Вопрос: Чем на самом деле Layer 2 отличается от сегментирования выполнения?
Составитель: Odaily Planet Daily Asher
Один из моментов, которые я высказал два с половиной года назад в своей статье «Финал», заключался в том, что, по крайней мере технически, различные пути развития блокчейна выглядят поразительно похожими.
В обоих случаях в цепочке присутствует большое количество транзакций, и обработка этих транзакций требует: (i) большого количества вычислений (ii) большой пропускной способности данных; Обычные узлы Ethereum, такие как узел reth-архива емкостью 2 ТБ, работающий на ноутбуке, который использовался для написания этой статьи, даже с учетом отличных усилий по разработке программного обеспечения и деревьев Веркла, недостаточно мощны для прямой проверки таких огромных объемов данных и вычислений. Напротив, в мире «шардинга L1» и объединениях ZK-SNARK используется для проверки вычислений, а DAS используется для проверки доступности данных. DAS в обоих случаях один и тот же, ZK-SNARK — одна и та же технология, просто в одном случае это код смарт-контракта, а в другом — сакральная особенность протокола. В техническом смысле Ethereum выполняет шардинг, а накопительные пакеты — это шардинг.
Естественно, возникает вопрос: в чем разница между этими двумя мирами? Один из ответов заключается в том, что последствия ошибок кодирования различны: в объединенном мире монеты теряются, тогда как в сегментированном мире возникают сбои в достижении консенсуса.
Но ожидается, что по мере совершенствования протокола и совершенствования формальных методов проверки важность ошибок будет уменьшаться. Итак, каковы различия между этими двумя концепциями и можем ли мы ожидать, что они сохранятся в долгосрочной перспективе?
Разнообразие сред выполнения
Одной из идей, которая кратко обсуждалась в Ethereum в 2019 году, была среда исполнения. По сути, в Ethereum будут разные «зоны», в которых могут действовать разные правила работы учетных записей (включая совершенно разные методы, такие как UTXO), работы виртуальной машины и другие функции.
Это обеспечивает разнообразие методов в различных частях стека, чего было бы трудно достичь, если бы Ethereum пытался делать все самостоятельно.
В конце концов, от некоторых наиболее амбициозных планов отказались, оставив только EVM. Однако Ethereum L2 (включая накопительные пакеты, валдиумы и Plasmas), возможно, в конечном итоге функционирует как среда исполнения.
Сегодня принято сосредотачиваться на эквиваленте EVM L2, но при этом игнорируется разнообразие многих альтернатив:
Arbitrum Stylus: добавляет в EVM вторую виртуальную машину на базе WASM;
Топливо: использует архитектуру на основе UTXO, аналогичную Биткойну (но более комплексную);
Aztec: Представляем новый язык и парадигму программирования, основанную на смарт-контрактах, сохраняющих конфиденциальность, на основе ZK-SNARK.
Попытка сделать EVM супервиртуальной машиной, охватывающей все возможные парадигмы, поставит под угрозу реализацию каждой концепции, а не позволит этим платформам специализироваться.
Компромиссы безопасности: масштаб против скорости
Ethereum L1 обеспечивает действительно надежную безопасность. Если какие-то данные находятся внутри блока, который финализируется на L1, весь консенсус (включая в крайних случаях социальный консенсус) будет усердно работать над тем, чтобы эти данные не могли быть отредактированы, тем самым нарушая правила приложения, поместившего эти данные внутрь блока. убедитесь, что любое выполнение, инициированное этими данными, не отменено и что эти данные остаются доступными.
Чтобы достичь этих гарантий, Ethereum L1 готов принять высокие затраты. На момент написания статьи комиссии за транзакции были относительно низкими: L2 стоит менее 1 цента за транзакцию, и даже с L1 базовый перевод ETH стоит менее 1 доллара. Если технологии развиваются достаточно быстро и рост доступного пространства блоков будет соответствовать спросу, то эти комиссии могут оставаться низкими в будущем, но могут и не остаться.
А для многих нефинансовых приложений, таких как социальные сети или игры, даже 0,01 доллара за транзакцию — это слишком много. Но социальные сети и игры не требуют той же модели безопасности, что и L1. Не имеет значения, сможет ли кто-то за миллион долларов восстановить свой рекорд проигрыша в шахматы или заставить один из ваших твитов выглядеть так, как будто он был опубликован через три дня после его фактической публикации.
Следовательно, эти приложения не должны нести одинаковые затраты на безопасность. Подход, ориентированный на L2, обеспечивает это, поддерживая ряд методов доступности данных, от объединения до плазмы и валидий.
Нажмите здесь, чтобы прочитать больше)
Еще один компромисс в области безопасности возникает в связи с проблемой доставки активов из L2 в L2. Ожидается, что в будущем (5-10 лет) все объединения будут сводными пакетами ZK, а сверхэффективные системы доказательств с возможностями поиска, такие как Binius и Circle STARK, в сочетании со слоем агрегирования доказательств позволят L2 предоставлять становится возможным получение корня конечного состояния. Но в настоящее время существует лишь сложная смесь оптимистических сводных данных и сводных данных ZK в различных временных окнах.
Если сегментирование уровня исполнения будет реализовано в 2021 году, моделью безопасности, обеспечивающей честность сегментов, будут оптимистические объединения, а не ZK - поэтому L1 придется систематически управлять сложной логикой защиты от мошенничества внутри цепочки и в сегментах. Существует недельный период вывода средств, когда перемещение активов между ними. Но, как и ошибки кодирования, эта проблема в конечном итоге носит временный характер.
Скорость транзакций — третий и более постоянный аспект компромисса в области безопасности. Блокировка Ethereum происходит каждые 12 секунд, и он не желает работать быстрее, поскольку это привело бы к чрезмерной централизации сети. Однако многие L2 используют время блока в сотни миллисекунд.
12 секунд — это не так уж и плохо: в среднем пользователям, отправляющим транзакцию, приходится ждать около 6–7 секунд, чтобы их включили в блок (а не только 6 секунд, поскольку следующий блок может их не включать). Это эквивалентно времени ожидания при оплате кредитной картой. Но многим приложениям требуются более высокие скорости, и L2 может это обеспечить.
Чтобы обеспечить более высокую скорость, L2 полагается на механизм предварительного подтверждения: собственные валидаторы L2 в цифровом виде обязуются включить транзакцию в определенное время, и они будут наказаны, если транзакция не будет включена. Механизм под названием StakeSure идет еще дальше.
Теперь вы можете попробовать реализовать все эти возможности в L1. L1 может содержать систему «быстрого предварительного подтверждения» и «медленного окончательного подтверждения». Он может содержать разные шарды с разными уровнями безопасности. Однако это увеличивает сложность протокола. Кроме того, выполнение всей работы на уровне L1 сопряжено с риском перегрузки консенсуса, поскольку многие подходы к большему масштабу или более высокой пропускной способности имеют более высокий риск централизации или требуют более сильных форм «управления», если они выполняются на уровне L1. Влияние этих более жестких требований. будет распространяться на другие части соглашения. Предоставляя эти компромиссы через уровень 2, Ethereum в значительной степени невосприимчив к этим рискам.
С какими проблемами сталкивается L2-ориентированная экосистема Ethereum?
Подход Ethereum, ориентированный на L2, сталкивается с ключевой проблемой, с которой редко приходится сталкиваться экосистемам, ориентированным на L1: координация. Другими словами, хотя существует множество форков Эфириума, задача состоит в том, чтобы сохранить его основные свойства, то есть весь Эфириум ощущается как «Эфириум» и имеет сетевые эффекты Эфириума, а не N независимой цепочки. Сегодня эта ситуация неудовлетворительна во многих отношениях:
Для передачи токенов со второго уровня на другой обычно требуется централизованная мостовая платформа, что очень сложно для обычного пользователя. Если у вас есть токены на Optimism, вы не можете вставить чужой адрес Arbitrum в свой кошелек и отправить им средства.
Поддержка межсетевых кошельков смарт-контрактов не очень хороша как для личных кошельков смарт-контрактов, так и для кошельков организаций (включая DAO). Если вы меняете ключ на одном L2, вам также придется изменить ключ на каждом другом L2.
Инфраструктура децентрализованной проверки часто отсутствует. У Ethereum наконец-то появились приличные легкие клиенты, такие как Helios. Однако это не имеет смысла, если вся деятельность происходит на уровне L2 и требует собственного централизованного RPC. В принципе, имея головную цепочку Ethereum, сделать легкий клиент для L2 несложно, но на практике этому моменту уделяется слишком мало внимания;
В настоящее время предпринимаются усилия по улучшению всех трех. Для межсетевого обмена токенами стандарт ERC-7683 является новым вариантом, который, в отличие от существующих «централизованных мостов», не имеет какого-либо фиксированного центрального оператора, токена или руководящего органа.
Для кросс-чейн-аккаунтов метод, принятый большинством кошельков, заключается в использовании кросс-чейн воспроизводимой информации, обновлении ключей в краткосрочной перспективе и обновлении хранилища ключей в долгосрочной перспективе. Начинают появляться легкие клиенты для L2, такие как Beerus для сети Starknet. Кроме того, недавние улучшения пользовательского опыта с помощью кошельков следующего поколения решили некоторые более фундаментальные проблемы, например, пользователям больше не нужно вручную переключаться на правильную сеть для доступа к децентрализованным приложениям.
Rabby отображает комплексное представление остатков активов в нескольких цепочках (не так давно эта функция не была доступна в кошельках)
Но важно признать, что экосистемы, ориентированные на L2, в некоторой степени плывут против течения, пытаясь координировать свои действия.
У отдельных институтов L2 нет естественного экономического стимула для создания инфраструктуры для координации: у небольших институтов L2 его нет, поскольку они могут получить лишь небольшую долю выгод от своего вклада, у крупных институтов L2 его нет, потому что они могут получить выгоду от укрепления своей деятельности; собственный Получите столько же или больше выгод от эффектов локальной сети.
Не существует волшебного идеального решения этой проблемы. Все, что можно сказать, — это то, что экосистеме необходимо более полно осознать, что межуровневая инфраструктура является таким же типом инфраструктуры Ethereum, как и клиенты L1, инструменты разработки и языки программирования, и поэтому ее следует ценить и финансировать. В настоящее время существует Гильдия протоколов и, возможно, Гильдия базовой инфраструктуры.
краткое содержание
В публичных дискуссиях «Ethereum L2» и «шардинг уровня выполнения» часто описываются как две противоположные стратегии масштабирования блокчейнов. Однако при взгляде на базовую технологию возникает загадка: фактические базовые методы расширения абсолютно одинаковы, с основным отличием в том, кто отвечает за создание и обновление соответствующих компонентов и насколько они автономны?
Экосистема Ethereum, ориентированная на L2, представляет собой шардинг в истинном техническом смысле, но в рамках шардинга вы можете создавать свои собственные шарды со своими правилами. Этот подход очень мощный и позволяет проявить творческий подход и независимые инновации. Но это также создает некоторые ключевые проблемы, особенно с точки зрения координации.
Чтобы экосистема, ориентированная на L2, такая как Ethereum, должна понимать эти проблемы и быть на высоте, чтобы получить как можно больше преимуществ экосистемы, ориентированной на L1, и максимально приблизиться к лучшему из обоих миров.
