Останнім часом я досліджую рішення для масштабування Ethereum і виявив, що ця тема набагато складніша, ніж здається. Багато хто чув про Layer 2, але справді розуміє, як воно працює, небагато. Замість того, щоб говорити про єдине рішення, краще сказати, що це ціла низка технічних підходів для боротьби з високими комісіями за газ і заторами в мережі.

Спершу трохи про фон: основна мережа Ethereum зараз може обробляти від 15 до 45 транзакцій за секунду, що звучить непогано, але коли мережа активізується, комісії за газ стрімко зростають. Саме тому всі очікують на механізм шарінгу ETH 2.0 — він зможе розділити великий ланцюг на кілька менших, щоб валідатори могли обробляти транзакції у розподіленому режимі. Але навіть із цим покращенням, лише перший рівень недостатній, тому й з’явилася концепція Layer 2.

Я умовно поділяю Ethereum-мережі другого рівня на три типи, кожен із яких має свою логіку. Перший — бокові ланцюги, наприклад Polygon. Це по суті незалежний блокчейн, який працює паралельно з основною мережею Ethereum і має власний механізм консенсусу. Плюс у тому, що він дуже гнучкий, мінус — безпека тут слабша, адже він не покладається на безпеку Ethereum. Polygon використовує PoS-консенсус і міст через ланцюги, користувачі блокують ETH, щоб створювати MATIC, але цей процес іноді може тривати довго — через Plasma-мости навіть цілий тиждень.

Другий тип — станові канали, наприклад, те, що робить Celer Network. Тут основна ідея — виконувати багато транзакцій поза ланцюгом, а в мережу надсилати лише дві транзакції — при відкритті та закритті каналу. Це дуже знижує витрати на транзакції, а розрахунки майже миттєві. Але створення та закриття каналу — не безкоштовно, і якщо учасники не досягнуть згоди щодо виходу, зняття коштів може затягнутися. Celer використовує багаторівневу архітектуру: нижній рівень — cChannel для станових каналів і бокових ланцюгів, середній — маршрутизаційний рівень, верхній — фреймворки для розробників. Це дозволяє розробникам зосередитися на логіці додатків.

Третій тип — ролінг, що наразі є найактуальнішим напрямком. Ідея ролінгу — виконувати транзакції поза ланцюгом, а потім пакувати дані і надсилати їх назад у основний ланцюг. Це зменшує навантаження на основний ланцюг і зберігає його безпеку. Ролінг поділяється на два типи: оптимістичний ролінг і ZK-ролінг.

Оптимістичний ролінг припускає, що всі транзакції валідні, і лише у разі заперечень вони перевіряються. Optimism і Arbitrum — це представники цієї ідеї, але реалізація у них різна. Optimism досить проста — використовує стандартний стек Ethereum з мінімальними змінами, тому розробники його люблять. Але є проблема: вузли порядку — централізовані, хоча команда обіцяє у майбутньому децентралізувати їх. Arbitrum — більш складний, використовує багатоступеневий процес вирішення суперечок, що дозволяє швидше перевіряти транзакції, але це ускладнює навчання і реалізацію.

ZK-ролінг використовує інший підхід — застосовує нульові знання для підтвердження валідності транзакцій. Loopring — яскравий приклад цього напрямку. Кожна група транзакцій супроводжується zk-SNARK-запевненням, яке швидко перевіряється першим рівнем контракту, і недійсні транзакції відхиляються одразу. Це усуває довгі періоди зняття коштів. Але вартість реалізації дуже висока, і обчислювальні ресурси потрібні значні.

З практичної точки зору, ролінг-проекти здатні підвищити пропускну здатність Ethereum Layer 2 до 1000–4000 TPS, а комісії знизити до кількох десятків відсотків від основної мережі. Наприклад, Loopring може досягати майже 2000 транзакцій за секунду з комісіями у 1/30–1/100 від основної мережі. Це кардинально змінює досвід користувачів.

Але кожен підхід має свої компроміси. Бокові ланцюги — менша безпека, але більша гнучкість; станові канали — потребують активної взаємодії учасників; ролінг — безпечний, але складний у реалізації. Загалом, поєднання ролінгу з технологією шарінгу ETH 2.0 — це майбутнє масштабування Ethereum.

Зараз ці технології перебувають на ранніх стадіях тестування, багато проектів у процесі. Але коли ці рішення стануть зрілими і ETH 2.0 запрацює повноцінно, масштабованість, безпека і децентралізація Ethereum отримають якісний стрибок. Саме тому я слідкую за розвитком Ethereum Layer 2 — це безпосередньо визначає, чи зможе Ethereum стати глобальним розрахунковим шаром.