Что такое решения второго уровня?

Масштабирующие решения второго уровня — это проекты на базе блокчейна, направленные на повышение эффективности и удобства использования блокчейнов первого уровня. 

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, которые улучшают функциональность их сетей, решения второго уровня продолжают играть важную роль в повышении эффективности использования технологии блокчейн.

Масштабирующие решения второго уровня легче всего понять, взглянув на один из аспектов нашей повседневной жизни. 

Каждый день миллиарды людей ездят из дома на работу. Одни совершают этот путь на личном транспорте, другие — на общественном.

Различные масштабирующие решения справляются с ограничениями пропускной способности блокчейн-сетей способами, которые могут показаться похожими на вашу ежедневную поездку.

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

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 объединяются 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 на их основе различные продукты, функции, приложения и инфраструктуру. 

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

Эти вновь созданные проекты также получают выгоду от базовой безопасности блокчейна первого уровня.

Однако главным 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, что подрывает его практичность.

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

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

В пространстве блокчейнов существует компромисс.

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

• Безопасностью
• Масштабируемостью
• Децентрализацией

Многие ведущие блокчейн-сети, как утверждается, отдают предпочтение безопасности и децентрализации перед масштабируемостью.

Обоснование такого решения заключается в том, что блокчейны должны быть безопасными и надежно хранить информацию способом, который очень устойчив к несанкционированному доступу. 

Разработчики блокчейнов также считают, что их сети должны быть децентрализованными, иначе они мало чем отличались бы от традиционных централизованных решений, которые они стремятся заменить.

Это означает, что, поскольку разработчики блокчейнов обеспечивают безопасность и децентрализацию своих сетей, они часто сталкиваются с проблемами масштабирования своей технологии таким образом, чтобы она могла обрабатывать огромное количество транзакций в секунду, которое обрабатывают более централизованные или менее устойчивые к несанкционированному доступу варианты.

Кроме того, оптимизация блокчейнов Layer 1 часто занимает много времени, координации и ресурсов. Обновления могут потребовать нескольких этапов проверки и полной сетевой поддержки, прежде чем они будут активированы.

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

Тем временем, Ethereum Merge, в результате которого Ethereum перешел от механизма консенсуса, основанного на доказательстве работы, к механизму, основанному на доказательстве доли владения, занял более двух лет для полной реализации.

Для решения проблем, связанных с внесением изменений в блокчейн-сеть Layer 1, появились решения Layer 2. 

Решения Layer 2 строятся независимо от сообщества разработчиков блокчейна Layer 1 и участников сети. 

Это разделение в конечном итоге обеспечивает большую автономию и гибкость, поскольку они разрабатывают инновационные способы повышения эффективности цепей Layer 1.

Вторичные сервисы масштабирования используют различные офчейн-технологии для улучшения блокчейнов Layer 1 в стремлении повысить их удобство использования. 

Хотя появилось несколько различных решений Layer 2, не все они работают одинаково. Поэтому давайте внимательно рассмотрим некоторые из ведущих решений Layer 2 в современной блокчейн-экосистеме.

Некоторые из наиболее популярных типов систем Layer 2 включают:

• Роллапы
• Сайдчейны
• Офчейн-платежные каналы

Роллапы представляют собой тип технологии Layer 2, который включает обработку данных блокчейна офчейн (вне блокчейна Layer 1) перед отправкой определенного типа криптографического доказательства ончейн (в блокчейн Layer 1).

Существуют два основных типа технологий роллапов, используемых для улучшения масштабируемости блокчейнов Layer 1: 

1. ZK-роллапы (Zero-knowledge rollups)
2. Оптимистичные роллапы 

Оба этих решения преимущественно используются для улучшения пропускной способности транзакций блокчейна Ethereum, но также могут интегрироваться с другими цепями Layer 1. 

Используя транспортную аналогию, оба типа роллапов можно рассматривать как аналогичные общественному автобусу — где несколько транзакций группируются вместе, как пассажиры в автобусе, вместо того чтобы каждая занимала место и создавала перегрузку.

Накопительные пакеты с нулевым разглашением (Zero-knowledge rollups) получили свое название благодаря тому, как они позволяют человеку доказать действительность вычисления, не раскрывая никаких деталей, связанных с данными.

Это  обеспечивает конфиденциальность и безопасность пользовательских данных, при этом допуская эффективную и доверительную обработку транзакций. Помимо преимуществ в области конфиденциальности и масштабируемости, ZK-роллапы также могут значительно сократить комиссии за транзакции в сети Ethereum.

Эти типы роллапов предполагают, что операторы обрабатывают пакеты транзакций вне цепочки и создают криптографическое доказательство достоверности, чтобы несомненно показать, что транзакции действительны.

Смарт-контракт, развернутый в блокчейне Уровня 1, управляет процессом верификации ZK-роллапов и аутентифицирует каждое доказательство достоверности ZK. Затем операторы отправляют единственные сжатые доказательства с нулевым разглашением в цепочку.

Благодаря этому сеть должна хранить только одно доказательство, которое представляет все транзакции в этом пакете, вместо того чтобы обрабатывать каждую 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 подлинности отправленных транзакций — предполагается, что они действительны, пока не будет «доказано» обратное.

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

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

Примеры оптимистических роллап-решений включают Optimism, Arbitrum и Boba Network.

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

Учитывая текущие ограничения размера блока и скорости транзакций, сайдчейны предлагают способ смягчить 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 загруженной или перегруженной автомагистралью. Вместо ожидания в пробке на переполненной дороге, сайдчейн позволяет транзакциям достигать своего «назначения» более эффективно, без необходимости ждать за другими транзакциями.

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

Ведущим примером проекта сайдчейна Bitcoin является Liquid Network от Blockstream.

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

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

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

Благодаря смарт-контрактам участники могут безопасно обменивать средства несколько раз, прежде чем окончательно проводить расчет баланса в блокчейне. 

Эффективность Lightning Network и ее потенциал для смягчения ограничений масштабируемости Bitcoin привели к тому, что многие рассматривают ее как многообещающее решение для микротранзакций и снижения стоимости транзакций Bitcoin.

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

Устраняя эти проблемы, экосистема блокчейна может извлечь выгоду из преимуществ решений второго уровня, не будучи стесненной их недостатками и рисками.

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

Однако также важно 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 трудной для понимания разработчиками и пользователями. 

Эта возросшая сложность может затруднить поиск и устранение возникающих проблем, что может привести к потенциальным сбоям в сети.

Еще один недостаток решений второго уровня — потенциальные риски безопасности, которые они представляют. 

Хотя эти решения предназначены для повышения масштабируемости и эффективности блокчейн-сетей, они также могут вводить дополнительные векторы атак, которые могут быть использованы злоумышленниками.

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

Некоторые утверждают, что решения второго уровня, особенно те, которые полагаются на внецепочечные механизмы для масштабируемости, могут скомпрометировать децентрализованную природу блокчейн-сетей. Это может затруднить принятие и внедрение решений второго уровня в более широком блокчейн-сообществе.

Если вас интересует вселенная криптовалют второго уровня, Kraken стремится предоставить доступ к широкому спектру цифровых активов как для начинающих, так и для опытных инвесторов.

Зарегистрируйте бесплатный аккаунт сегодня!