Jak Base L2 Coinbase poprawia skalowalność Ethereum?

Rozwiązanie fundamentalnych problemów ze skalowalnością Ethereum

Ethereum, jako czołowa platforma smart kontraktów, zrewolucjonizowało zdecentralizowane finanse (DeFi), niewymienne tokeny (NFT) oraz szereg innych aplikacji Web3. Jego solidne bezpieczeństwo, decentralizacja i tętniący życiem ekosystem deweloperski uczyniły z niego fundament rozwijającej się gospodarki cyfrowej. Sukces ten ujawnił jednak znaczące wyzwanie: skalowalność.

U podstaw pierwotny projekt Ethereum priorytetyzuje bezpieczeństwo i decentralizację, co w naturalny sposób ogranicza jego zdolność do przetwarzania transakcji. Każda transakcja w sieci musi zostać przetworzona i zweryfikowana przez każdy węzeł, co prowadzi do powstawania wąskich gardeł. Tak zwany „trylemat blockchaina” sugeruje, że zdecentralizowana sieć może optymalnie osiągnąć tylko dwie z trzech właściwości: decentralizację, bezpieczeństwo i skalowalność. Ethereum postawiło na dwie pierwsze, czyniąc skalowalność wyzwaniem do pokonania w przyszłości.

Praktyczne skutki tego wyboru projektowego są widoczne w okresach dużego obciążenia sieci:

• Wygórowane opłaty za gaz: Gdy popyt na miejsce w bloku przewyższa podaż, opłaty transakcyjne (znane jako „gas”) gwałtownie rosną. Sprawia to, że korzystanie z sieci staje się zaporowo drogie dla wielu użytkowników, szczególnie w przypadku mniejszych transakcji.
• Długi czas potwierdzania transakcji: Transakcje mogą pozostawać w stanie oczekiwania przez dłuższy czas, czekając na włączenie do bloku, co prowadzi do pogorszenia doświadczeń użytkownika (UX).
• Ograniczona przepustowość: Sieć główna (mainnet) Ethereum może przetwarzać tylko stosunkowo niewielką liczbę transakcji na sekundę (TPS), zazwyczaj w zakresie od 15 do 30. Jest to wynik mizerny w porównaniu ze scentralizowanymi systemami płatniczymi, co utrudnia masową adopcję zdecentralizowanych aplikacji.

Aby przeciwdziałać tym ograniczeniom bez naruszania podstawowego bezpieczeństwa lub decentralizacji Ethereum, ekosystem przyjął rozwiązania skalujące „Warstwy 2” (Layer 2 – L2). Te sieci L2 działają na szczycie głównego blockchaina Ethereum (Warstwy 1), odciążając go z procesowania transakcji, a jednocześnie dziedzicząc gwarancje bezpieczeństwa Ethereum. Base od Coinbase, będący rozwiązaniem typu Optimistic Rollup, stanowi doskonały przykład takiej sieci L2, zaprojektowanej specjalnie w celu zwiększenia wydajności Ethereum.

Przedstawiamy Base od Coinbase: Nowa granica dla zdecentralizowanych aplikacji

Base to znaczący blockchain warstwy 2 Ethereum, inkubowany przez Coinbase, jedną z największych na świecie giełd kryptowalut. Oficjalnie uruchomiony w sierpniu 2023 roku, Base reprezentuje strategiczny krok Coinbase w stronę wspierania szerszej adopcji technologii Web3 poprzez dostarczenie bardziej dostępnej i opłacalnej platformy zarówno dla deweloperów, jak i użytkowników. Jego główną misją jest poprawa skalowalności Ethereum, a tym samym uczynienie zdecentralizowanych aplikacji bardziej praktycznymi w codziennym użytku.

Uzasadnienie opracowania przez Coinbase własnej sieci L2 jest wieloaspektowe:

• Masowa adopcja: Coinbase dąży do wprowadzenia swojej ogromnej bazy użytkowników do zdecentralizowanego świata. Wysokie opłaty transakcyjne i niska prędkość w sieci głównej Ethereum stanowią istotne bariery dla tego celu. Base stara się te przeszkody usunąć.
• Ekosystem deweloperski: Oferując przyjazne dla programistów i niedrogie środowisko, Base zachęca do tworzenia nowych dApps i protokołów, rozszerzając użyteczność całej przestrzeni Web3.
• Interoperacyjność: Base został zaprojektowany tak, aby był głęboko zintegrowany z produktami i usługami Coinbase, pełniąc rolę bezpiecznego i taniego mostu dla użytkowników przemieszczających się między ekosystemami scentralizowanymi a zdecentralizowanymi.

Co istotne, Base został zbudowany przy użyciu OP Stack od Optimism – ustandaryzowanego stosu technologicznego o otwartym kodzie źródłowym do tworzenia blockchainów L2. Wybór ten świadczy o zaangażowaniu Base w interoperacyjność, współdzielone bezpieczeństwo i wizję przyszłości, w której wiele sieci L2 może płynnie współpracować w ramach ekosystemu „Superchain”, o czym powiemy więcej w dalszej części.

Mechanika operacyjna Optimistic Rollups

Base wykorzystuje specyficzny typ skalowania L2 znany jako „Optimistic Rollup”. Zrozumienie sposobu działania tych rollupów jest kluczowe dla pojęcia przewagi skalowalności Base. Optimistic Rollupy działają zgodnie z zasadą „niewinny, dopóki nie udowodnisz mu winy”.

Oto zestawienie podstawowych mechanizmów:

1. Wykonanie transakcji poza łańcuchem (Off-Chain):

   • Zamiast przetwarzać każdą transakcję bezpośrednio w sieci głównej Ethereum, Base grupuje (ang. „rolls up”) tysiące transakcji w jedną partię (batch).
   • Partie te są następnie wykonywane poza łańcuchem w sieci Base, niezależnie od Maszyny Wirtualnej Ethereum (EVM) na Warstwie 1. Znacznie zmniejsza to obciążenie obliczeniowe Ethereum.
   • Wyznaczony podmiot, zwany „sekwencerem” (obecnie obsługiwany przez Coinbase dla sieci Base), jest odpowiedzialny za zbieranie, porządkowanie i wykonywanie tych transakcji poza łańcuchem, a następnie proponowanie zagregowanej aktualizacji stanu do sieci głównej Ethereum.

2. Przesyłanie partii do Ethereum:

   • Po przetworzeniu partii transakcji poza łańcuchem, sekwencer kompresuje dane transakcyjne i publikuje kryptograficzne zobowiązanie („state root”) reprezentujące nowy stan sieci Base w Warstwie 1 Ethereum. Zobowiązanie to służy jako weryfikowalny dowód zmian stanu L2.
   • Co kluczowe, surowe dane transakcyjne (lub ich skompresowana wersja) są również przesyłane do obszaru „calldata” Ethereum. Zapewnia to „dostępność danych” (data availability), co oznacza, że każdy może odtworzyć stan L2 na podstawie danych z Warstwy 1, co jest fundamentalnym wymogiem bezpieczeństwa.

3. Założenie optymistyczne i dowody oszustwa (Fraud Proofs):

   • Tu pojawia się element „optymistyczny”. Kiedy partia jest przesyłana do Ethereum, domyślnie zakłada się, że jest ona ważna, bez natychmiastowego dowodu kryptograficznego wykonania (inaczej niż w przypadku ZK-Rollups).
   • Istnieje jednak „okno wyzwania” (zazwyczaj 7 dni), podczas którego każdy w sieci może zakwestionować ważność przesłanego korzenia stanu (state root).
   • W przypadku wykrycia nieuczciwej transakcji lub błędnego przejścia stanu, do Ethereum można przesłać „dowód oszustwa” (fraud proof). Polega on na ponownym wykonaniu spornej transakcji w Warstwie 1 przy użyciu dostarczonych danych.
   • Jeśli dowód oszustwa zakończy się sukcesem, błędna partia zostaje cofnięta, sekwencer, który ją przesłał, zostaje ukarany (np. poprzez odebranie części zastakowanych ETH), a poprawny stan zostaje wymuszony. Mechanizm ten gwarantuje, że nawet jeśli złośliwy sekwencer spróbuje przesłać nieważne transakcje, integralność sieci pozostanie nienaruszona, chroniona przez bezpieczeństwo Ethereum.

4. Opóźnienia w wypłatach:

   • Ze względu na okno wyzwania, środki przenoszone z Base z powrotem do Warstwy 1 Ethereum podlegają opóźnieniu. Jest to konieczne, aby zapewnić wystarczającą ilość czasu na ewentualne przesłanie i rozstrzygnięcie dowodów oszustwa. Zazwyczaj opóźnienie to wynosi około 7 dni.
   • Użytkownicy potrzebujący szybszych wypłat często korzystają z usług zewnętrznych „mostów” (bridges) lub dostawców płynności, którzy oferują natychmiastowe wypłaty za opłatą, przejmując na siebie ryzyko okresu wyzwania.

Przenosząc ciężar wykonywania transakcji poza łańcuch i jednocześnie kotwicząc bezpieczeństwo oraz ostateczność (finality) w Ethereum poprzez dostępność danych i dowody oszustwa, Optimistic Rollupy takie jak Base osiągają znaczny wzrost skalowalności.

Fundament w postaci OP Stack od Optimism

Decyzja Base o budowie na bazie OP Stack od Optimism jest kamieniem węgielnym jego strategii i bezpośrednio przyczynia się do zdolności zwiększania skalowalności Ethereum. OP Stack to nie tylko zbiór narzędzi; to modułowy, otwarty schemat budowy blockchainów L2.

Kluczowe korzyści z wykorzystania OP Stack obejmują:

1. Modułowość i dostosowanie: OP Stack został zaprojektowany z myślą o modułowości. Składa się z różnych komponentów, które można dowolnie łączyć. Pozwala to Base na dostosowanie L2 do konkretnych potrzeb przy jednoczesnym zachowaniu ustandaryzowanych ram. Modułowość ta usprawnia rozwój i redukuje czas oraz zasoby wymagane do uruchomienia i utrzymania sieci L2.

2. Współdzielone bezpieczeństwo i interoperacyjność (Wizja Superchain):

   • Optimism przewiduje przyszłość w formie „Superchain” – sieci połączonych ze sobą L2 zbudowanych przy użyciu OP Stack, które współdzielą wspólny most, sekwencjonowanie i zarządzanie.
   • Będąc częścią ekosystemu OP Stack, Base korzysta ze wspólnego rozwoju, narzędzi, a docelowo potencjalnie ze współdzielonej infrastruktury bezpieczeństwa z innymi łańcuchami w Superchain (takimi jak sam Optimism Mainnet).
   • Sprzyja to płynnej interoperacyjności między łańcuchami, pozwalając na łatwe i bezpieczne przenoszenie aktywów i danych, co poprawia ogólne doświadczenia użytkownika i rozszerza rynek dla dApps.

3. Środowisko przyjazne deweloperom: OP Stack zaprojektowano tak, aby był ekwiwalentny z EVM (EVM-equivalent), co oznacza, że dApps i smart kontrakty napisane dla Ethereum mogą być wdrażane na Base przy minimalnych (lub żadnych) modyfikacjach.

   • Znacznie obniża to barierę wejścia dla programistów, pozwalając im na wykorzystanie istniejących baz kodu w Solidity, narzędzi deweloperskich (takich jak Hardhat, Truffle) i znanych paradygmatów programowania.
   • Łatwość migracji zachęca deweloperów do wdrażania projektów na Base, co rozwija ekosystem i zwiększa ogólną użyteczność dla użytkowników.

4. Open Source i napęd społecznościowy: Otwarty kod źródłowy oznacza, że OP Stack korzysta z ciągłych audytów, ulepszeń i wkładu globalnej społeczności programistów. Zwiększa to jego bezpieczeństwo, niezawodność i długoterminową żywotność, co bezpośrednio przynosi korzyści Base.

W istocie OP Stack zapewnia Base solidny, sprawdzony i przyszłościowy fundament, pozwalając mu skupić się na rozwoju ekosystemu i adopcji użytkowników, zamiast „wymyślać koło na nowo” w kwestii infrastruktury L2.

Jak Base znacząco poprawia skalowalność Ethereum

Łącząc zasady Optimistic Rollups z solidnym fundamentem OP Stack, Base dostarcza konkretnych ulepszeń w skalowalności Ethereum:

1. Dramatyczna redukcja kosztów transakcji (opłat za gaz):

   • Najbardziej natychmiastową i odczuwalną korzyścią dla użytkowników są znacznie niższe opłaty transakcyjne. Dzięki grupowaniu tysięcy transakcji poza łańcuchem i przesyłaniu do Ethereum tylko jednego, skompresowanego korzenia stanu, koszt transakcji w sieci głównej rozkłada się na wszystkie poszczególne transakcje w partii.
   • Może to zmniejszyć opłaty za gaz na Base o rzędy wielkości w porównaniu z transakcjami bezpośrednio na Warstwie 1 Ethereum, czyniąc DeFi, NFT i inne aplikacje dostępnymi dla znacznie szerszego grona odbiorców. Na przykład zwykły przelew tokenów, który na Ethereum może kosztować kilkanaście dolarów, na Base może kosztować kilka centów lub mniej.

2. Znaczny wzrost przepustowości transakcji (TPS):

   • Przeniesienie wykonywania transakcji poza łańcuch pozwala Base na przetwarzanie znacznie większej liczby transakcji na sekundę niż sieć główna Ethereum. Chociaż precyzyjne liczby mogą się różnić w zależności od warunków sieciowych i optymalizacji sekwencera, sieci L2 takie jak Base mogą teoretycznie osiągać setki, a nawet tysiące TPS.
   • Zwiększona pojemność łagodzi zatłoczenie sieci, prowadząc do szybszych potwierdzeń transakcji i płynniejszego działania, szczególnie w okresach szczytowego popytu.

3. Szybsza ostateczność transakcji (w kontekście Base):

   • Chociaż ostateczność na Ethereum wciąż wymaga 7-dniowego okresu wyzwania dla wypłat, transakcje wewnątrz sieci Base osiągają niemal natychmiastową „miękką ostateczność” (soft finality), gdy tylko zostaną przetworzone przez sekwencer i włączone do bloku L2.
   • Oznacza to, że użytkownicy doświadczają błyskawicznych potwierdzeń podczas interakcji z aplikacjami dApps na Base, bez konieczności czekania na potwierdzenia bloków Ethereum. Ta responsywność jest kluczowa dla interaktywnych aplikacji, takich jak gry czy handel o wysokiej częstotliwości.

4. Lepsze doświadczenia deweloperów i wzrost ekosystemu:

   • Ekwiwalencja EVM zapewniana przez OP Stack gwarantuje, że deweloperzy mogą łatwo migrować istniejące dApps z Ethereum do Base lub budować nowe przy użyciu znanych narzędzi i języków. Obniża to barierę wejścia i przyspiesza innowacje.
   • Kwitnący ekosystem deweloperski naturalnie przyciąga więcej użytkowników i kapitału, tworząc pozytywną pętlę zwrotną, która wzmacnia zarówno Base, jak i pośrednio cały ekosystem Ethereum. Bezpośrednie zaangażowanie Coinbase stanowi również istotną bramę wejściową (on-ramp) dla użytkowników i projektów.

5. Wykorzystanie bezpieczeństwa Ethereum:

   • Co najważniejsze, Base nie idzie na kompromis w kwestii bezpieczeństwa. Dziedziczy on solidne gwarancje bezpieczeństwa Ethereum. Wszystkie transakcje ostatecznie opierają się na mocy obliczeniowej Ethereum i zdecentralizowanym konsensusie w celu ostatecznego rozliczenia i rozstrzygania sporów za pomocą dowodów oszustwa. Oznacza to, że użytkownicy nie muszą ufać wyłącznie Base; ostatecznie ufają Ethereum.

Wkład Base w szerszy ekosystem Ethereum

Base nie jest jedynie odizolowanym blockchainem; to integralny element wielołańcuchowej przyszłości Ethereum. Jego istnienie i wzrost sygnalizują zmianę w podejściu do skalowalności wewnątrz ekosystemu.

• Uzupełnianie, a nie konkurowanie: Base nie ma na celu zastąpienia Ethereum, lecz jego uzupełnienie. Ethereum pozostaje bezpieczną, zdecentralizowaną warstwą rozliczeniową, podczas gdy Base zapewnia warstwę wykonawczą o wysokiej przepustowości i niskich kosztach, niezbędną dla codziennych aplikacji. Ten podział pracy pozwala każdej warstwie skupić się na swoich mocnych stronach.
• Ułatwianie masowej adopcji Web3: Dzięki temu, że dApps stają się tańsze i bardziej responsywne, Base obniża barierę wejścia dla milionów użytkowników, których mogłyby odstraszyć wysokie opłaty za gaz. Ta szersza dostępność jest niezbędna, aby Web3 wyszło poza niszowe społeczności i osiągnęło główny nurt. Wysiłki Coinbase w zakresie bezpośredniej integracji dodatkowo to potęgują.
• Napędzanie innowacji: Przy obniżonych kosztach i zwiększonej prędkości deweloperzy mogą budować bardziej złożone i interaktywne aplikacje, które mogłyby być ekonomicznie niewykonalne w Warstwie 1. Może to odblokować nowe przypadki użycia technologii blockchain – od zdecentralizowanych sieci społecznościowych po gry Web3.
• Wzmacnianie wizji Superchain: Jako aktywny uczestnik inicjatyw OP Stack i Superchain, Base przyczynia się do przyszłości, w której sieci L2 nie są silosami, ale są ze sobą połączone. Sprzyja to większej płynności, kompozytowości i bardziej ujednoliconemu doświadczeniu użytkownika w różnych rozwiązaniach skalujących.

Kwestie do rozważenia i perspektywy na przyszłość

Choć Base oferuje znaczące zalety, należy również uznać pewne kwestie nieodłącznie związane z obecnymi projektami typu Optimistic Rollup:

• Ryzyko centralizacji sekwencera: Obecnie sekwencer sieci Base jest obsługiwany przez Coinbase. Chociaż dowody oszustwa uniemożliwiają złośliwemu sekwencerowi kradzież środków, scentralizowany sekwencer mógłby teoretycznie cenzurować transakcje lub zmieniać ich kolejność w sposób nieobiektywny. W ekosystemie Optimism trwają prace nad stopniową decentralizacją sekwencerów.
• Opóźnienia w wypłatach: 7-dniowe okno wyzwania dla wypłat do Warstwy 1 Ethereum może być niedogodnością dla użytkowników. Choć istnieją rozwiązania zewnętrzne, często wiążą się one z dodatkowymi opłatami.
• Zależność od bezpieczeństwa Ethereum: Choć jest to siła systemu, oznacza to również, że bezpieczeństwo Base jest nierozerwalnie związane z bezpieczeństwem Ethereum. Każde poważne wydarzenie zagrażające bezpieczeństwu Warstwy 1 Ethereum nieuchronnie wpłynęłoby na Base.

Mimo tych punktów, Base reprezentuje krytyczny krok naprzód w drodze Ethereum ku skalowalności. Jego integracja z Coinbase zapewnia unikalną ścieżkę wejścia dla użytkowników głównego nurtu, a fundament w postaci OP Stack pozycjonuje go jako kluczowego gracza w ewoluującym krajobrazie L2. W miarę dojrzewania technologii, wraz z potencjalnymi aktualizacjami takimi jak EIP-4844 (Proto-Danksharding), które jeszcze bardziej obniżą koszty dostępności danych, oraz postępami w zdecentralizowanym sekwencjonowaniu, zdolność Base do skalowania Ethereum i wspierania adopcji Web3 będzie tylko rosła. Jest to świadectwo ciągłego zaangażowania społeczności Ethereum w innowacje i dążenia do stworzenia prawdziwie globalnego, zdecentralizowanego internetu.