Путь масштабирования Ethereum: исследование решений L2

Ethereum, будучи одной из основных платформ в области блокчейна, поддерживает большое количество децентрализованных приложений, от DeFi до NFT, и экосистема бурно развивается. Однако, с процветанием ончейн-транзакций возникают и некоторые присущие проблемы, такие как резкий рост транзакционных сборов из-за загруженности сети, увеличение времени обработки и рост числа неудачных транзакций, что серьезно сказывается на вовлеченности пользователей.

Чтобы справиться с этими вызовами и сохранить распределенные характеристики основной цепи, сообщество предложило решение по расширению L2. Основная идея L2 заключается в том, чтобы перенести вычисления и транзакции с основной сети (L1) на сеть второго уровня, отправляя только окончательные результаты обратно в основную сеть. Этот подход не только повышает эффективность транзакций и снижает затраты, но и позволяет унаследовать безопасность основной сети.

На данный момент наиболее известные решения L2 включают Rollups и сайдчейны. Rollups можно дополнительно разделить на Optimistic Rollups (OP-Rollups) и Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Оптимистичные свёртки

OP-Rollups выполняют вычисления транзакций и обновления состояния в сети L2, а затем сжимают и публикуют оригинальные данные партиями в основной сети. Этот метод предполагает, что все транзакции действительны, если кто-то не оспаривает это. Такой "оптимистичный" подход значительно увеличивает скорость и эффективность подтверждения транзакций.

После подачи транзакции у валидаторов есть семь дней, чтобы предоставить доказательства мошенничества. Если проблема будет обнаружена, смарт-контракт проверит указанную транзакцию. Как только проблема будет подтверждена, соответствующие пакеты и последующие пакеты будут откатаны, злонамеренные узлы будут наказаны, а валидаторы получат вознаграждение. Если в течение семи дней не будет получено доказательство мошенничества, транзакция будет признана законной.

Существование механизма "доказательства мошенничества" само по себе оказывает мощное сдерживающее воздействие, и на самом деле очень редко встречаются узлы, которые подают доказательства мошенничества. Это стало возможным благодаря тщательному тестированию проекта, строгой системе наказаний и экономическим и репутационным потерям от злонамеренных действий, которые значительно превышают потенциальные выгоды.

Основные недостатки OP-Rollups заключаются в том, что семидневный период оспаривания может повлиять на оборот средств, а также существует определенный риск централизации.

Нулевые доказательства сверток

В отличие от OP-Rollups, ZK-Rollups требуют предоставления доказательства действительности при отправке данных. Этот метод также обрабатывает транзакции вне цепи, но перед отправкой необходимо сначала вычислить доказательство действительности.

Технология ZK существовала до появления блокчейна, но ее применение было ограничено сложностью реального мира. Преимущество блокчейна заключается в том, что он может ограничивать сложность в рамках смарт-контрактов, необходимо только проверять данные и вычисления на цепочке, не полагаясь на централизованные организации или лиц.

Сложность ZK-Rollups заключается в необходимости компиляции сложной логической схемы на основе данных о транзакциях и логики выполнения, а затем в использовании криптографических вычислений для генерации результатов, которые можно быстро проверить. Это обычно требует специализированных компиляторов и валидаторов для выполнения.

Стоимостные соображения второго уровня

Стоимость OP-Rollups в основном состоит из двух компонентов: транзакционных сборов за отправку сжатых данных на L1 и операционных расходов узлов L2. Хорошая новость заключается в том, что план EIP-4844 для Эфир значительно снизил расходы на взаимодействие L2 с основной сетью. Тем не менее, поддержка узлов требует блокировки значительных средств, что может привести к тому, что инвесторы упустят другие возможности.

Основные затраты на ZK-Rollups связаны с вычислительными ресурсами, генерация нулевых доказательств требует значительных вычислительных мощностей и специализированного оборудования. В то же время, необходимо также нести затраты на транзакционные сборы за отправку данных на цепочку. Потребность в специализированном оборудовании может привести к большей централизации сети.

Заключение

Как OP-Rollups, так и ZK-Rollups являются важными решениями для экосистемы Ethereum в ответ на вызовы масштабируемости. С внедрением обновлений, таких как EIP-4844, стоимость публикации данных на L2 значительно снизилась, что进一步 освободит потенциал обоих решений и будет способствовать постоянному развитию и инновациям экосистемы Ethereum.