Что такое Layer 2? Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим основы:
Обычно блокчейны делятся на несколько уровней: Layer 0, Layer 1, Layer 2 и Layer 3.
Layer 0: Базовая инфраструктура блокчейна.
Layer 1: Базовый блокче йндля создания dApps, таких как Ethereum и другие общедоступные блокчейны.
Layer 2: Решение для масштабирования Layer 1.
Layer 3: Уровень, используемый для разработки различных типов dApps поверх Layer 1.
Давайте используем аналогию с улицей, чтобы объяснить многоуровневую архитектуру блокчейна. Layer 0 будет основой дороги. Заложив фундамент, мы строим Layer 1, который представляет собой настоящую дорогу.
Поскольку движение на этой дороге увеличивается, заторы становятся проблемой. Для решения этой проблемы нужны дополнительные решения, например, строительство эстакад. Эти решения, такие как эстакады, представляют уровень 2 в контексте блокчейна.
Кроме того, на дороге у нас есть различные станции технического обслуживания, такие как заправочные станции и магазины, которые предоставляют нам различные услуги. Эти сервисные станции аналогичны различным типам dApp, предлагаемым на Layer 3 блокчейна.
Как упоминалось в предыдущем примере с перегрузкой трафика, Layer 2 необходим для решения проблемы перегрузки транзакций в публичной цепочке Ethereum. Когда объем транзакций невелик, комиссии и скорость транзакций находятся в приемлемом диапазоне. Однако в периоды перегрузок эффективность транзакций снижается, а комиссии резко возрастают, зачастую превышая стоимость самой транзакции.
Давайте рассмотрим три недавних примера перегрузки сети в блокчейне Ethereum. Популярность игры CryptoKitties в 2017 году стала первым событием, вызвавшим перегрузку в сети Ethereum, что привело команду CryptoKitties к созданию блокчейна Flow. В 2020 году летний бум DeFi снова привел к длительной перегрузке сети Ethereum, когда средняя комиссия за транзакции превысила 20 долларов. В 2021 году сектор NFT снова вызвал перегрузку сети в блокчейне Ethereum. В результате пользователи предлагали все более высокие комиссии за газ, чтобы побудить майнеров расставлять приоритеты в своих транзакциях для защиты популярных NFT.
Важно отметить, что, хотя эти примеры сосредоточены в сети Ethereum, сети Layer 2 не являются исключительными для Ethereum. Например, Lightning Network Биткойн также относится к категории решений Layer 2.
Обычно существует два подхода к решению проблем с перегрузкой Ethereum. Первый подход включает собственную масштабируемость Ethereum, повышающую его способность справляться с более высоким спросом. Хотя этот подход может в корне решить проблемы перегрузки Ethereum, его реализация технически сложна и может потребовать значительного времени для завершения.
Второй подход — масштабируемость вне сети, специфичный для Layer 2. Этот подход включает в себя развертывание новой среды поверх существующей инфраструктуры Ethereum, где часть требований к транзакциям из основной сети Ethereum переносится в среду Layer 2, тем самым облегчая перегруженность Ethereum.
Продолжая нашу предыдущую аналогию с дорогами, фундаментальным решением для уменьшения заторов на дорогах является расширение дорог. Однако расширение дороги может быть проблемным и трудоемким. В качестве альтернативного решения можно построить надземные автомагистрали поверх существующих дорог, чтобы отвлечь движение и уменьшить заторы.
В настоящее время основные решения Layer 2, принятые на рынке, включают подход Rollup, который можно разделить на Optimistic Rollup и ZK-Rollup.
Кроме того, есть и другие решения, такие как Sidechains, State Channels, Plasma, Validium и т. д.
Решение Rollup включает в себя хранение данных в основной сети Ethereum и передачу процесса транзакции на Layer 2 для выполнения. После завершения выполнения на Layer 2 данные транзакции передаются обратно в основную сеть. Ключевое различие между Optimistic Rollup и ZK-Rollup заключается в том, как они обеспечивают точность результатов данных, возвращаемых в основную сеть Ethereum на Layer 2.
Сайдчейны подключаются к основной цепочке с помощью моста, при этом активы заблокированы в основной сети Ethereum. Получение активов и выполнение вычислений происходят на сайдчейн. После завершения активы передаются обратно в основную цепочку, производные активы в сайдчейне уничтожаются, а заблокированные активы в основной цепочке разблокируются.
Сайдчейны — это независимые блокчейны, которые работают параллельно с основной сетью и совместимы с виртуальной машиной Ethereum (EVM). Они двунаправленно соединяются с Ethereum и работают в соответствии с выбранными ими протоколами консенсуса и параметрами блоков.
Каналы состояния — это раннее решение Layer 2, которое позволяет участникам безопасно проводить транзакции вне сети до подтверждения результата в основной сети.
Подобно сайдчейнам, Plasma — это автономный блокчейн, привязанный к основной сети Ethereum. Он выполняет транзакции вне цепочки и возвращает доказательства результата транзакции в основную цепочку. Plasma использует доказательства мошенничества для разрешения споров.
Validium похож на ZK rollup, с той разницей, что данные Validium хранятся вне сети.
| SNARKs/STARKs | Доказательства мошенничества |
Данные Он-чейн | ZK Rollup | Optimistic Rollup |
Внецепочечные данные | Validium | Plasma |
Нет никаких сомнений в том, что сети Layer 2 в настоящее время являются лучшим решением для решения проблем масштабируемости Ethereum, а подход Rollup является наиболее распространенным и популярным решением.
Поскольку отрасль продолжает развиваться, на современном рынке появилась концепция Layer 3. В отличие от уровня приложений Layer 3, упомянутого ранее, уровень 3 в этом контексте относится к решениям, созданным поверх Layer 2, которые предлагают более индивидуальные конструкции и решают проблемы, которые не могут быть решены на Layer 2, в конечном итоге создавая многоуровневую сетевую структуру.
Концепция Layer 3 все еще находится на ранней стадии обсуждения, и в настоящее время в центре внимания остается Layer 2. Не исключено, что в будущем появится больше решений Layer 2 для облегчения больших объемов транзакций в сети Ethereum.
Lightning Network
Масштабируемое решение, построенное на основе биткойнов, которое позволяет пользователям отправлять и получать биткойны быстро и практически бесплатно.
Доказательства мошенничества
Сделки считаются действительными, но их можно оспорить, если есть подозрения в мошенничестве. Когда это произойдет, проверка на мошенничество запустит транзакцию, чтобы определить, имелись ли мошенничества.
Доказательства с нулевым разглашением
Доказательства с нулевым разглашением позволяют пользователям доказать другим, что они обладают знаниями о важных данных или праве собственности, не раскрывая конфиденциальную информацию, такую как закрытые ключи кошелька.
Существует два типа доказательств с нулевым разглашением: краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым разглашением (ZK-SNARK) и масштабируемый прозрачный аргумент знания с нулевым разглашением (ZK-STARK).