Что такое решения второго уровня?

Масштабирующие решения второго уровня (Layer 2) — это блокчейн-проекты, предназначенные для повышения эффективности и удобства использования блокчейнов первого уровня (Layer 1). 

Эти протоколы обычно направлены на снижение комиссий за транзакции и увеличение количества транзакций в секунду, которые могут обрабатывать блокчейны первого уровня.

Хотя многие блокчейны первого уровня продолжают выпускать обновления, улучшающие функциональность их сетей, решения второго уровня по-прежнему играют важную роль в повышении эффективности использования технологии блокчейна.

Возможно, проще всего понять масштабирующие решения второго уровня, взглянув на один аспект нашей повседневной жизни. 

Каждый день миллиарды людей ездят из дома на работу. Некоторые совершают это путешествие на личном автомобиле, в то время как другие пользуются общественным транспортом.

Различные масштабирующие решения устраняют ограничения пропускной способности блокчейн-сетей способами, которые могут показаться похожими на вашу ежедневную поездку на работу.

Некоторые масштабирующие решения похожи на открытие еще одной дороги рядом с шоссе. 

Вместо того чтобы все транзакции следовали по одному пути, эти масштабирующие решения предлагают объездные пути, которые увеличивают возможности обработки транзакций.

Другие масштабирующие решения больше похожи на общественный автобус. 

Вместо того чтобы каждый человек сидел в своей машине и занимал место на дороге, люди собираются вместе и сидят рядом друг с другом в одном транспортном средстве. Тот же принцип применяется к некоторым типам решений второго уровня, которые объединяют и обрабатывают несколько транзакций вместе, вместо того чтобы обрабатывать их по отдельности в блокчейн-сети.

Блокчейны первого уровня, такие как Bitcoin (BTC), Ethereum (ETH) и Solana (SOL), позволяют разработчикам создавать различные продукты, функции, приложения и инфраструктуру поверх них. 

Ключевым преимуществом этой функциональности является возможность быстро и экономически эффективно запускать новые криптовалютные проекты, чем создавать совершенно новый блокчейн с нуля. 

Эти недавно созданные проекты также выигрывают от базовой безопасности блокчейна первого уровня.

Однако основным недостатком размещения нескольких различных проектов на одном блокчейне является возможная перегрузка сети. 

По мере роста блокчейнов они могут привлекать тысячи пользователей, которые могут захотеть использовать протокол одновременно.

Эти пользователи в конечном итоге конкурируют друг с другом, чтобы их транзакции были зафиксированы в блокчейне первого уровня первыми.

По мере того как все больше людей используют блокчейн-сеть, пропускная способность блокчейна может не справляться. Это может привести к тому, что блокчейн будет становиться все медленнее и дороже в использовании, тем самым подрывая его практичность.

Из-за этого ограничения масштабирования появилось множество решений второго уровня. 

Каждое из них предлагает уникальный метод решения проблем пропускной способности и стоимости, а также повышения эффективности использования технологии блокчейна.

В пространстве блокчейна существует компромисс.

Те, кто создает блокчейн-сети, часто сталкиваются с трилеммой, выбирая между:

• Безопасностью
• Масштабируемостью
• Децентрализацией

Многие ведущие блокчейн-сети, как говорят, отдавали предпочтение безопасности и децентрализации перед масштабируемостью.

Обоснование этого решения заключается в том, что блокчейны должны быть безопасными и надежно хранить информацию способом, устойчивым к несанкционированному доступу. 

Разработчики блокчейнов также считают, что их сети должны быть децентрализованными, иначе они не будут сильно отличаться от традиционных централизованных решений, которые они стремятся заменить.

Это означает, что, обеспечивая безопасность и децентрализацию своих сетей, разработчики блокчейнов часто сталкиваются с проблемами масштабирования своей технологии таким образом, чтобы она могла обрабатывать огромное количество транзакций в секунду, обрабатываемых более централизованными или менее устойчивыми к несанкционированному доступу вариантами.

Кроме того, оптимизация блокчейнов первого уровня часто требует много времени, координации и ресурсов. Обновления могут потребовать нескольких раундов пересмотра и полной поддержки сети, прежде чем они будут активированы.

Например, с момента создания блокчейна Bitcoin произошло только два крупных обновления — SegWit и Taproot. 

Тем временем, слияние Ethereum, в результате которого Ethereum перешел от механизма консенсуса на основе доказательства работы к механизму консенсуса на основе доказательства доли, заняло более двух лет для полной реализации.

Для решения проблем, связанных с внесением изменений в блокчейн-сеть первого уровня, появились решения второго уровня. 

Решения второго уровня строятся независимо от сообщества разработчиков и участников сети блокчейна первого уровня. 

Это разделение в конечном итоге обеспечивает большую автономию и гибкость, поскольку они разрабатывают инновационные способы повышения эффективности цепочек первого уровня.

Вторичные масштабирующие сервисы используют различные оффчейн-технологии для улучшения блокчейнов первого уровня с целью повышения их удобства использования. 

Хотя появилось несколько различных решений второго уровня, не все они работают одинаково. Поэтому давайте внимательно рассмотрим некоторые из ведущих решений второго уровня в современной блокчейн-экосистеме.

Некоторые из наиболее популярных типов систем второго уровня включают:

• Роллапы
• Сайдчейны
• Оффчейн-платежные каналы

Роллапы представляют собой тип технологии второго уровня, которая включает обработку данных блокчейна вне цепочки (вдали от блокчейна первого уровня) перед отправкой некоторого типа криптографического доказательства в цепочку (в блокчейн первого уровня).

Существует два ведущих типа технологий роллапов, используемых для улучшения масштабируемости блокчейнов первого уровня: 

1. Роллапы с нулевым разглашением (ZK)
2. Оптимистические роллапы 

Оба этих решения преимущественно используются для улучшения пропускной способности транзакций блокчейна Ethereum, но также могут интегрироваться с другими цепочками первого уровня. 

Используя транспортную аналогию, оба типа роллапов можно рассматривать как нечто похожее на общественный автобус — где несколько транзакций группируются вместе, как пассажиры в автобусе, вместо того чтобы каждая из них занимала место и создавала заторы.

Роллапы с нулевым разглашением получили свое название благодаря тому, как они позволяют человеку доказать достоверность вычисления, не раскрывая никаких деталей, связанных с данными.

Это обеспечивает конфиденциальность и безопасность пользовательских данных, при этом позволяя эффективно и без доверия обрабатывать транзакции. В дополнение к преимуществам конфиденциальности и масштабируемости, ZK-роллапы также имеют потенциал значительно снизить комиссии за транзакции в сети Ethereum.

Эти типы роллапов включают операторов, обрабатывающих пакеты транзакций вне цепочки и создающих криптографическое доказательство достоверности, чтобы без сомнения показать, что транзакции действительны.

Смарт-контракт, развернутый в блокчейне первого уровня, управляет процессом верификации ZK-роллапов и аутентифицирует каждое доказательство достоверности ZK. Затем операторы отправляют единые, сжатые доказательства с нулевым разглашением в цепочку.

Благодаря этому сети нужно хранить только одно доказательство, которое представляет все транзакции в этом пакете, вместо того чтобы обрабатывать каждую отдельную транзакцию независимо в цепочке.

Примеры решений ZK-роллапов включают zkSync, протокол Polygon zkEVM и Loopring.

Оптимистические роллапы работают несколько иначе, чем ZK-роллапы. 

Вместо предоставления криптографических доказательств для каждого пакета транзакций, все транзакции в оптимистическом пакете роллапов считаются действительными, если не доказано обратное. 

Таким образом, решение считается «оптимистичным» в отношении правдивости представленных транзакций — предполагая, что они действительны, пока не будет «доказано» обратное.

Здесь доверенные третьи стороны, называемые секвенсорами, обрабатывают пакеты транзакций и отправляют транзакции в цепочку. Затем сеть валидаторов проверяет эти транзакции. 

В некоторых случаях они могут решить отправить доказательства мошенничества в цепочку, если транзакции считаются недействительными. Если это подтверждается (т.е. если представленные транзакции оказываются мошенническими), сеть отменяет недействительные транзакции и наказывает секвенсора.

Примеры оптимистических роллапов включают Optimism, Arbitrum и Boba Network.

Сайдчейны — это отдельные блокчейны, которые работают параллельно с основным блокчейном, обеспечивая взаимодействие между различными блокчейнами. Это означает, что активы и данные могут передаваться между различными блокчейнами, открывая большие возможности для разработчиков и предприятий.

При текущих ограничениях размера блока и скорости транзакций сайдчейны предлагают способ облегчить эти проблемы, перенося часть объема транзакций на отдельную цепочку. Это может значительно улучшить общую производительность и эффективность блокчейн-сети. 

Возвращаясь к транспортной аналогии, сайдчейны можно рассматривать как добавление дороги рядом с уже загруженным или перегруженным шоссе. Вместо того чтобы ждать в пробке на переполненной дороге, сайдчейн позволяет транзакциям достигать своего «пункта назначения» более эффективно, не дожидаясь других транзакций.

Сайдчейны также могут сделать более практичным использование технологии блокчейна для реальных приложений, таких как обработка платежей и управление цепочками поставок.

Ярким примером проекта сайдчейна Bitcoin является Liquid Network от Blockstream.

Сеть Lightning Network является важным масштабирующим решением второго уровня, разработанным для решения проблем масштабируемости Bitcoin. 

Она в первую очередь обеспечивает более быстрые и дешевые транзакции за счет создания оффчейн-каналов транзакций.

Работая в сети двунаправленных платежных каналов, Lightning Network позволяет пользователям совершать транзакции, не записывая каждую деталь в основной блокчейн. 

Через смарт-контракты участники могут безопасно обменивать средства несколько раз, прежде чем окончательный баланс будет зафиксирован в блокчейне. 

Эффективность Lightning Network и ее потенциал для смягчения ограничений масштабируемости Bitcoin заставили многих рассматривать ее как многообещающее решение для микротранзакций и снижения стоимости транзакций Bitcoin.

Хотя решения второго уровня предлагают многообещающие улучшения масштабируемости и производительности блокчейна, важно учитывать эти потенциальные недостатки и устранять их путем тщательного планирования и реализации. 

Решая эти проблемы, блокчейн-экосистема может извлечь выгоду из преимуществ решений второго уровня, не будучи скованной их недостатками и рисками.

Решения второго уровня, разработанные для повышения масштабируемости и производительности блокчейн-сетей, безусловно, имеют свои преимущества. 

Однако важно также учитывать потенциальные ограничения и риски этих решений.

Одним из основных недостатков решений второго уровня является дополнительная сложность, которую они привносят в экосистему блокчейна. 

Вводя дополнительные уровни поверх базового протокола блокчейна, решения второго уровня могут сделать систему более запутанной и сложной для понимания разработчиками и пользователями. 

Эта возросшая сложность может затруднить устранение неполадок и решение проблем, которые могут возникнуть, что приведет к потенциальным сбоям в сети.

Еще одним недостатком решений второго уровня являются потенциальные риски безопасности, которые они представляют. 

Хотя эти решения призваны улучшить масштабируемость и эффективность блокчейн-сетей, они также могут вводить дополнительные векторы атак, которые потенциально могут быть использованы злоумышленниками.

Наконец, решения второго уровня могут также столкнуться с сопротивлением со стороны широкого блокчейн-сообщества из-за опасений по поводу централизации и доверия. 

Некоторые утверждают, что решения второго уровня, особенно те, которые полагаются на офчейн-механизмы для масштабируемости, могут поставить под угрозу децентрализованный характер блокчейн-сетей. Это может затруднить принятие и распространение решений второго уровня в более широком блокчейн-сообществе.

Если вы заинтересованы в изучении мира криптовалют второго уровня, Kraken стремится предоставить доступ к широкому спектру цифровых активов как для начинающих, так и для опытных инвесторов.

Зарегистрируйте бесплатный аккаунт сегодня!