Технология блокчейн продолжает развиваться, и в январе 2024 года Ethereum установил рекорд в 2 миллиона транзакций в день. Однако проблемы масштабируемости между цепочками первого уровня (L1), такими как Биткойн и Эфириум, по-прежнему ограничивают его широкое распространение. Для решения этих проблем появились решения уровня 2 (L2). Эти технологии предназначены для ускорения транзакций и снижения затрат без ущерба для безопасности и децентрализованного характера сети L1. По данным L2Beat, решения масштабирования L2 преобразовали Ethereum, обрабатывая в 11-12 раз больший объем транзакций, чем сам Ethereum. В этой статье будет рассмотрена экосистема L2, включая ее ключевые инновации, проблемы и будущие направления.
1. Происхождение L2
По мере того как все больше пользователей совершают транзакции на уровне L1, эти сети становятся медленнее и дороже. Решение проблем масштабируемости на уровне L1 часто означает компромисс между безопасностью и децентрализацией — двумя характеристиками, к которым стремятся все блокчейны. Этот компромисс выбора только двух из трех желаемых характеристик масштабируемости, децентрализации и безопасности известен как «трилемма блокчейна».
Решение трилеммы блокчейна особенно важно для Ethereum, поскольку он стал предпочтительным L1 для создания децентрализованных приложений (dApps). Из этих трех желаемых характеристик Эфириум выбрал безопасность и децентрализацию в ущерб масштабируемости. Чтобы расширить количество и типы вариантов использования Ethereum, должно быть экономически целесообразно создавать более сложные dApps.
Решения L2 появились как способ решить эти проблемы путем перемещения большей части вычислений по обработке транзакций с базового уровня на второй уровень для увеличения пропускной способности транзакций, снижения затрат и улучшения пользовательского опыта. Цель состоит в том, чтобы добиться большей масштабируемости, одновременно используя безопасность и децентрализацию базового блокчейна L1.
2. Основная технология и структура
Общая заблокированная стоимость (TVL) экосистемы L2 в настоящее время превышает 46 миллиардов долларов США и включает в себя множество технологий и платформ с уникальными характеристиками. Вот некоторые из наиболее важных технологий:
Rollups (цепочка агрегации)
Существует два типа сводных данных: оптимистичные свертки и действительные/нулевые.
Сводка знаний). Оптимистические цепочки агрегации по умолчанию предполагают, что транзакции действительны. Они позволяют Интернету использовать механизмы предотвращения мошенничества.
Участники сети могут оспорить транзакции, которые, как ожидается, будут мошенническими, используя «доказательства мошенничества», чтобы доказать их недействительность. Напротив, цепочка агрегации достоверности использует «доказательства достоверности» для проверки достоверности каждой транзакции, отправленной на базовый уровень. Эти два типа цепочек агрегации обеспечивают более высокую пропускную способность и более низкие комиссии, чем L1.
Государственные каналы
Каналы состояний позволяют участникам проводить транзакции вне цепочки, блокируя часть состояния блокчейна в контракте с несколькими подписями. Участники могут свободно торговать вне цепочки, а окончательное состояние определяется в цепочке. Государственные каналы предлагают транзакции практически в реальном времени и низкие комиссии, но несколько ограничены в функциональности и количестве участников.
Плазма (цепочка осколков)
Plasma — это платформа для создания иерархических сайдчейнов, привязанных к основной цепи. Цепочка Plasma может обрабатывать транзакции вне цепочки и отправлять только регулярные обновления в основную цепочку, что снижает нагрузку на сеть L1. Подобно оптимистичным цепочкам агрегации, цепочки Plasma используют доказательства мошенничества, чтобы оспорить подозрительные транзакции.
3. Обзор экосистемы L2
Экосистема L2 быстро растет, благодаря многочисленным проектам и инициативам, направленным на расширение основных блокчейнов L1. Несмотря на то, что существуют решения, обеспечивающие масштабируемость Биткойна, такие как знаменитая сеть Lightning Network, которая использует государственные каналы для обеспечения более быстрых и дешевых транзакций в сети, в плане Биткойн еще не появилось ни одного решения L2 для вычислений общего назначения.
Эфириум, с другой стороны, породил процветающую экосистему решений L2. Вот краткие описания некоторых основных игроков:
Цепочка агрегации достоверности (также известная как цепочка агрегации с нулевым разглашением)
- Starknet: имеет самое быстрорастущее сообщество разработчиков, имеет собственные абстракции учетных записей и собственный язык программирования (Каир), оптимизированный для использования доказательств достоверности.
-zkSync: еще одна ведущая цепочка агрегирования достоверности с собственной абстракцией учетных записей, работающая на виртуальной машине Ethereum (EVM).
- Прокрутка: совместимая с EVM цепочка агрегирования достоверности, ориентированная на совместимость на собственном уровне с существующими приложениями и инструментами Ethereum dApps.
- Polygon zkEVM: разработан ветераном расширения L2 Polygon. Это совместимая с EVM цепочка агрегирования достоверности.
-Linea: на базе Consensys, компании, создавшей MetaMask, цепочку агрегирования достоверности, которую можно использовать непосредственно через MetaMask.
оптимистичная цепочка агрегации
- Arbitrum: крупнейшая оптимистичная цепочка агрегирования, измеряемая Total Value Locked (TVL), совместимая с EVM.
- Оптимизм: вторая по величине цепочка оптимистических агрегаций, измеряемая TVL, совместимая с EVM.
- База: третья по величине цепочка оптимистического агрегирования, измеряемая TVL, совместимая с EVM.
Многие из этих проектов все еще находятся на ранних стадиях и часто включают в себя период централизованного контроля, известный как этап «обучающих колес», который позволяет контролировать обновления системы и исправление ошибок. Хотя изначально эти учебные колеса были необходимы, в конечном итоге их следует убрать, чтобы обеспечить запланированную децентрализованную и надежную работу.
Внедрение решений L2 неуклонно растет в различных областях, включая децентрализованные финансы (DeFi), невзаимозаменяемые токены (NFT) и онлайн-игры. Наиболее часто используемые типы L2, как правило, представляют собой оптимистические цепочки агрегации и цепочки агрегации достоверности. Однако интеграция решений L2 не лишена проблем.
4. Проблемы и решения
Хотя решения L2 обладают большим потенциалом, все еще существуют некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть, чтобы полностью реализовать их потенциал. С точки зрения пользователя взаимодействие с сетью L2 может быть немного более сложным и требовать дополнительных шагов, таких как объединение активов и управление несколькими кошельками. Улучшение пользовательского опыта за счет лучшей интеграции кошельков, упрощения регистрации и предоставления более интуитивно понятного интерфейса будет иметь решающее значение для массового внедрения.
Вот почему Starknet предлагает встроенные функции абстракции учетных записей, которые обеспечивают более плавное взаимодействие с пользователем, например, подписание транзакций посредством распознавания лиц и распознавания отпечатков пальцев (например, функции, предоставляемые кошельком Braavos). В Starknet масштабирование Ethereum означает, что пользовательский интерфейс в стиле Web2 так же важен, как и более дешевые и быстрые транзакции.
5. Перспективы L2
По мере развития экосистемы L2 мы можем ожидать волну инноваций, таких как встроенные возможности абстракции учетных записей в Starknet. Начали появляться гибридные решения, которые сочетают в себе преимущества различных технологий L2, обеспечивая двойную выгоду для оптимистичных цепочек агрегации и цепочек агрегации эффективности. Достижения в области подтверждения достоверности (например, STARK) еще больше улучшают масштабируемость и конфиденциальность сетей L2.
Заглядывая в будущее, можно сказать, что будущее решений L2 тесно связано с общим развитием технологии блокчейн. Поскольку сети L1 продолжают развиваться и продвигаются новые механизмы консенсуса, такие как доказательство доли, решения L2 должны будут легко адаптироваться и интегрироваться с этими изменениями.
В ближайшие годы мы увидим бум решений L2, адаптированных к конкретным случаям использования и областям применения. Некоторые предсказывают, что сети L2 в конечном итоге станут основным уровнем взаимодействия с пользователем, а L1 будет служить уровнем безопасных расчетов. Другие предполагают многоуровневую архитектуру блокчейна, в которой решения L2 развиваются параллельно друг с другом, а иногда и с цепочкой третьего уровня (L3) сверху, чтобы создать масштабируемую и совместимую экосистему.
6. Заключение
Поскольку экосистема L2 продолжает расти, сотрудничество и вклад разработчиков, исследователей и пользователей имеют решающее значение для разработки надежных и удобных для пользователя решений L2.
Используя потенциал технологии L2, сообщество блокчейнов может преодолеть ограничения сетей L1 и открыть новые возможности для децентрализованных приложений. Предстоящий путь полон проблем и возможностей, но при правильном подходе и общем видении мы сможем построить масштабируемую и инклюзивную экосистему блокчейнов, которая расширяет возможности отдельных людей и преобразует отрасли.