Warstwa 2 (L2) to termin powszechny wśród krypto-natywistów, ale koncepcja ta może być myląca dla wielu osób, zwłaszcza tych, które dopiero dołączyły do branży.
Jest to ogólna nazwa używana do opisania rozwiązań zbudowanych w oparciu o sieć bazową, popularnie zwaną warstwą 1 (L1) lub siecią główną (Mainnet). Oznacza to, że L2 nie może istnieć bez warstwy bazowej, dlatego konieczne jest posiadanie podstawowej wiedzy o L1 przed zapoznaniem się z L2.
Warstwa 1 wyjaśniona
Czym jest zatem warstwa 1? Jest to sieć podstawowa i podstawowa infrastruktura platformy blockchain. Sieć główna jest odpowiedzialna za sprawdzanie i finalizowanie wszystkich transakcji w łańcuchu bez uzależnienia od innej sieci. Oznacza to, że warstwa podstawowa określa zasady ekosystemu. Protokoły L1 posiadają również natywne tokeny wykorzystywane do opłat transakcyjnych lub opłat za gaz.
Każda sieć bazowa ma swój własny mechanizm umożliwiający węzłom osiąganie konsensusu, taki jak dowód pracy (PoW) i dowód stawki (PoS). Jednakże w branży istnieje bardzo powszechna koncepcja znana jako trylemat blockchain, zgodnie z którą sieć może osiągnąć dwa z trzech głównych celów – bezpieczeństwo, skalowalność i decentralizację – ale nie wszystkie trzy razem. Zostało to spopularyzowane przez współzałożyciela Ethereum, Vitalika Buterina.
Blockchainy warstwy 1, takie jak Bitcoin i Ethereum, skupiają się na decentralizacji i bezpieczeństwie, rezygnując jednocześnie ze skalowalności – możliwości obsługi wielu transakcji. Tutaj z pomocą przychodzą protokoły warstwy 2. Programiści budują rozwiązania L2 na L1, aby rozwiązać problemy ze skalowalnością.
Co to jest warstwa 2 i jak działa?
Protokoły warstwy 2 to rozwiązania zbudowane na bazie sieci bazowej, które pomagają skalować transakcje i dane. L2 służy jako rozszerzenie lub dodatkowa struktura dla odpowiednich głównych sieci.
Jak to działa? Sieci warstwy 2 samodzielnie przetwarzają transakcje w dużych pakietach przed przesłaniem dowodu transakcji do warstwy podstawowej. Proces ten jest powszechnie nazywany skalowaniem „poza łańcuchem” i powoduje ogromne obciążenie sieci podstawowej.
L1 koncentruje się na bezpieczeństwie, decentralizacji i dostępności danych, podczas gdy L2 zajmuje się skalowalnością. Dzięki temu cały ekosystem blockchain jest bardziej skalowalny, ponieważ sieć bazowa jest mniej przeciążona. Zasadniczo jest to praca zespołowa.
Warstwa 2 kontra łańcuchy boczne
Rozwiązania warstwy 2 i łańcuchy boczne zaprojektowano tak, aby umożliwić szybsze skalowanie głównych sieci. Podczas gdy L2 jest zbudowany na swoim łańcuchu podstawowym, łańcuch boczny działa równolegle jako niezależny łańcuch kompatybilny z EVM, współdziałając z siecią podstawową poprzez mosty.
Główna różnica między protokołami warstwy 2 a łańcuchami bocznymi polega na tym, że L2 dziedziczy bezpieczeństwo sieci głównej, podczas gdy łańcuchy boczne mogą przyjmować własne zabezpieczenia lub zabezpieczenia innych protokołów. Zatem łańcuchy boczne nie są technicznie uważane za rozwiązania L2.
Co ciekawe, projekty takie jak Polygon Network łączą wiele technologii L2 i sidechain, aby transakcje były szybsze i tańsze.
Korzyści z sieci warstwy 2
Skalowalność: Skalowalność dotyczy przepustowości i szybkości transakcji. Innymi słowy, zapewnia większą liczbę transakcji przetwarzanych na sekundę i szybsze ich zakończenie. Wiele sieci podstawowych woli poświęcić skalowalność na rzecz decentralizacji lub bezpieczeństwa, co prowadzi do zatorów podczas dużego wykorzystania sieci.
Sieci warstwy 2 rozwiązują ten problem, ponieważ pomagają ekosystemom blockchain skalować się bez narażania bezpieczeństwa i decentralizacji.
Niższe opłaty: Jak wspomniano wcześniej, L2 łączy wiele transakcji i przesyła je do sieci głównej jako pojedynczą transakcję. Pomaga to obniżyć opłaty transakcyjne, dzięki czemu warstwa bazowa jest tańsza i szybsza.
Utrzymuj bezpieczeństwo: bezpieczeństwo i decentralizacja są głównymi elementami sieci warstwy 1. Ponieważ łańcuchy warstwy 2 są zbudowane na górze, użytkownicy mogą korzystać z bezpieczeństwa głównego łańcucha bloków.
Wady sieci warstwy 2
Redukcja płynności: Płynność jest ważnym aspektem rynku kryptowalut. Sieci warstwy 2 mogą zmniejszyć płynność swoich głównych łańcuchów bloków, które powinny być zawsze solidne i płynne.
Może wymagać wielu kont: Gdy na sieci zbudowanych jest wiele rozwiązań L2, L1 i jego różne aplikacje będą wymagały większej liczby mostów, aby zapewnić płynną komunikację między dwiema warstwami. Oznacza to, że użytkownicy końcowi często będą musieli tworzyć wiele kont, aby przesyłać środki między różnymi protokołami. Proces ten może być zniechęcający, zwłaszcza że użytkownicy muszą przez cały czas śledzić ruch swoich zasobów.
Obawy dotyczące bezpieczeństwa: Chociaż jest to kwestia wdrożenia, w ubiegłym roku zhakowano wiele rozwiązań pomostowych, co doprowadziło do naruszenia bezpieczeństwa kryptowalut wartych setki milionów.
Rodzaje rozwiązań warstwy 2
Istnieją różne typy technologii warstwy 2, które zapewniają rozwiązania skalowalne dla sieci blockchain, umożliwiając w ten sposób wielu osobom korzystanie z protokołów warstwy 1, takich jak Bitcoin i Ethereum, do codziennych transakcji.
Do najpopularniejszych rozwiązań skalowania warstwy 2 należą Rollupy skupione na Ethereum, natomiast Bitcoin Lightning Network pracuje nad zwiększeniem skalowalności Bitcoina.
Rollupy
Rollup to popularny system warstwy 2, który skaluje sieć główną Ethereum i inne łańcuchy bloków. Jak to działa?
Rollupy to regularne inteligentne kontrakty, które przekazują dane między warstwą 1 a warstwą 2. Pomagają skalować łańcuch bloków, przesyłając masowe transakcje i dane z warstwy bazowej na L2. Po przetworzeniu transakcji w warstwie 2 pakiety zbiorcze zwracają dane transakcji do sieci głównej w celu przechowywania.
Oprócz skalowania warstwy bazowej, rollupy mają na celu znaczne obniżenie opłat za gaz poprzez grupowanie lub „rollowanie” setek transakcji w jedną transakcję przed przeniesieniem jej do warstwy bazowej. Opłata transakcyjna jest następnie dzielona między wszystkich w grupie, dzięki czemu jest tańsza dla każdego użytkownika. Dzięki temu rozwiązania typu rollup mogą obniżyć opłaty transakcyjne nawet 100-krotnie w porównaniu z warstwą bazową.
Co więcej, pakiety zbiorcze są zbudowane na bazie L1, co pozwala im czerpać bezpieczeństwo z podstawowego łańcucha bloków.
To powiedziawszy, istnieją dwa rodzaje rollupów – z wiedzą zerową (ZK) i optymistyczny. Główną różnicą jest sposób przesyłania danych transakcji z powrotem do sieci głównej.
Rollupy o zerowej wiedzy
Pakiety zbiorcze o zerowej wiedzy lub pakiety zbiorcze ZK pobierają wiele transakcji z warstwy podstawowej i przetwarzają je poza łańcuchem, a następnie przesyłają transakcje partiami z powrotem do sieci głównej za pośrednictwem inteligentnego kontraktu zbiorczego w łańcuchu.
Podczas tego procesu rollupy ZK generują dowód kryptograficzny zwany SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) lub STARK (skalowalny, przezroczysty argument wiedzy) wysyłany do L1 w celu potwierdzenia poprawności transakcji. Dzięki temu weryfikatorzy mogą wiedzieć, że mają te same informacje, bez ujawniania tego, co wiedzą, stąd nazwa „wiedza zerowa”.
Łańcuchy zbiorcze o zerowej wiedzy mogą wygenerować blok w ciągu minuty, przetwarzając do 2000 transakcji na sekundę. To drastycznie zmniejsza koszty i czas wymagany do przetwarzania transakcji w łańcuchu bloków.
Przykłady protokołów L2 wykorzystujących pakiety optymistyczne
Pętla
zkSync
ZKSpace
Aztek
Optymistyczne rollupy
Podobnie jak pakiety ZK, pakiety Optimistic przetwarzają duże ilości transakcji poza łańcuchem przed wysłaniem danych z powrotem do warstwy podstawowej.
Główna różnica polega jednak na tym, że pakiety optymistyczne nie generują dowodu kryptograficznego potwierdzającego autentyczność transakcji. Zamiast tego zakładają, że transakcje są ważne, dopóki nie zostanie udowodnione, że jest inaczej.
Optymistyczne podsumowania oferują okno czasowe zwane okresem wyzwania, które pozwala każdemu zakwestionować wyniki przesłanych danych stanu. Można tego dokonać poprzez obliczenie „odporności na oszustwa”. Jeśli odporność na oszustwa zostanie potwierdzona i zaakceptowana, łańcuch roll-up ponownie wykonuje fałszywą transakcję i aktualizuje dane stanu.
Ogólnie rzecz biorąc, pakiety zbiorcze Optimistic oferują mniejszą przepustowość w porównaniu do pakietów zbiorczych ZK i Plazmy (wyjaśnione poniżej).
Przykłady protokołów L2 wykorzystujących pakiety optymistyczne
Decyzja pierwsza
Optymizm
Sieć Boba
Osocze
Plasma to platforma skalowania warstwy 2 Ethereum stworzona przez Vitalika Buterina i Josepha Poona, autora Bitcoin Lightning Network (wyjaśnione poniżej).
W przeciwieństwie do rollupów, struktura Plasma łączy inteligentne kontrakty i drzewa Merkle, tworząc nieograniczoną liczbę sidechainów zwanych „łańcuchami podrzędnymi” na szczycie głównego łańcucha Ethereum. Chociaż te łańcuchy podrzędne są małymi kopiami sieci głównej, przetwarzają transakcje poza łańcuchem za pomocą własnego mechanizmu konsensusu w celu sprawdzania poprawności bloków. Wyłączenie transakcji z głównego łańcucha pomaga zmniejszyć zatory i poprawić skalowalność.
Podobnie jak w przypadku pakietów Optimistic, każdy łańcuch podrzędny w strukturze Plazmy wykorzystuje dla bezpieczeństwa system dowodu oszustwa, z okresem czasu, w którym każdy może zakwestionować ważność transakcji.
Warto zauważyć, że w przeciwieństwie do innych sidechainów, Plasma dziedziczy bezpieczeństwo Ethereum. Dzieje się tak, ponieważ „korzeń” każdego bloku łańcucha w strukturze Plazmy jest publikowany w sieci głównej.
Polygon i OMG to przykłady protokołów wykorzystujących moc Plazmy w sieci Ethereum.
Warto jednak zauważyć, że Plasma Group (organizacja badawcza Ethereum) zaprzestała działalności i przekazała resztę swoich środków Gitcoinowi do wykorzystania na optymistyczne rollupy.
Sieć Błyskawicy Bitcoin
Lightning Network (LN) to najpopularniejsze rozwiązanie Bitcoina do skalowania warstwy 2. W 2016 roku zaproponowano rozwiązanie problemów ze skalowalnością sieci Bitcoin poprzez przetwarzanie pakietów transakcji z błyskawiczną szybkością.
Podobnie jak inne omówione powyżej rozwiązania skalowania L2, LN pobiera wiele transakcji z sieci głównej i przetwarza je poza łańcuchem za pośrednictwem kanałów mikropłatności przed zwróceniem danych transakcyjnych.
Chociaż Lightning Network została pierwotnie zaprojektowana do skalowania Bitcoina, kryptowaluty takie jak Litecoin i Dogecoin również zintegrowały to rozwiązanie.
Końcowe przemyślenia
Podsumowując, protokoły warstwy 2 to rozwiązania skalujące zbudowane na bazie podstawowego łańcucha bloków, które pomagają zwiększyć szybkość transakcji i obniżyć koszty. Łańcuchy L2 szybko stają się odpowiedzią na problemy ze skalowalnością występujące w głównych łańcuchach bloków, takich jak Bitcoin i Ethereum.
Wpis Kompletny przewodnik po rozwiązaniach skalowania warstwy 2 pojawił się jako pierwszy na CryptoPotato.