Шлях розширення Ethereum: дослідження рішень L2

Ethereum як одна з основних платформ у сфері блокчейну, забезпечує велику кількість децентралізованих застосунків, від DeFi до NFT, екосистема процвітає. Проте, з процвітанням ланцюгових угод виникають деякі вроджені виклики, такі як зростання вартості транзакцій через затори в мережі, подовження часу обробки та збільшення рівня невдач, які серйозно впливають на активність користувачів.

Щоб впоратися з цими викликами та зберегти розподілені характеристики основного ланцюга, спільнота запропонувала рішення розширення 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 зберегти безпеку основної мережі.

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

Оптимістичні ролапи

OP-Rollups виконують обчислення транзакцій та оновлення стану на L2 мережі, а потім стислий обсяг вихідних даних партіями публікується в основній мережі. Цей підхід припускає, що всі транзакції є дійсними, якщо хтось не оскаржить їх. Цей "оптимістичний" підхід значно підвищує швидкість та ефективність підтвердження транзакцій.

Після подання транзакції валідатор має сім днів, щоб подати доказ шахрайства. Якщо буде виявлено проблему, смарт-контракт перевірить зазначену транзакцію. Як тільки буде підтверджено наявність проблеми, відповідні партії та наступні партії будуть скасовані, зловмисний вузол буде покараний, а валідатор отримає винагороду. Якщо протягом семи днів не буде отримано доказів шахрайства, транзакція буде визнана законною.

Наявність механізму "доказу шахрайства" сама по собі справляє потужний стримуючий ефект, насправді дуже рідко які вузли подають докази шахрайства. Це стало можливим завдяки ретельному тестуванню проєкту, суворій системі покарань та тому, що економічні та репутаційні втрати від злочинних дій значно перевищують потенційні вигоди.

Основний недолік OP-Rollups полягає в тому, що семиденний період оскарження може вплинути на обіг коштів та існує певний ризик централізації.

Рулони з нульовими знаннями

На відміну від OP-Rollups, ZK-Rollups при подачі даних повинні супроводжуватися доказом дійсності. Цей метод також обробляє транзакції поза ланцюгом, але перед подачею необхідно спочатку обчислити доказ дійсності.

Технологія ZK існувала ще до появи блокчейну, але її застосування було обмежене складністю реального світу. Перевага блокчейну полягає в тому, що він може обмежити складність у межах смарт-контракту, потрібно лише перевіряти дані та обчислення в мережі, без необхідності покладатися на централізовані організації чи осіб.

Складність ZK-Rollups полягає в необхідності скомпілювати складну логічну схему на основі даних транзакцій та виконавчої логіки, а потім за допомогою криптографічних обчислень згенерувати результати, які можна швидко перевірити. Це зазвичай вимагає спеціалізованих компіляторів та валідацій.

Витрати на Layer 2

Витрати OP-Rollups в основному походять з двох джерел: комісії за транзакції на L1 для подання стиснених даних та експлуатаційних витрат L2 вузлів. Добра новина в тому, що схема EIP-4844 на Ethereum значно знизила витрати на взаємодію L2 з основною мережею. Проте утримання вузлів вимагає блокування великої кількості коштів, що може призвести до того, що інвестори пропустять інші можливості.

Основні витрати ZK-Rollups пов'язані з обчислювальними ресурсами, оскільки для генерації нульових знань потрібна велика обчислювальна потужність та спеціалізоване обладнання. Водночас, потрібно нести витрати на транзакції за подання даних на ланцюг. Потреба в спеціалізованому обладнанні може призвести до більшої централізації мережі.

Висновок

Незалежно від того, чи це OP-Rollups, чи ZK-Rollups, ці рішення є важливими для екосистеми Ethereum у боротьбі з викликами розширюваності. З впровадженням оновлень, таких як EIP-4844, вартість публікації даних L2 значно знизилася, що ще більше розкриє потенціал обох рішень і сприятиме подальшому розвитку та інноваціям екосистеми Ethereum.