Пояснення масштабування рівня 2 (l2) Етеріуму

Пояснювальне відео від Файнматікс, що охоплює рішення для масштабування рівня 2 (l2) для Етеріуму — включаючи канали, Плазму, сайдчейни та ролапи, а також те, чому ролапи стають домінуючою стратегією масштабування. Дізнайтеся, як ці технології знижують витрати та збільшують пропускну здатність, успадковуючи при цьому безпеку Етеріуму.

Ця стенограма є доступною копією оригінальної стенограми відео (opens in a new tab), опублікованої Файнматікс. Її було трохи відредаговано для зручності читання.

Масштабування Етеріуму (0:31)

Масштабування Етеріуму було однією з найбільш обговорюваних тем майже з моменту запуску мережі. Дебати щодо масштабування завжди загострюються після періоду значного перевантаження мережі.

Одним із перших таких періодів був бичачий крипторинок 2017 року, коли сумнозвісні CryptoKitties разом з ICO змогли забити всю мережу Етеріуму, спричинивши значний стрибок комісій за газ. Цього року перевантаження мережі повернулося ще сильніше, цього разу спричинене популярністю децентралізованих фінансів (DeFi) та прибуткового фермерства. Були періоди, коли навіть комісії за газ у розмірі понад 500 Gwei не дозволяли вашій транзакції бути підтвердженою протягом певного часу.

Масштабування блокчейнів (1:20)

Коли справа доходить до масштабування Етеріуму або блокчейнів загалом, існує два основні способи зробити це: масштабування самого базового рівня — рівня 1 (l1) — або масштабування мережі шляхом перенесення частини роботи на інший рівень — рівень 2 (l2).

Рівень 1 (l1) — це стандартний базовий рівень консенсусу, де наразі здійснюються майже всі транзакції. Концепція рівнів не є специфічною лише для Етеріуму; інші блокчейни, такі як Біткоїн або Zcash, також активно її використовують.

Рівень 2 (l2) — це ще один рівень, побудований поверх рівня 1. Тут є кілька важливих моментів: рівень 2 не вимагає жодних змін у рівні 1 — він може бути просто побудований поверх рівня 1 з використанням його існуючих елементів, таких як смарт-контракти. Рівень 2 також використовує безпеку рівня 1, закріплюючи свій стан у рівні 1.

Наразі Етеріум може обробляти близько 15 транзакцій на секунду на своєму базовому рівні. Масштабування рівня 2 може значно збільшити кількість транзакцій — залежно від рішення, обробляючи від 2000 до 4000 транзакцій на секунду.

Етеріум 2.0 (2:39)

А як щодо Етеріуму 2.0? Хіба він не мав масштабувати Етеріум? Так — Етеріум 2.0 запроваджує доказ частки (PoS) та шардинг, що значно збільшить пропускну здатність транзакцій на базовому рівні.

Чи означає це, що нам не знадобиться масштабування рівня 2 після випуску Етеріуму 2.0? Не зовсім — навіть із шардингом Етеріуму все одно знадобиться масштабування рівня 2, щоб у майбутньому мати можливість обробляти сотні тисяч або навіть мільйони транзакцій на секунду.

Трилема масштабованості (3:15)

Саме тут у гру вступає відома трилема масштабованості. Теоретично, ми могли б просто повністю пропустити рівень 2 і натомість зосередитися на масштабуванні базового рівня. Це вимагало б вузькоспеціалізованих вузлів для обробки збільшеного робочого навантаження, що призвело б до вищої централізації і, отже, знизило б безпеку та властивості стійкості мережі до цензури.

Дотримуючись того факту, що масштабованість ніколи не повинна досягатися за рахунок безпеки та децентралізації, у майбутньому нам залишається комбінація масштабування рівня 1 та рівня 2.

Масштабування рівня 2 (3:52)

Масштабування рівня 2 — це збірний термін для рішень, які допомагають розширити можливості рівня 1 шляхом обробки транзакцій позамережево. Дві основні можливості, які можна покращити, — це швидкість транзакцій та пропускна здатність транзакцій. Крім того, рішення рівня 2 можуть значно знизити комісії за газ.

Коли справа доходить до фактичних рішень для масштабування, доступно кілька варіантів. Деякі з варіантів доступні вже зараз і можуть збільшити пропускну здатність мережі Етеріум у короткостроковій та середньостроковій перспективі, тоді як інші націлені на середньостроковий та довгостроковий часовий горизонт. Деякі рішення є специфічними для додатків — наприклад, платіжні канали — тоді як інші, такі як оптимістичні ролапи, можуть використовуватися для виконання будь-яких довільних контрактів.

Канали (5:03)

Канали є одними з перших широко обговорюваних рішень для масштабування. Вони дозволяють учасникам обмінюватися своїми транзакціями кілька разів, надсилаючи лише дві транзакції на базовий рівень. Найпопулярнішими типами каналів є канали стану та їхній підтип — платіжні канали.

Хоча канали мають потенціал легко обробляти тисячі транзакцій на секунду, вони мають кілька недоліків. Вони не пропонують відкритої участі — учасники повинні бути відомі заздалегідь, а користувачі повинні заблокувати свої кошти в контракті з мультипідписом. Крім того, це рішення для масштабування є специфічним для додатків і не може використовуватися для масштабування смарт-контрактів загального призначення.

Основним проєктом, який використовує потужність каналів стану в Етеріумі, є Raiden. Концепція платіжних каналів також активно використовується в Lightning Network Біткоїна.

Плазма (6:04)

Плазма — це рішення для масштабування рівня 2, яке спочатку запропонували Джозеф Пун та Віталік Бутерін. Це фреймворк для створення масштабованих додатків на Етеріумі.

Плазма використовує смарт-контракти та дерева Меркла, щоб уможливити створення необмеженої кількості дочірніх ланцюгів — копій батьківського блокчейну Етеріуму. Перенесення транзакцій з головного ланцюга в дочірні ланцюги дозволяє здійснювати швидкі та дешеві транзакції.

Одним із недоліків Плазми є тривалий період очікування для користувачів, які хочуть вивести свої кошти з рівня 2. Плазма, подібно до каналів, не може використовуватися для масштабування смарт-контрактів загального призначення. OMG Network побудована на власній реалізації Плазми під назвою More Viable Plasma. Matic Network — ще один приклад платформи, що використовує адаптовану версію фреймворку Плазми.

Сайдчейни (7:08)

Сайдчейни — це сумісні з Етеріумом незалежні блокчейни з власними моделями консенсусу та параметрами блоків. Інтероперабельність з Етеріумом стає можливою завдяки використанню тієї ж віртуальної машини Етеріуму (EVM), тому контракти, розгорнуті на базовому рівні Етеріуму, можуть бути безпосередньо розгорнуті в сайдчейні.

xDai є одним із прикладів такого сайдчейну.

ZK-ролапи (8:11)

Ролапи забезпечують масштабування шляхом об'єднання — або «згортання» — транзакцій сайдчейну в одну транзакцію та генерування криптографічного доказу, також відомого як SNARK (стислий неінтерактивний аргумент знання). Лише цей доказ надсилається на базовий рівень. З ролапами весь стан транзакцій та їх виконання обробляються в сайдчейнах; головний ланцюг Етеріуму зберігає лише дані транзакцій.

Існує два типи ролапів: ZK-ролапи (ролапи з нульовим розголошенням) та оптимістичні ролапи.

ZK-ролапи, хоча й швидші та ефективніші за оптимістичні ролапи, не забезпечують простого способу для міграції існуючих смарт-контрактів на рівень 2.

Оптимістичні ролапи запускають EVM-сумісну віртуальну машину під назвою OVM (Optimistic Virtual Machine), яка дозволяє виконувати ті самі смарт-контракти, що й в Етеріумі. Це дійсно важливо, оскільки це полегшує існуючим смарт-контрактам збереження їхньої компонованості, що є надзвичайно актуальним у децентралізованих фінансах (DeFi), де всі основні смарт-контракти вже пройшли перевірку боєм.

Одним із головних проєктів, що працюють над оптимістичними ролапами, є Optimism, який стає все ближчим до запуску своєї Головної мережі. Що стосується ZK-ролапів, Loopring та DeversiFi є хорошими прикладами децентралізованих бірж, побудованих на рівні 2. Крім того, у нас є zkSync, що забезпечує масштабовані криптоплатежі.

Дорожня карта, орієнтована на ролапи (9:18)

Масштабованість ролапів також може бути посилена за допомогою Етеріуму 2.0. Насправді, оскільки ролапам потрібно масштабувати лише рівень даних, вони можуть отримати величезний імпульс вже у Фазі 1 Етеріуму 2.0, яка стосується шардингу даних.

Незважаючи на спектр доступних рішень для масштабування рівня 2, схоже, що спільнота Етеріуму сходиться на підході масштабування переважно через ролапи та шардинг даних Фази 1 Етеріуму 2.0. Цей підхід також був підтверджений у нещодавній публікації Віталіка Бутеріна під назвою «Дорожня карта Етеріуму, орієнтована на ролапи» (A Rollup-Centric Ethereum Roadmap).

У майбутніх відео ми розглянемо масштабування базового рівня за допомогою Етеріуму 2.0 і те, як масштабування рівня 1 та рівня 2 може допомогти зробити децентралізовані фінанси (DeFi) більш доступними для всіх.