в области масштабирования Ethereum, чем когда-либо видели раньше. Эти проекты не будут с нулевой суммой, а скорее будут работать в тандеме, чтобы Эфириум мог обрабатывать миллионы транзакций в секунду, а не только десятки. Соответственно, решения L2 станут тем, как Ethereum победит основных пользователей и станет популярной международной расчетной системой.

Layer 2 перспективы

Однако фрагментация ликвидности между уровнями L2 — это проблема, которую стараются решить разными способами. Многие инструменты разработчика не работают по умолчанию для децентрализованных приложений на различных уровнях Layer 2, и поэтому командам необходимо создавать варианты своего программного обеспечения, чтобы добавить поддержку различных решений масштабирования. В будущем это будет смягчено либо полной совместимостью EVM, либо стандартной спецификацией дизайна, которая сделает так, чтобы zk/optimistic-rollups могли совместно использовать инструменты.

Также, многое предстоит сделать с точки зрения инфраструктуры Oracle и качественных каналов данных. Chainlink работает над интеграцией всех L2 с другими поставщиками Oracle, однако для того, чтобы инфраструктура была такой же надежной, как в основной сети Ethereum, потребуются время.

Еще одна ключевая проблема с точки зрения UX для Layer 2 — это фиатная скорость. Подавляющее большинство централизованных бирж в настоящее время не поддерживают собственный вывод средств на L2, поэтому для человека, не обладающего техническими навыками, внести средства на L2 проблематично (особенно, если необходимо платить комиссию Ethereum L1). Единственный способ — использовать биржу для вывода на сайдчейн, такой как Polygon PoS, который имеет достаточную ликвидность в cross-chain (централизованных) мостах, таких как Hop или Connext.

Но наиболее важной задачей является обучение пользователей. Мы видим бесчисленное количество людей, которые жалуются на высокую плату за газ в Ethereum и переходят на L1, которые имеют гораздо более низкую комиссию за транзакцию (например, Avalanche, Solana и Fantom) за счет децентрализации и безопасности.

Поддержите проект Bitcoins-Mining.net
Подписаться на новости в Telegram

Пожертвовать Bitcoin на развитие проекта

Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный адрес Bitcoins-Mining.net
Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный ниже адрес в свой кошелек, чтобы отправить Bitcoin:
Купить Bitcoin

Пожертвовать Bitcoin Cash на развитие проекта

Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный адрес Bitcoins-Mining.net
Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный ниже адрес в свой кошелек, чтобы отправить Bitcoin Cash:
Купить Bitcoin Cash

Пожертвовать Ethereum на развитие проекта

Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный адрес Bitcoins-Mining.net
Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный ниже адрес в свой кошелек, чтобы отправить Ethereum:
Купить Ethereum

Пожертвовать Litecoin на развитие проекта

Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный адрес Bitcoins-Mining.net
Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный ниже адрес в свой кошелек, чтобы отправить Litecoin:
Купить Litecoin

Пожертвовать Monero на развитие проекта

Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный адрес Bitcoins-Mining.net
Отсканируйте QR-код или скопируйте указанный ниже адрес в свой кошелек, чтобы отправить Monero:
Купить Monero