Ethereum широко відомий як потужний блокчейн, який першим ініціював смарт-контракти та децентралізовані програми (dApps), і, як і інші блокчейн-мережі, він стикався з постійними проблемами масштабованості з моменту свого створення.



Ethereum

ETH

2,090.0751172107794

-0.27%



Чим популярнішим ставав блокчейн, тим більше транзакцій конкурували за включення в кожен блок, що призводило до перевантаження мережі, а це, в свою чергу, викликало високі комісії за транзакції та повільніший час підтвердження.

Уявіть собі жваве місто із завантаженими вулицями, що призводить до заторів і затримок. Це можна порівняти з тим, що відчувають користувачі Ethereum, коли мережа перевантажена.

Для вирішення цих проблем спільнота блокчейну створила так звані рішення рівня 2. Ця передова технологія дозволяє користувачам розширювати можливості Ethereum без шкоди для безпеки.

Рішення рівня 2 обробляють транзакції поза основним ланцюгом Ethereum (Рівень 1), а потім періодично фіксують результати назад в основному ланцюзі. Це мінімізує перевантаження, знижує транзакційні витрати та покращує загальну якість користувацького досвіду.

Аналітичний та дослідницький веб-сайт L2Beat повідомляє, що наразі Рівень 2 обробляє в 11-12 разів більше транзакцій, ніж основний ланцюг Ethereum.

Навіщо потрібні рішення для масштабування Рівня 2

Однією з головних проблем, з якою стикалися блокчейн-мережі, такі як Ethereum та Bitcoin, із зростанням їхньої популярності, є масштабованість.

Створені для забезпечення безпеки та децентралізації, ці блокчейни Рівня 1 виконують усі транзакції безпосередньо в мережі.

Хоча ця архітектура має свої сильні сторони, вона також має недоліки, до яких відносяться обмежена кількість транзакцій, збільшені комісії за транзакції та перевантаження.

Ці проблеми змусили розробників шукати рішення за межами модифікацій Рівня 1, що призвело до появи рішень для масштабування Рівня 2.

Рішення Рівня 2 стали основою для підтримки зростання блокчейну, зменшуючи навантаження на основну мережу, не ставлячи під загрозу безпеку чи децентралізацію.

На відміну від Рівня 1, який обмежував блокчейн-мережі такими проблемами, як високі комісії за транзакції, поганий користувацький досвід та повільний час транзакцій, рішення Рівня 2 дозволяють користувачам взаємодіяти з блокчейн-сервісами за менших витрат і вищої швидкості.

Типи рішень для масштабування Рівня 2

Рішення для масштабування Рівня 2 мають різні типи. І кожне з цих рішень для масштабування має відмінні якості, які покращують продуктивність блокчейну та вирішують конкретні проблеми масштабованості.

Роллапи

Роллапи є одними з найперших широко прийнятих рішень Рівня 2. Це рішення Рівня 2, в яких багато офчейн-транзакцій стискаються в один пакет, який потім виконується в основному ланцюзі. Роллапи в основному поділяються на дві різні частини: оптимістичні роллапи та роллапи з доказом достовірності (відомі як роллапи з нульовим знанням або ZK-роллапи).

Оптимістичні роллапи

Оптимістичні роллапи ефективно припускають, що транзакції є точними за замовчуванням, якщо не доведено інше, і надають метод перевірки лише у разі подання доказу шахрайства.

Вони покладаються на механізм вирішення спорів, де користувачі можуть оскаржити дійсність транзакції протягом встановленого терміну.

Якщо оскарження успішне, недійсний стан відкочується, а зловмисник карається. Однак, за відсутності оскарження, транзакції вважаються дійсними та фіксуються в основному ланцюзі.

Це значно зменшує обсяг обробки даних у самому ланцюзі та підвищує масштабованість.

Приклади оптимістичних роллапів (всі сумісні з EMV) включають наступні:

1. Arbitrum
2. Optimism
3. Base

Роллапи з доказом достовірності (Zero-Knowledge)

ZK-роллапи застосовують інший підхід. Замість того, щоб припускати дійсність транзакцій, вони використовують криптографічні докази достовірності, такі як докази з нульовим знанням, для математичної перевірки коректності транзакції перед оновленням стану блокчейну.

Це гарантує, що всі транзакції є правильними, не вимагаючи перевірки жодної з них. А оскільки лише транзакції, які пройшли перевірку достовірності, можуть бути зафіксовані на базовому рівні, роллапи з нульовим знанням вважаються більш безпечними з двох типів роллапів.

Провідним проектом у сфері роллапів з доказом достовірності наразі є StarkWare. Цей проект забезпечує підвищену безпеку та масштабованість для стиснення даних транзакцій, тим самим мінімізуючи навантаження, яке має бути зафіксовано в мережі.

Інші роллапи з доказом достовірності включають:

1. zkSyncScroll
2. Polygon zkEVM
3. Linea

Канали станів

Канали станів є ще одним підходом до масштабування Рівня 2 з принципово іншою архітектурою. Він дозволяє здійснювати офчейн-транзакції без зниження безпеки основного блокчейну.

Замість пакетної обробки багатьох транзакцій користувачів, канали станів створюють приватні офчейн-канали зв’язку між учасниками. Завдяки цьому значно зменшується перевантаження, а транзакції підтверджуються набагато швидше.

Практично це досягається шляхом інкапсуляції частини стану блокчейну в мультипідпис або смарт-контракт. Це часто називають "контрактом судді" в основному ланцюзі.

Після блокування користувачі можуть здійснювати необмежену кількість офчейн-операцій, обмінюючись підписаними повідомленнями для оновлення стану, не записуючи кожну транзакцію в блокчейні.

Коли вони готові завершити та закрити канал, вони надсилають кінцевий стан до основного ланцюга. Блокчейн оновлюється, а кошти розподіляються відповідно до узгодженого рішення.

Два чудові приклади каналів станів — це Lightning Network для Bitcoin та Raiden Network для Ethereum.

Майбутнє рішень Рівня 2

Зростання рішень Рівня 2 — це більше, ніж просто технічна відповідь на перевантаження Ethereum; це свідчить про фундаментальний зсув у тому, як блокчейн-мережі досягають глобального масштабу, не відмовляючись від своїх криптопанкових основ децентралізації.

Хоча оптимістичні роллапи, ZK-роллапи та канали станів іноді зображуються як конкуренти в грі з нульовою сумою, реальність екосистеми вказує на майбутнє спеціалізації та взаємодії.