Уровень 2 (L2) — это общий термин среди крипто-аборигенов, но эта концепция может сбивать с толку многих людей, особенно тех, кто только что присоединился к отрасли.
Это общее название, используемое для описания решений, построенных на базовой сети, обычно называемой уровнем 1 (L1) или основной сетью (Mainnet). Это означает, что L2 не может существовать без базового уровня, поэтому важно сначала получить базовые знания о L1, прежде чем изучать L2.
Объяснение уровня 1
Итак, что такое слой 1? Это базовая сеть и базовая инфраструктура платформы блокчейна. Основная сеть отвечает за проверку и завершение всех транзакций в цепочке независимо от другой сети. Это означает, что базовый слой определяет правила экосистемы. Протоколы L1 также имеют собственные токены, используемые для оплаты комиссий за транзакции или газа.
Каждая базовая сеть имеет свой собственный механизм достижения консенсуса узлами, такой как доказательство работы (PoW) и доказательство доли (PoS). Однако в отрасли существует очень распространенная концепция, известная как трилемма блокчейна, согласно которой сеть может достичь двух из трех основных целей — безопасности, масштабируемости и децентрализации — но не всех трех вместе. Эту идею популяризировал соучредитель Ethereum Виталик Бутерин.
Блокчейны первого уровня, такие как Биткойн и Эфириум, ориентированы на децентрализацию и безопасность, жертвуя при этом масштабируемостью – способностью обрабатывать множество транзакций. Именно здесь на помощь приходят протоколы уровня 2. Разработчики создают решения L2 на уровне L1 для решения проблем масштабируемости.
Что такое уровень 2 и как он работает?
Протоколы уровня 2 — это решения, построенные на базе базовой сети и помогающие масштабировать транзакции и данные. L2 служит расширением или вторичной структурой для соответствующих основных сетей.
Итак, как это работает? Сети уровня 2 самостоятельно обрабатывают транзакции большими пакетами перед отправкой подтверждения транзакций на базовый уровень. Этот процесс обычно называют масштабированием «вне сети», и он снимает огромную нагрузку с базовой сети.
L1 фокусируется на безопасности, децентрализации и доступности данных, а L2 отвечает за масштабируемость. Это делает всю экосистему блокчейна более масштабируемой, поскольку базовая сеть менее перегружена. Так что, по сути, это командная работа.
Уровень 2 против сайдчейнов
Решения уровня 2 и сайдчейны предназначены для ускорения масштабирования основных сетей. Хотя L2 построен поверх базовой цепочки, сайдчейн работает параллельно как независимая EVM-совместимая цепочка, взаимодействующая с основной сетью через мосты.
Основное различие между протоколами уровня 2 и сайдчейнами заключается в том, что L2 наследует безопасность основной сети, тогда как сайдчейны могут использовать собственную безопасность или безопасность других протоколов. Таким образом, сайдчейны технически не считаются решениями L2.
Интересно, что такие проекты, как Polygon Network, сочетают в себе несколько технологий L2 и сайдчейна, чтобы сделать транзакции быстрее и дешевле.
Преимущества сетей уровня 2
Масштабируемость. Масштабируемость связана с пропускной способностью и скоростью транзакций. Другими словами, это обеспечивает обработку большего количества транзакций в секунду с более быстрым завершением. Многие базовые сети предпочитают жертвовать масштабируемостью ради децентрализации или безопасности, что приводит к перегрузке при интенсивном использовании сети.
Сети уровня 2 решают эту проблему, поскольку они помогают экосистемам блокчейнов масштабироваться без ущерба для безопасности или децентрализации.
Более низкие комиссии: как упоминалось ранее, L2 объединяет несколько транзакций и отправляет их в основную сеть как одну транзакцию. Это помогает снизить комиссию за транзакции, делая базовый уровень дешевле и быстрее.
Поддержание безопасности. Безопасность и децентрализация являются основными задачами сетей уровня 1. Поскольку цепочки уровня 2 построены поверх, пользователи могут извлечь выгоду из безопасности основного блокчейна.
Недостатки сетей уровня 2
Снижение ликвидности. Ликвидность является важным аспектом крипторынка. Сети уровня 2 могут снизить ликвидность своих основных блокчейнов, которые всегда должны быть надежными и ликвидными.
Может потребоваться несколько учетных записей. Когда на вершине сети построено несколько решений L2, L1 и его различные приложения потребуют большего количества мостов для обеспечения бесперебойной связи между двумя уровнями. Это означает, что конечным пользователям часто придется создавать несколько учетных записей для перевода средств между различными протоколами. Этот процесс может быть сложным, особенно потому, что пользователям приходится постоянно отслеживать движение своих активов.
Проблемы безопасности: хотя это вопрос реализации, в прошлом году было обнаружено несколько мостовых решений, которые были взломаны, что привело к компрометации криптовалюты на сотни миллионов долларов.
Типы решений уровня 2
Существуют различные типы технологий уровня 2, которые предоставляют решения для масштабирования сетей блокчейнов, что позволяет многим людям использовать протоколы уровня 1, такие как Биткойн и Ethereum, для ежедневных транзакций.
К наиболее популярным решениям масштабирования второго уровня относятся Rollups, основанные на Ethereum, а сеть Bitcoin Lightning Network работает над повышением масштабируемости Биткойна.
Свернуть
Rollup — это популярная система второго уровня, которая масштабирует сеть Ethereum и другие блокчейны. Итак, как это работает?
Свертывания — это обычные смарт-контракты, которые передают данные между уровнем 1 и уровнем 2. Они помогают масштабировать блокчейн, передавая массовые транзакции и данные с базового уровня на уровень L2. После обработки транзакций на уровне 2 накопительные пакеты возвращают данные транзакций в основную сеть для хранения.
Помимо масштабирования базового уровня, объединения предназначены для значительного снижения комиссий за газ за счет группировки или «свертывания» сотен транзакций в одну транзакцию перед ее перемещением на базовый уровень. Комиссия за транзакцию затем распределяется между всеми участниками группы, что делает ее дешевле для каждого пользователя. Это позволяет решениям по объединению снижать комиссию за транзакции почти в 100 раз по сравнению с базовым уровнем.
Кроме того, накопительные пакеты создаются поверх L1, что позволяет им получать безопасность от основного блокчейна.
Тем не менее, существует два типа сверток — с нулевым разглашением (ZK) и оптимистические. Основное различие заключается в том, как они передают данные транзакций обратно в основную сеть.
Сводные пакеты с нулевым разглашением
Объединения с нулевым разглашением или объединения ZK берут несколько транзакций с базового уровня и обрабатывают их вне цепочки, а затем отправляют транзакции пакетами обратно в основную сеть через смарт-контракт объединения в цепочке.
В ходе этого процесса накопительные пакеты ZK генерируют криптографическое доказательство, называемое SNARK (краткий неинтерактивный аргумент знаний) или STARK (масштабируемый прозрачный аргумент знаний), отправляемое на L1 для подтверждения правильности транзакций. Это позволяет проверяющим знать, что у них есть одна и та же информация, не раскрывая того, что они знают, отсюда и название «нулевое разглашение».
Объединенные цепочки с нулевым разглашением могут создать блок за минуту, обрабатывая до 2000 транзакций в секунду. Это радикально снижает затраты и время, необходимые для обработки транзакций в блокчейне.
Примеры протоколов L2, использующих оптимистические сводные данные
Петля
zkSync
ZKSpace
ацтекский
Оптимистичные сводки
Как и свертки ZK, свертки Optimistic обрабатывают большие объемы транзакций вне цепочки, прежде чем отправлять данные обратно на базовый уровень.
Однако основное отличие состоит в том, что Optimistic накопительные пакеты не создают криптографические доказательства подлинности транзакций. Вместо этого они предполагают, что транзакции действительны, пока не доказано обратное.
Оптимистичные сводные данные предлагают временной интервал, называемый периодом проверки, который позволяет любому оспорить результаты отправленных данных о состоянии. Это можно сделать, вычислив «защиту от мошенничества». Если доказательство мошенничества подтверждено и принято, агрегированная цепочка повторно выполняет ложную транзакцию и обновляет данные о состоянии.
В целом, накопительные пакеты Optimistic обеспечивают меньшую пропускную способность по сравнению с накопительными пакетами ZK и Plasma (поясняется ниже).
Примеры протоколов L2, использующих оптимистические сводные данные
Решение первое
Оптимизм
Боба Сеть
Плазма
Plasma — это платформа масштабирования второго уровня Ethereum, созданная Виталиком Бутериным и Джозефом Пуном, автором сети Bitcoin Lightning Network (поясняется ниже).
В отличие от объединений, структура Plasma сочетает в себе смарт-контракты и деревья Меркла для создания неограниченного количества сайдчейнов, называемых «дочерними цепочками», поверх основной цепочки Ethereum. Хотя эти дочерние цепочки являются небольшими копиями основной сети, они обрабатывают транзакции вне цепочки, используя собственный механизм консенсуса для проверки блоков. Удаление транзакций из основной цепочки помогает уменьшить перегрузку и улучшить масштабируемость.
Как и в случае с накопительными пакетами Optimistic, каждая дочерняя цепочка в структуре Plasma использует систему доказательства мошенничества в целях безопасности с периодом времени, в течение которого любой может оспорить действительность транзакции.
Стоит отметить, что, в отличие от других сайдчейнов, Plasma наследует безопасность Ethereum. Это связано с тем, что «корень» каждого блока цепочки в структуре Plasma публикуется в основной сети.
Polygon и OMG — примеры протоколов, использующих возможности Plasma в сети Ethereum.
Однако стоит отметить, что Plasma Group (исследовательская организация Ethereum) прекратила свою деятельность и пожертвовала оставшиеся средства Gitcoin для использования в оптимистичных объединениях.
Биткойн-Сеть Молний
Lightning Network (LN) — самое популярное решение для масштабирования второго уровня Биткойна. В 2016 году было предложено решить проблемы масштабируемости сети Биткойн за счет обработки пакетов транзакций с молниеносной скоростью.
Как и другие решения масштабирования L2, обсуждавшиеся выше, LN принимает несколько транзакций из основной сети и обрабатывает их вне цепочки через каналы микроплатежей, прежде чем возвращать данные о транзакциях.
Хотя Lightning Network изначально была разработана для масштабирования Биткойна, такие криптовалюты, как Litecoin и Dogecoin, также интегрировали это решение.
Последние мысли
Подводя итог, можно сказать, что протоколы уровня 2 — это масштабируемые решения, построенные на основе первичного блокчейна, которые помогают увеличить скорость транзакций и снизить затраты. Цепочки L2 быстро становятся ответом на проблемы масштабируемости, обнаруженные в основных блокчейнах, таких как Биткойн и Эфириум.
Публикация «Полное руководство по решениям масштабирования уровня 2» впервые появилась на сайте CryptoPotato.