Дослідження рішень для масштабування Ethereum Рівень 2

Ethereum як одна з найактивніших блокчейн-платформ сьогодні, підтримує безліч децентралізованих додатків, від DeFi до NFT, екосистема процвітає. Однак, з цим виникають проблеми, такі як затори в мережі, різке зростання комісій за транзакції, подовження часу підтвердження, що серйозно впливає на зацікавленість користувачів.

Щоб впоратися з цими викликами, одночасно зберігаючи децентралізовану природу основної мережі, спільнота запропонувала рішення для масштабування Рівня 2 (L2). Основна ідея L2 полягає в перенесенні обчислень і транзакцій з основної мережі (L1) на мережу другого рівня, при цьому лише остаточні результати подаються до основної мережі. Цей підхід не лише підвищує ефективність транзакцій і знижує витрати, але й дозволяє зберігати безпеку основної мережі.

Наразі відомими рішеннями L2 є Rollups та бічні ланцюги. Rollups, у свою чергу, можна поділити на Optimistic Rollups (OP-Rollups) та Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Оптимістичні рулетки

OP-Rollups виконують обчислення транзакцій та оновлення стану в мережі Рівень 2, а потім пакетно подають стиснуті дані транзакцій до основної мережі. Цей підхід за замовчуванням вважає всі транзакції дійсними, подібно до принципу правової презумпції невинуватості в реальному світі. Це значно підвищує швидкість і ефективність підтвердження транзакцій.

Після подання у валідаторів є сім днів, щоб висловити заперечення. Якщо виявлено проблеми, можна подати доказ шахрайства, який буде перевірено смарт-контрактом L1. Як тільки буде підтверджено наявність проблемної транзакції, всі транзакції в цій партії та наступні будуть скасовані, зловмисні вузли понесуть покарання, а повідомник отримає винагороду.

Насправді, стримуючий ефект механізму “доказу шахрайства” значно перевищує його фактичний штрафний ефект. Наразі майже жоден вузол не подав доказ шахрайства, не говорячи вже про підтвердження злочинних дій вузла. Це зумовлено достатнім тестуванням самого проєкту, суворою штрафною системою, а також економічними і кредитними втратами від злочинних дій, які значно перевищують потенційні вигоди.

У порівнянні з зловживаннями вузлів, користувачі частіше стикаються з перервами в обслуговуванні, викликаними коливаннями мережі або помилками програмного забезпечення. Основним недоліком OP-Rollups є те, що семиденний період оскарження може вплинути на обіг коштів, а також потенційний ризик централізації.

Нульові знання Роллапи

На відміну від OP-Rollups, ZK-Rollups при поданні даних повинні супроводжуватися доказом дійсності. Він також обробляє транзакції поза ланцюгом, але перед офіційним поданням необхідно спочатку обчислити доказ дійсності.

Технологія ZK з’явилася раніше, ніж блокчейн, але її сфера застосування завжди була обмеженою. Перевага блокчейну полягає в тому, що він може обмежити складність у межах смарт-контракту, потрібно лише перевірити дані та обчислення на ланцюгу, без необхідності покладатися на централізовані організації чи осіб.

Складність ZK-Rollups полягає в необхідності створення складної логічної схеми на основі даних про транзакції та виконуваної логіки, а потім за допомогою криптографічних обчислень генерувати результати, які можна швидко перевірити. Цей процес зазвичай потребує спеціалізованих компіляторів і валідаторів.

Витрати на Рівень 2

Хоча Рівень 2 має на меті знизити витрати користувачів на взаємодію з L1, вони самі також мають витрати.

Витрати OP-Rollups в основному походять з двох джерел: комісії за транзакції на L1 для подання стиснених даних та витрат на експлуатацію вузлів L2. На щастя, план EIP-4844 для Ethereum значно знизив витрати на взаємодію L2 з основною мережею. Крім того, для підтримки вузлів потрібно заблокувати велику кількість коштів, що може призвести до того, що інвестори пропустять інші можливості.

Основні витрати ZK-Rollups походять від споживання обчислювальних ресурсів. Генерація нульових доказів вимагає значних обчислювальних ресурсів і спеціального обладнання. Водночас, їм також необхідно нести витрати на транзакції для подання даних на ланцюг. Вимоги до спеціалізованого обладнання можуть призвести до більшої централізації мережі.

Підсумок

OP-Rollups та ZK-Rollups є важливими рішеннями в екосистемі Ethereum для вирішення проблеми масштабування. З впровадженням оновлень, таких як EIP-4844, витрати на публікацію даних L2 значно знизилися, що ще більше розкриє потенціал обох рішень. У майбутньому, подальший розвиток цих технологій принесе більше можливостей для екосистеми Ethereum.