Що таке Layer 2? Перш ніж відповісти на це питання, давайте розглянемо основи:
Зазвичай блокчейни діляться на кілька рівнів: Layer 0, Layer 1, Layer 2 і Layer 3.
Layer 0: Базова інфраструктура блокчейна.
Layer 1: Базовий блокчейн для створення dApps, таких як Ethereum та інші загальнодоступні блокчейни.
Layer 2: Рішення для масштабування Layer 1.
Layer 3: Рівень, який використовується для розробки різних типів dApps поверх Layer 1.
Давайте використаємо аналогію з вулицею, щоб пояснити багаторівневу архітектуру блокчейну. Layer 0 буде основою дороги. Заклавши фундамент, ми будуємо Layer 1, який є справжньою дорогою.
Зі збільшенням трафіку на цій дорозі, затори стають проблемою. Для вирішення цієї проблеми потрібні додаткові рішення, наприклад будівництво естакад. Ці рішення, такі як естакади, становлять Layer 2 у контексті блокчейну.
Крім того, на дорозі ми маємо різні станції технічного обслуговування, такі як заправні станції та магазини, які надають нам різні послуги. Ці сервісні станції аналогічні різним типам dApp, що пропонуються на Layer 3 блокчейна.
Як згадувалося у попередньому прикладі з перевантаженням трафіку, Layer 2 необхідний для вирішення проблеми перевантаження транзакцій у публічному блокчейні Ethereum. Коли обсяг транзакцій невеликий, комісії і швидкість транзакцій знаходяться в прийнятному діапазоні. Однак в періоди перевантажень ефективність транзакцій знижується, а комісії стрімко зростають, часто перевищуючи вартість самої транзакції.
Розглянемо три нещодавні приклади перевантаження мережі на блокчейні Ethereum. Популярність гри CryptoKitties у 2017 році стала першою подією, яка спричинила перевантаження мережі Ethereum, що змусило команду CryptoKitties створити блокчейн Flow. У 2020 році бум DeFi Summer знову призвів до тривалого перевантаження мережі Ethereum, а середня комісія за транзакції перевищила 20 $. У 2021 році сектор NFT знову спричинив перевантаження мережі блокчейну Ethereum. В результаті користувачі пропонували все більш високі комісії за gas, щоб спонукати майнерів розставляти пріоритети у своїх транзакціях для захисту популярних NFT.
Важливо зазначити, що хоча ці приклади зосереджені на мережі Ethereum, мережі Layer 2 не є ексклюзивними для Ethereum. Наприклад, Lightning Network від Bitcoin також підпадає під категорію рішень Layer 2.
Існує два підходи до вирішення проблеми перевантаженості Ethereum. Перший підхід передбачає масштабування самого Ethereum, що підвищує його здатність справлятися з підвищеним попитом. Хоча цей підхід може фундаментально вирішити проблеми перевантаженості Ethereum, його реалізація є технічно складною і може зайняти значну кількість часу.
Другий підхід - офчейн-масштабування, специфічний для Layer 2. Цей підхід передбачає розгортання нового середовища поверх існуючої інфраструктури Ethereum, де частина попиту на транзакції з основної мережі Ethereum переноситься в середовище Layer 2, тим самим зменшуючи перевантаження на Ethereum.
Продовжуючи нашу попередню аналогію з дорогами, фундаментальним рішенням для зменшення заторів є розширення доріг. Однак розширення доріг може бути складним і трудомістким процесом. Як альтернативне рішення, над існуючими дорогами можна побудувати естакади, щоб перенаправити рух і зменшити затори.
Наразі на ринку поширеними рішеннями для Layer 2 є підхід Rollup, який можна поділити на оптимістичний Rollup та ZK-Rollup.
Крім того, є й інші рішення, такі як Sidechains, State Channels, Plasma, Validium тощо.
Рішення Rollup включає зберігання даних в основній мережі Ethereum та передачу процесу транзакції на Layer 2 для виконання. Після завершення виконання на Layer 2, дані транзакції передаються назад в основну мережу. Ключова відмінність між Optimistic Rollup та ZK-Rollup полягає в тому, як вони забезпечують точність результатів даних, що повертаються до основної мережі Ethereum на Layer 2.
Сайдчейни підключаються до основного блокчейна за допомогою мостів, а активи блокуються в основній мережі Ethereum. Генерація активів і обчислення відбуваються на сайдчейні. Після завершення, активи переказують назад в основний блокчейн, похідні активи на сайдчейні знищуються, а заблоковані активи на основному блокчейні розблоковуються.
Сайдчейни - це незалежні блокчейни, які працюють паралельно з основним блокчейном і сумісні з віртуальною машиною Ethereum (EVM). Вони мають двосторонній зв'язок з Ethereum і працюють відповідно до обраних ними протоколів консенсусу і параметрів блоків.
Канали стану – це раннє рішення Layer 2, яке дозволяє учасникам безпечно проводити транзакції поза мережею до підтвердження результату в основній мережі.
Подібно до сайдчейнів, Plasma - це автономний блокчейн, прив'язаний до основної мережі Ethereum. Він виконує транзакції поза блокчейном та повертає докази результату транзакції в основний блокчейн. Plasma використовує докази шахрайства для вирішення спорів.
Validium схожий на ZK rollup, з тією різницею, що дані Validium зберігаються офчейн.
| SNARKs/STARKs | Докази шахрайства |
Дані ончейн | ZK Rollup | Optimistic Rollup |
Дані офчейн | Validium | Plasma |
Немає жодних сумнівів у тому, що мережі Layer 2 в даний час є найкращим рішенням для вирішення проблем масштабування Ethereum, а підхід Rollup є найбільш поширеним і популярним рішенням.
Оскільки галузь продовжує розвиватися, на сучасному ринку з'явилася концепція Layer 3. Layer 3 відноситься до рішень, створених поверх Layer 2, які пропонують більш індивідуальні конструкції та вирішують проблеми, які не можуть бути вирішені на Layer 2, зрештою створюючи багаторівневу мережеву структуру.
Концепція Layer 3 все ще знаходиться на ранній стадії обговорення, і в даний час в центрі уваги залишається Layer 2. Не виключено, що в майбутньому з'явиться більше рішень Layer 2 для полегшення великих обсягів транзакцій у мережі Ethereum.
Lightning Network
Масштабоване рішення, побудоване на основі Bitcoin, яке дозволяє користувачам надсилати та отримувати Bitcoin швидко і практично без витрат.
Докази шахрайства
Вважається, що транзакції є дійсними, але вони можуть бути оскаржені, якщо є підозра на шахрайство. У такому випадку перевірка транзакції на шахрайство запускається для того, щоб визначити, чи відбулося шахрайство.
Докази з нульовим розголошенням
Докази з нульовим розголошенням дозволяють користувачам довести іншим, що вони мають знання про важливі дані або право власності, не розкриваючи конфіденційну інформацію, таку як закриті ключі гаманця.
Існує два типи доказів з нульовим розголошенням: короткий неінтерактивний аргумент знання з нульовим розголошенням (ZK-SNARK) та масштабований прозорий аргумент знання з нульовим розголошенням (ZK-STARK).