Объяснение масштабирования Эфириума на уровне 2

Объясняющее видео от Finematics, охватывающее решения для масштабирования Эфириума на уровне 2 (l2), включая каналы, Плазму, сайдчейны и роллапы, а также то, почему роллапы становятся доминирующей стратегией масштабирования. Узнайте, как эти технологии снижают затраты и увеличивают пропускную способность, сохраняя при этом безопасность Эфириума.

Эта расшифровка является доступной копией оригинальной расшифровки видео (opens in a new tab), опубликованной Finematics. Она была слегка отредактирована для удобства чтения.

Масштабирование Эфириума (0:31)

Масштабирование Эфириума было одной из самых обсуждаемых тем практически с момента запуска сети. Споры о масштабировании всегда разгораются после периодов сильной перегрузки сети.

Одним из первых таких периодов стал бычий рынок криптовалют 2017 года, когда печально известные CryptoKitties вместе с ICO смогли перегрузить всю сеть Эфириума, вызвав резкий скачок комиссий за Газ. В этом году перегрузка сети вернулась с еще большей силой, на этот раз вызванная популярностью децентрализованных финансов (DeFi) и фарминга доходности. Были периоды, когда даже комиссии за Газ в размере 500+ Gwei не позволяли вашей транзакции быть подтвержденной в течение некоторого времени.

Масштабирование блокчейнов (1:20)

Когда дело доходит до масштабирования Эфириума или блокчейнов в целом, существует два основных способа сделать это: масштабирование самого базового уровня — уровня 1 (l1) — или масштабирование сети путем переноса части работы на другой уровень — уровень 2 (l2).

Уровень 1 (l1) — это стандартный базовый уровень консенсуса, на котором в настоящее время рассчитываются практически все транзакции. Концепция уровней не является специфичной только для Эфириума; другие блокчейны, такие как Биткоин или Zcash, также активно ее используют.

Уровень 2 (l2) — это еще один уровень, построенный поверх уровня 1 (l1). Здесь есть несколько важных моментов: уровень 2 (l2) не требует никаких изменений на уровне 1 (l1) — он может быть просто построен поверх уровня 1 (l1) с использованием его существующих элементов, таких как смарт-контракты. Уровень 2 (l2) также использует безопасность уровня 1 (l1), закрепляя свое состояние на уровне 1 (l1).

В настоящее время Эфириум может обрабатывать около 15 транзакций в секунду на своем базовом уровне. Масштабирование на уровне 2 (l2) может значительно увеличить количество транзакций — в зависимости от решения, обрабатывая от 2000 до 4000 транзакций в секунду.

Эфириум 2.0 (2:39)

А как насчет Эфириума 2.0? Разве он не должен был масштабировать Эфириум? Да — Эфириум 2.0 внедряет доказательство доли владения (PoS) и шардинг, которые значительно увеличат пропускную способность транзакций на базовом уровне.

Означает ли это, что нам не понадобится масштабирование на уровне 2 (l2) после выхода Эфириума 2.0? Не совсем — даже с шардингом Эфириуму все равно потребуется масштабирование на уровне 2 (l2), чтобы в будущем иметь возможность обрабатывать сотни тысяч или даже миллионы транзакций в секунду.

Трилемма масштабируемости (3:15)

Здесь также вступает в игру знаменитая трилемма масштабируемости. В теории мы могли бы просто полностью пропустить уровень 2 (l2) и вместо этого сосредоточиться на масштабировании базового уровня. Это потребовало бы узкоспециализированных узлов для обработки возросшей рабочей нагрузки, что привело бы к более высокой централизации и, следовательно, снизило бы безопасность и свойства устойчивости сети к цензуре.

Придерживаясь того факта, что масштабируемость никогда не должна достигаться за счет безопасности и децентрализации, в будущем нам остается использовать комбинацию масштабирования уровня 1 (l1) и уровня 2 (l2).

Масштабирование уровня 2 (3:52)

Масштабирование уровня 2 (l2) — это собирательный термин для решений, которые помогают расширить возможности уровня 1 (l1) за счет обработки транзакций офчейн. Две основные возможности, которые можно улучшить, — это скорость транзакций и пропускная способность транзакций. Кроме того, решения уровня 2 (l2) могут значительно снизить комиссии за Газ.

Когда дело доходит до реальных решений для масштабирования, доступно множество вариантов. Некоторые из них доступны прямо сейчас и могут увеличить пропускную способность сети Эфириума в краткосрочной и среднесрочной перспективе, в то время как другие нацелены на среднесрочный и долгосрочный горизонт. Некоторые решения специфичны для конкретных приложений — например, платежные каналы, — в то время как другие, такие как оптимистичные роллапы, могут использоваться для выполнения любых произвольных контрактов.

Каналы (5:03)

Каналы — одно из первых широко обсуждаемых решений для масштабирования. Они позволяют участникам обмениваться своими транзакциями множество раз, отправляя на базовый уровень всего две транзакции. Наиболее популярными типами каналов являются каналы состояния и их подтип — платежные каналы.

Хотя каналы имеют потенциал легко обрабатывать тысячи транзакций в секунду, у них есть несколько недостатков. Они не предлагают открытого участия — участники должны быть известны заранее, а пользователи должны заблокировать свои средства в контракте с мультисигом. Кроме того, это решение для масштабирования специфично для конкретных приложений и не может использоваться для масштабирования смарт-контрактов общего назначения.

Главным проектом, использующим возможности каналов состояния в Эфириуме, является Raiden. Концепция платежных каналов также активно используется в Lightning Network Биткоина.

Плазма (6:04)

Плазма — это решение для масштабирования уровня 2 (l2), которое изначально было предложено Джозефом Пуном и Виталиком Бутериным. Это фреймворк для создания масштабируемых приложений в Эфириуме.

Плазма использует смарт-контракты и деревья Меркла для создания неограниченного количества дочерних цепей — копий родительского блокчейна Эфириума. Перенос транзакций из основной цепи в дочерние цепи обеспечивает быстрые и дешевые транзакции.

Одним из недостатков Плазмы является длительный период ожидания для пользователей, которые хотят вывести свои средства с уровня 2 (l2). Плазма, как и каналы, не может использоваться для масштабирования смарт-контрактов общего назначения. OMG Network построена на собственной реализации Плазмы под названием More Viable Plasma. Matic Network — еще один пример платформы, использующей адаптированную версию фреймворка Плазмы.

Сайдчейны (7:08)

Сайдчейны — это независимые блокчейны, совместимые с Эфириумом, со своими собственными моделями консенсуса и параметрами блоков. Интероперабельность с Эфириумом становится возможной благодаря использованию той же виртуальной машины Эфириума (EVM), поэтому контракты, развернутые на базовом уровне Эфириума, могут быть напрямую развернуты в сайдчейне.

xDai — один из примеров такого сайдчейна.

ZK-роллапы (8:11)

Роллапы обеспечивают масштабирование путем объединения — или «сворачивания» — транзакций сайдчейна в одну транзакцию и генерации криптографического доказательства, также известного как SNARK (краткий неинтерактивный аргумент знания). На базовый уровень отправляется только это доказательство. С роллапами все состояние транзакций и их выполнение обрабатываются в сайдчейнах; основная цепь Эфириума хранит только данные транзакций.

Существует два типа роллапов: ZK-роллапы и оптимистичные роллапы.

ZK-роллапы, хотя они быстрее и эффективнее оптимистичных роллапов, не предоставляют простого способа для миграции существующих смарт-контрактов на уровень 2 (l2).

Оптимистичные роллапы запускают EVM-совместимую виртуальную машину под названием OVM (Optimistic Virtual Machine), которая позволяет выполнять те же смарт-контракты, что и в Эфириуме. Это действительно важно, так как облегчает существующим смарт-контрактам сохранение их композируемости, что крайне актуально в децентрализованных финансах (DeFi), где все основные смарт-контракты уже прошли проверку боем.

Одним из главных проектов, работающих над оптимистичными роллапами, является Optimism, который все ближе и ближе подходит к запуску своего Мейннета. Что касается ZK-роллапов, Loopring и DeversiFi являются хорошими примерами децентрализованных бирж, построенных на уровне 2 (l2). Кроме того, у нас есть zkSync, обеспечивающий масштабируемые криптовалютные платежи.

Дорожная карта, ориентированная на роллапы (9:18)

Масштабируемость роллапов также может быть усилена Эфириумом 2.0. Фактически, поскольку роллапам требуется масштабирование только уровня данных, они могут получить огромный импульс уже в Фазе 1 Эфириума 2.0, которая посвящена шардингу данных.

Несмотря на спектр доступных решений для масштабирования уровня 2 (l2), похоже, что сообщество Эфириума сходится на подходе масштабирования в основном через роллапы и шардинг данных Фазы 1 Эфириума 2.0. Этот подход также был подтвержден в недавнем посте Виталика Бутерина под названием «Дорожная карта Эфириума, ориентированная на роллапы» (A Rollup-Centric Ethereum Roadmap).

В будущих видео мы рассмотрим масштабирование базового уровня с помощью Эфириума 2.0 и то, как масштабирование уровня 1 (l1) и уровня 2 (l2) может помочь сделать децентрализованные финансы (DeFi) более доступными для всех.