WYJAŚNIENIE SKALOWANIA WARSTWY 2: DLACZEGO JEST WAŻNE I JAK DZIAŁA

Czym jest skalowanie warstwy 2?

Skalowanie warstwy 2 (L2) odnosi się do zestawu metod mających na celu zwiększenie przepustowości, wydajności i użyteczności sieci blockchain poprzez przetwarzanie transakcji poza głównym blockchainem, czyli blockchainem warstwy 1 (L1). Koncepcja ta powstała, aby przezwyciężyć ograniczenia łańcuchów L1, takich jak Ethereum i Bitcoin, które charakteryzują się ograniczoną przepustowością i wysokimi opłatami w warunkach przeciążenia.

Rozwiązania L2 przenoszą większość obliczeń i przetwarzania transakcji poza łańcuch, zachowując jednocześnie ogólne bezpieczeństwo i decentralizację łańcucha bazowego. Po przetworzeniu danych poza łańcuch, przesyłają podsumowania lub stany końcowe do łańcucha bazowego w celu weryfikacji. To podejście drastycznie obniża koszty i zwiększa szybkość bez kompromisów w zakresie braku zaufania i decentralizacji.

Dlaczego rozwiązania warstwy 2 są niezbędne

Sieci blockchain są projektowane z uwzględnieniem kompromisu między decentralizacją, bezpieczeństwem i skalowalnością – koncepcji znanej jako „trylemat skalowalności”. Chociaż łańcuchy warstwy 1 dążą do maksymalizacji decentralizacji i bezpieczeństwa, często mają problemy ze skalowaniem. Na przykład Ethereum może obsłużyć około 15–30 transakcji na sekundę (TPS), co jest niewystarczające w przypadku zastosowań o charakterze masowym, takich jak gry, zdecentralizowane finanse (DeFi) czy mikropłatności w czasie rzeczywistym.

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania użytkowników sieci stają się przeciążone. To podnosi opłaty za gaz i prowadzi do powolnego finalizowania transakcji, co sprawia, że ​​codzienne zastosowania stają się niepraktyczne. L2 został opracowany, aby zaradzić temu niedoborowi bez modyfikowania podstawowego protokołu łańcucha bazowego.

Główne korzyści skalowania warstwy 2

• Zwiększona przepustowość: Przetwarza tysiące transakcji na sekundę (TPS).
• Niższe opłaty: Wykonywanie transakcji poza łańcuchem znacznie obniża opłaty sieciowe.
• Skalowalność: Umożliwia sieciom blockchain obsługę aplikacji zdecentralizowanych (dApps) na dużą skalę.
• Zwiększone doświadczenie użytkownika: Krótsze czasy transakcji i niższe koszty przyciągają więcej użytkowników.

Kto korzysta z rozwiązań warstwy 2?

Rozwiązania warstwy 2 są szeroko stosowane przez deweloperów, przedsiębiorstwa i użytkowników korzystających z aplikacji DeFi, NFT i platform gier. Projekty oparte na Ethereum szczególnie preferują L2 ze względu na problemy z przeciążeniem. Przykładami są protokoły wymiany takie jak Uniswap, platformy NFT takie jak OpenSea oraz gry blockchainowe takie jak Gods Unchained.

Duże instytucje i deweloperzy wykorzystują warstwę 2 do skalowania aplikacji bez utraty zaufania i decentralizacji. Ta rosnąca popularność ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia integracji z głównym nurtem blockchain w sektorach od finansów po logistykę.

Łańcuchy Plazmy

Plasma to jedna z najwcześniejszych technologii warstwy 2 zaproponowanych do skalowania Ethereum, wprowadzona przez Vitalika Buterina i Josepha Poona. Łańcuchy Plazmy to łańcuchy podrzędne, które okresowo raportują do głównego łańcucha Ethereum. Umożliwiają one przetwarzanie wielu transakcji poza łańcuchem, a jedynie stan końcowy jest zapisywany w warstwie 1 Ethereum.

Łańcuchy Plazmy działają poprzez inteligentne kontrakty, które zarządzają różnymi strukturami danych. Użytkownicy muszą wchodzić w interakcję z tymi kontraktami, aby wpłacać, wypłacać środki lub kwestionować oszukańcze transakcje. System zapewnia bezpieczeństwo, umożliwiając rozstrzyganie sporów za pośrednictwem łańcucha głównego.

Zalety Plasmy:

• Wydajność w przypadku prostych przelewów i płatności
• Zmniejszenie obciążenia sieci głównej Ethereum
• Bezpieczeństwo odziedziczone po Ethereum

Wady Plasmy:

• Ograniczenie do określonych typów transakcji
• Procedury wyjścia mogą być powolne
• Nie jest to rozwiązanie idealne dla inteligentnych kontraktów ogólnego przeznaczenia

Rollupy

Rollupy to najpopularniejsze i najszerzej stosowane rozwiązanie L2. Wykonują transakcje poza blockchainem L1, ale przesyłają dane transakcji do L1, zapewniając zachowanie gwarancji bezpieczeństwa Ethereum. Istnieją dwa główne typy:

1. Optymistyczne zestawienia: zakładają, że transakcje są prawidłowe, dopóki nie zostaną zakwestionowane. Opierają się na dowodach oszustwa opartych na teorii gier, aby wykrywać nieprawidłowe transakcje.
2. Zestawy z zerową wiedzą (ZK): Wykorzystują kryptograficzne dowody ważności (często nazywane SNARK lub STARK), które weryfikują poprawność transakcji bez ujawniania zawartości danych.

Przykładami optymistycznych zestawów są Arbitrum i Optymizm, a do popularnych zestawów ZK należą zkSync, Starknet i Loopring.

Zalety zestawów:

• Wysoka skalowalność z bezpieczeństwem na poziomie Ethereum
• Szerokie wsparcie dla inteligentnych kontraktów (szczególnie w zestawach ZK)
• Niższe opłaty transakcyjne i szybsze potwierdzenie

Wady:

• Optymistyczne pakiety zbiorcze mają 7-dniowy okres oczekiwania na wypłaty
• Optymistyczne pakiety zbiorcze ZK są technicznie skomplikowane i kosztowne w opracowaniu

Kanały stanu

Kanały stanu umożliwiają dwóm stronom bezpośrednie przeprowadzanie transakcji poza łańcuchem. Tylko stan końcowy jest przesyłany do głównego łańcucha bloków, co sprawia, że ​​transakcje są szybkie i opłacalne. Typowym przykładem jest sieć Bitcoin Lightning Network.

W Ethereum kanały stanu często obsługują aplikacje do gier lub płatności wymagające interakcji o wysokiej częstotliwości. Uczestnicy zazwyczaj wpłacają aktywa do inteligentnego kontraktu, swobodnie wchodzą w interakcje poza łańcuchem, a następnie wspólnie zamykają kanał w łańcuchu.

Korzyści:

• Prawie natychmiastowe, tanie transakcje
• Idealne do prywatnych, częstych wymian

Ograniczenia:

• Wymaga połączenia obu stron w celu aktualizacji stanu
• Mniej odpowiednie dla zdecentralizowanych aplikacji ogólnego przeznaczenia

Postęp w technologiach warstwy 2

Rozwiązania warstwy 2 dynamicznie ewoluują. ZK Rollupy zyskują na popularności dzięki swojej szybkości, silnym założeniom bezpieczeństwa i kompatybilności z inteligentnymi kontraktami. Technologie takie jak zkEVM (maszyny wirtualne Ethereum o zerowej wiedzy) umożliwiają ZK Rollupom osiągnięcie pełnej kompatybilności z istniejącymi zdecentralizowanymi aplikacjami Ethereum, zwiększając ich użyteczność.

Wraz z rozwojem branży ewoluują rozwiązania hybrydowe. Integrują one wiele technologii warstwy 2 lub łączą optymalizacje warstwy 1 (takie jak sharding lub danksharding) z architekturą warstwy 2. Rezultatem jest wielowarstwowe podejście do skalowania, które oferuje solidną poprawę wydajności.

Protokoły takie jak Starknet i zkSync Era dążą do pełnej decentralizacji swoich warstw protokołów, co jeszcze bardziej przyczynia się do osiągnięcia podstawowego celu blockchaina, jakim jest interakcja bez zaufania.

Integracja z ulepszeniami warstwy 1

Trwający plan rozwoju Ethereum obejmuje kluczowe ulepszenia — takie jak Proto-Danksharding i pełny Danksharding — które mają znacząco uzupełnić sieci L2 poprzez obniżenie kosztów dostępności danych. Te ulepszenia pomogą w bardziej efektywnym skalowaniu akumulacji i obniżą koszty transakcji w całym stosie.

Ta integracja między warstwą 1 a warstwą 2 ma kluczowe znaczenie. Zamiast konkurować z L1, warstwa 2 zwiększa jej użyteczność i zapewnia stabilność Ethereum przy zwiększonym obciążeniu i zapotrzebowaniu.

Wdrożenie przez przedsiębiorstwa i instytucje

Przedsiębiorstwa dostrzegają użyteczność rozwiązań warstwy 2 w aplikacjach wymagających skalowalności, zgodności i prywatności. Od śledzenia logistyki, przez tokenizację nieruchomości, po płatności transgraniczne, rozwiązania L2 sprawiają, że blockchain nadaje się do szerszego zakresu zastosowań. To zainteresowanie instytucji jest ważne dla powszechnej adopcji blockchaina.

Droga naprzód

Przyszłość skalowania warstwy 2 to ciągła integracja, optymalizacja i ekspansja. Dzięki skupieniu się deweloperów na ulepszaniu doświadczenia użytkownika i tworzeniu narzędzi łączących, granice między warstwą 1 a warstwą 2 będą coraz bardziej płynne dla użytkowników końcowych.

Ostatecznie rozwiązania warstwy 2 odegrają kluczową rolę w realizacji obietnicy otwartych, programowalnych sieci, które mogą obsługiwać aplikacje o zasięgu globalnym. W miarę rozwoju technologii możemy spodziewać się wzbogaconego ekosystemu blockchain, który łączy w sobie szybkość, przystępną cenę i decentralizację skuteczniej niż kiedykolwiek wcześniej.