Перейти к основному контенту
Change page

Масштабирование

Обзор масштабирования

По мере роста числа людей, использующих Эфириум, блокчейн достиг определенных ограничений пропускной способности. Это привело к увеличению стоимости использования сети, создав потребность в «решениях для масштабирования». Существует множество решений, которые исследуются, тестируются и внедряются, используя разные подходы для достижения схожих целей.

Основная цель масштабируемости — увеличить скорость транзакций (более быстрая финальность) и пропускную способность транзакций (большее количество транзакций в секунду) без ущерба для децентрализации или безопасности. В блокчейне Эфириума уровня 1 (l1) высокий спрос приводит к замедлению транзакций и нецелесообразным ценам на газ. Увеличение пропускной способности сети с точки зрения скорости и объема транзакций имеет фундаментальное значение для значимого и массового внедрения Эфириума.

Хотя скорость и пропускная способность важны, необходимо, чтобы решения для масштабирования, обеспечивающие достижение этих целей, оставались децентрализованными и безопасными. Сохранение низкого барьера входа для операторов узлов имеет решающее значение для предотвращения перехода к централизованным и небезопасным вычислительным мощностям.

Концептуально мы сначала делим масштабирование на ончейн-масштабирование и офчейн-масштабирование.

Предварительные требования

Вы должны хорошо понимать все базовые темы. Внедрение решений для масштабирования является продвинутой задачей, поскольку эта технология менее проверена на практике и продолжает исследоваться и разрабатываться.

Ончейн-масштабирование

Ончейн-масштабирование требует внесения изменений в протокол Эфириума ( уровня 1). Долгое время ожидалось, что шардинг блокчейна позволит масштабировать Эфириум. Это должно было включать разделение блокчейна на отдельные части (шарды), которые проверялись бы подмножествами валидаторов. Однако масштабирование с помощью роллапов уровня 2 (l2) стало основным методом масштабирования. Это поддерживается добавлением новой, более дешевой формы данных, прикрепляемой к блокам Эфириума, которая специально разработана для того, чтобы сделать роллапы дешевыми для пользователей.

Шардинг

Шардинг — это процесс разделения базы данных. Подмножества валидаторов будут отвечать за отдельные шарды, а не отслеживать весь Эфириум. Шардинг долгое время находился в дорожной карте Эфириума и когда-то планировался к выпуску до Слияния с переходом на доказательство доли владения (PoS). Однако быстрое развитие роллапов уровня 2 и изобретение данкшардинга (добавление больших двоичных объектов данных роллапов в блоки Эфириума, которые могут очень эффективно проверяться валидаторами) привели к тому, что сообщество Эфириума отдало предпочтение масштабированию, ориентированному на роллапы, вместо масштабирования с помощью шардинга. Это также поможет сохранить логику консенсуса Эфириума более простой.

Офчейн-масштабирование

Офчейн-решения реализуются отдельно от Мейннета уровня 1 — они не требуют изменений в существующем протоколе Эфириума. Некоторые решения, известные как решения «уровня 2», получают свою безопасность непосредственно от консенсуса Эфириума уровня 1, например, оптимистичные роллапы, роллапы с нулевым разглашением или каналы состояния. Другие решения предполагают создание новых цепей в различных формах, которые получают свою безопасность отдельно от Мейннета, например, сайдчейны, валидиумы или цепи Плазмы. Эти решения взаимодействуют с Мейннетом, но обеспечивают свою безопасность иными способами для достижения различных целей.

Масштабирование уровня 2

Эта категория офчейн-решений получает свою безопасность от основной сети Ethereum.

Уровень 2 — это собирательный термин для решений, разработанных для помощи в масштабировании вашего приложения путем обработки транзакций вне основной сети Ethereum (уровня 1), при этом используя преимущества надежной децентрализованной модели безопасности Мейннета. Скорость транзакций падает, когда сеть перегружена, что ухудшает пользовательский опыт для определенных типов децентрализованных приложений (dapp). И по мере того, как сеть становится более загруженной, цены на газ растут, поскольку отправители транзакций стремятся перебить ставки друг друга. Это может сделать использование Эфириума очень дорогим.

Большинство решений уровня 2 сосредоточены вокруг сервера или кластера серверов, каждый из которых может называться узлом, валидатором, оператором, секвенсором, производителем блоков или аналогичным термином. В зависимости от реализации эти узлы уровня 2 могут управляться отдельными лицами, предприятиями или организациями, которые их используют, либо сторонним оператором, либо большой группой лиц (аналогично Мейннету). В целом, транзакции отправляются на эти узлы уровня 2 вместо того, чтобы отправляться напрямую на уровень 1 (Мейннет). В некоторых решениях экземпляр уровня 2 затем объединяет их в группы перед привязкой к уровню 1, после чего они защищаются уровнем 1 и не могут быть изменены. Детали того, как это делается, значительно различаются в зависимости от технологий и реализаций уровня 2.

Конкретный экземпляр уровня 2 может быть открытым и совместно использоваться многими приложениями, или может быть развернут одним проектом и предназначен для поддержки только его приложения.

Зачем нужен уровень 2?

  • Увеличение количества транзакций в секунду значительно улучшает пользовательский опыт и снижает перегрузку в основной сети Ethereum.
  • Транзакции сворачиваются в одну транзакцию в основной сети Ethereum, что снижает плату за газ для пользователей и делает Эфириум более инклюзивным и доступным для людей во всем мире.
  • Любые обновления масштабируемости не должны происходить за счет децентрализации или безопасности — уровень 2 строится поверх Эфириума.
  • Существуют сети уровня 2, специфичные для конкретных приложений, которые привносят свой собственный набор преимуществ при масштабной работе с активами.

Подробнее об уровне 2.

Роллапы

Роллапы выполняют транзакции вне уровня 1, а затем данные публикуются на уровне 1, где достигается консенсус. Поскольку данные транзакций включаются в блоки уровня 1, это позволяет роллапам быть защищенными собственной безопасностью Эфириума.

Существует два типа роллапов с разными моделями безопасности:

Каналы состояния

Каналы состояния используют контракты с мультисигом, чтобы позволить участникам быстро и свободно совершать транзакции офчейн, а затем фиксировать финальность в Мейннете. Это минимизирует перегрузку сети, комиссии и задержки. В настоящее время существует два типа каналов: каналы состояния и платежные каналы.

Узнайте больше о каналах состояния.

Сайдчейны

Сайдчейн — это независимый EVM-совместимый блокчейн, который работает параллельно с Мейннетом. Они совместимы с Эфириумом через двусторонние мосты и работают по собственным выбранным правилам консенсуса и параметрам блоков.

Узнайте больше о сайдчейнах.

Плазма

Цепь Плазмы — это отдельный блокчейн, который привязан к основной цепи Эфириума и использует доказательства мошенничества (как оптимистичные роллапы) для разрешения споров.

Узнайте больше о Плазме.

Валидиум

Цепь валидиума использует доказательства достоверности, как и роллапы с нулевым разглашением, но данные не хранятся в основной цепи Эфириума уровня 1. Это может обеспечить до 10 000 транзакций в секунду на каждую цепь валидиума, и несколько цепей могут работать параллельно.

Узнайте больше о валидиуме.

Почему нужно так много решений для масштабирования?

  • Множество решений может помочь снизить общую перегрузку в любой части сети, а также предотвратить появление единых точек отказа.
  • Целое больше суммы его частей. Различные решения могут существовать и работать в гармонии, обеспечивая экспоненциальный эффект для будущей скорости и пропускной способности транзакций.
  • Не все решения требуют прямого использования алгоритма консенсуса Эфириума, и альтернативы могут предложить преимущества, которые в противном случае было бы трудно получить.

Лучше воспринимаете визуальную информацию?

Ethereum layer 2 scaling explained

An overview of layer 2 scaling solutions for Ethereum, including rollups, Plasma, state channels, and sidechains.

Смотреть с расшифровкой 

Обратите внимание, что в видео термин «уровень 2» используется для обозначения всех решений для офчейн-масштабирования, в то время как мы выделяем «уровень 2» как офчейн-решение, которое получает свою безопасность через консенсус Мейннета уровня 1.

Rollups: the ultimate Ethereum scaling strategy?

A deep dive into rollups as Ethereum's primary scaling strategy.

Смотреть с расшифровкой 

Дополнительная литература

Знаете ресурс сообщества, который вам помог? Отредактируйте эту страницу и добавьте его!

Руководства: Создание масштабируемых сетей уровня 2 на Эфириуме